core: Optimize the memory layout of the transfer structure
[platform/upstream/libusb.git] / libusb / io.c
1 /* -*- Mode: C; indent-tabs-mode:t ; c-basic-offset:8 -*- */
2 /*
3  * I/O functions for libusb
4  * Copyright © 2007-2009 Daniel Drake <dsd@gentoo.org>
5  * Copyright © 2001 Johannes Erdfelt <johannes@erdfelt.com>
6  * Copyright © 2019 Nathan Hjelm <hjelmn@cs.umm.edu>
7  * Copyright © 2019 Google LLC. All rights reserved.
8  *
9  * This library is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with this library; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include "libusbi.h"
25 #include "hotplug.h"
26
27 #include <errno.h>
28 #ifdef HAVE_TIMERFD
29 #include <sys/timerfd.h>
30 #include <unistd.h>
31 #endif
32
33 /**
34  * \page libusb_io Synchronous and asynchronous device I/O
35  *
36  * \section io_intro Introduction
37  *
38  * If you're using libusb in your application, you're probably wanting to
39  * perform I/O with devices - you want to perform USB data transfers.
40  *
41  * libusb offers two separate interfaces for device I/O. This page aims to
42  * introduce the two in order to help you decide which one is more suitable
43  * for your application. You can also choose to use both interfaces in your
44  * application by considering each transfer on a case-by-case basis.
45  *
46  * Once you have read through the following discussion, you should consult the
47  * detailed API documentation pages for the details:
48  * - \ref libusb_syncio
49  * - \ref libusb_asyncio
50  *
51  * \section theory Transfers at a logical level
52  *
53  * At a logical level, USB transfers typically happen in two parts. For
54  * example, when reading data from a endpoint:
55  * -# A request for data is sent to the device
56  * -# Some time later, the incoming data is received by the host
57  *
58  * or when writing data to an endpoint:
59  *
60  * -# The data is sent to the device
61  * -# Some time later, the host receives acknowledgement from the device that
62  *    the data has been transferred.
63  *
64  * There may be an indefinite delay between the two steps. Consider a
65  * fictional USB input device with a button that the user can press. In order
66  * to determine when the button is pressed, you would likely submit a request
67  * to read data on a bulk or interrupt endpoint and wait for data to arrive.
68  * Data will arrive when the button is pressed by the user, which is
69  * potentially hours later.
70  *
71  * libusb offers both a synchronous and an asynchronous interface to performing
72  * USB transfers. The main difference is that the synchronous interface
73  * combines both steps indicated above into a single function call, whereas
74  * the asynchronous interface separates them.
75  *
76  * \section sync The synchronous interface
77  *
78  * The synchronous I/O interface allows you to perform a USB transfer with
79  * a single function call. When the function call returns, the transfer has
80  * completed and you can parse the results.
81  *
82  * If you have used the libusb-0.1 before, this I/O style will seem familar to
83  * you. libusb-0.1 only offered a synchronous interface.
84  *
85  * In our input device example, to read button presses you might write code
86  * in the following style:
87 \code
88 unsigned char data[4];
89 int actual_length;
90 int r = libusb_bulk_transfer(dev_handle, LIBUSB_ENDPOINT_IN, data, sizeof(data), &actual_length, 0);
91 if (r == 0 && actual_length == sizeof(data)) {
92         // results of the transaction can now be found in the data buffer
93         // parse them here and report button press
94 } else {
95         error();
96 }
97 \endcode
98  *
99  * The main advantage of this model is simplicity: you did everything with
100  * a single simple function call.
101  *
102  * However, this interface has its limitations. Your application will sleep
103  * inside libusb_bulk_transfer() until the transaction has completed. If it
104  * takes the user 3 hours to press the button, your application will be
105  * sleeping for that long. Execution will be tied up inside the library -
106  * the entire thread will be useless for that duration.
107  *
108  * Another issue is that by tieing up the thread with that single transaction
109  * there is no possibility of performing I/O with multiple endpoints and/or
110  * multiple devices simultaneously, unless you resort to creating one thread
111  * per transaction.
112  *
113  * Additionally, there is no opportunity to cancel the transfer after the
114  * request has been submitted.
115  *
116  * For details on how to use the synchronous API, see the
117  * \ref libusb_syncio "synchronous I/O API documentation" pages.
118  *
119  * \section async The asynchronous interface
120  *
121  * Asynchronous I/O is the most significant new feature in libusb-1.0.
122  * Although it is a more complex interface, it solves all the issues detailed
123  * above.
124  *
125  * Instead of providing which functions that block until the I/O has complete,
126  * libusb's asynchronous interface presents non-blocking functions which
127  * begin a transfer and then return immediately. Your application passes a
128  * callback function pointer to this non-blocking function, which libusb will
129  * call with the results of the transaction when it has completed.
130  *
131  * Transfers which have been submitted through the non-blocking functions
132  * can be cancelled with a separate function call.
133  *
134  * The non-blocking nature of this interface allows you to be simultaneously
135  * performing I/O to multiple endpoints on multiple devices, without having
136  * to use threads.
137  *
138  * This added flexibility does come with some complications though:
139  * - In the interest of being a lightweight library, libusb does not create
140  * threads and can only operate when your application is calling into it. Your
141  * application must call into libusb from it's main loop when events are ready
142  * to be handled, or you must use some other scheme to allow libusb to
143  * undertake whatever work needs to be done.
144  * - libusb also needs to be called into at certain fixed points in time in
145  * order to accurately handle transfer timeouts.
146  * - Memory handling becomes more complex. You cannot use stack memory unless
147  * the function with that stack is guaranteed not to return until the transfer
148  * callback has finished executing.
149  * - You generally lose some linearity from your code flow because submitting
150  * the transfer request is done in a separate function from where the transfer
151  * results are handled. This becomes particularly obvious when you want to
152  * submit a second transfer based on the results of an earlier transfer.
153  *
154  * Internally, libusb's synchronous interface is expressed in terms of function
155  * calls to the asynchronous interface.
156  *
157  * For details on how to use the asynchronous API, see the
158  * \ref libusb_asyncio "asynchronous I/O API" documentation pages.
159  */
160
161
162 /**
163  * \page libusb_packetoverflow Packets and overflows
164  *
165  * \section packets Packet abstraction
166  *
167  * The USB specifications describe how data is transmitted in packets, with
168  * constraints on packet size defined by endpoint descriptors. The host must
169  * not send data payloads larger than the endpoint's maximum packet size.
170  *
171  * libusb and the underlying OS abstract out the packet concept, allowing you
172  * to request transfers of any size. Internally, the request will be divided
173  * up into correctly-sized packets. You do not have to be concerned with
174  * packet sizes, but there is one exception when considering overflows.
175  *
176  * \section overflow Bulk/interrupt transfer overflows
177  *
178  * When requesting data on a bulk endpoint, libusb requires you to supply a
179  * buffer and the maximum number of bytes of data that libusb can put in that
180  * buffer. However, the size of the buffer is not communicated to the device -
181  * the device is just asked to send any amount of data.
182  *
183  * There is no problem if the device sends an amount of data that is less than
184  * or equal to the buffer size. libusb reports this condition to you through
185  * the \ref libusb_transfer::actual_length "libusb_transfer.actual_length"
186  * field.
187  *
188  * Problems may occur if the device attempts to send more data than can fit in
189  * the buffer. libusb reports LIBUSB_TRANSFER_OVERFLOW for this condition but
190  * other behaviour is largely undefined: actual_length may or may not be
191  * accurate, the chunk of data that can fit in the buffer (before overflow)
192  * may or may not have been transferred.
193  *
194  * Overflows are nasty, but can be avoided. Even though you were told to
195  * ignore packets above, think about the lower level details: each transfer is
196  * split into packets (typically small, with a maximum size of 512 bytes).
197  * Overflows can only happen if the final packet in an incoming data transfer
198  * is smaller than the actual packet that the device wants to transfer.
199  * Therefore, you will never see an overflow if your transfer buffer size is a
200  * multiple of the endpoint's packet size: the final packet will either
201  * fill up completely or will be only partially filled.
202  */
203
204 /**
205  * @defgroup libusb_asyncio Asynchronous device I/O
206  *
207  * This page details libusb's asynchronous (non-blocking) API for USB device
208  * I/O. This interface is very powerful but is also quite complex - you will
209  * need to read this page carefully to understand the necessary considerations
210  * and issues surrounding use of this interface. Simplistic applications
211  * may wish to consider the \ref libusb_syncio "synchronous I/O API" instead.
212  *
213  * The asynchronous interface is built around the idea of separating transfer
214  * submission and handling of transfer completion (the synchronous model
215  * combines both of these into one). There may be a long delay between
216  * submission and completion, however the asynchronous submission function
217  * is non-blocking so will return control to your application during that
218  * potentially long delay.
219  *
220  * \section asyncabstraction Transfer abstraction
221  *
222  * For the asynchronous I/O, libusb implements the concept of a generic
223  * transfer entity for all types of I/O (control, bulk, interrupt,
224  * isochronous). The generic transfer object must be treated slightly
225  * differently depending on which type of I/O you are performing with it.
226  *
227  * This is represented by the public libusb_transfer structure type.
228  *
229  * \section asynctrf Asynchronous transfers
230  *
231  * We can view asynchronous I/O as a 5 step process:
232  * -# <b>Allocation</b>: allocate a libusb_transfer
233  * -# <b>Filling</b>: populate the libusb_transfer instance with information
234  *    about the transfer you wish to perform
235  * -# <b>Submission</b>: ask libusb to submit the transfer
236  * -# <b>Completion handling</b>: examine transfer results in the
237  *    libusb_transfer structure
238  * -# <b>Deallocation</b>: clean up resources
239  *
240  *
241  * \subsection asyncalloc Allocation
242  *
243  * This step involves allocating memory for a USB transfer. This is the
244  * generic transfer object mentioned above. At this stage, the transfer
245  * is "blank" with no details about what type of I/O it will be used for.
246  *
247  * Allocation is done with the libusb_alloc_transfer() function. You must use
248  * this function rather than allocating your own transfers.
249  *
250  * \subsection asyncfill Filling
251  *
252  * This step is where you take a previously allocated transfer and fill it
253  * with information to determine the message type and direction, data buffer,
254  * callback function, etc.
255  *
256  * You can either fill the required fields yourself or you can use the
257  * helper functions: libusb_fill_control_transfer(), libusb_fill_bulk_transfer()
258  * and libusb_fill_interrupt_transfer().
259  *
260  * \subsection asyncsubmit Submission
261  *
262  * When you have allocated a transfer and filled it, you can submit it using
263  * libusb_submit_transfer(). This function returns immediately but can be
264  * regarded as firing off the I/O request in the background.
265  *
266  * \subsection asynccomplete Completion handling
267  *
268  * After a transfer has been submitted, one of four things can happen to it:
269  *
270  * - The transfer completes (i.e. some data was transferred)
271  * - The transfer has a timeout and the timeout expires before all data is
272  * transferred
273  * - The transfer fails due to an error
274  * - The transfer is cancelled
275  *
276  * Each of these will cause the user-specified transfer callback function to
277  * be invoked. It is up to the callback function to determine which of the
278  * above actually happened and to act accordingly.
279  *
280  * The user-specified callback is passed a pointer to the libusb_transfer
281  * structure which was used to setup and submit the transfer. At completion
282  * time, libusb has populated this structure with results of the transfer:
283  * success or failure reason, number of bytes of data transferred, etc. See
284  * the libusb_transfer structure documentation for more information.
285  *
286  * <b>Important Note</b>: The user-specified callback is called from an event
287  * handling context. It is therefore important that no calls are made into
288  * libusb that will attempt to perform any event handling. Examples of such
289  * functions are any listed in the \ref libusb_syncio "synchronous API" and any of
290  * the blocking functions that retrieve \ref libusb_desc "USB descriptors".
291  *
292  * \subsection Deallocation
293  *
294  * When a transfer has completed (i.e. the callback function has been invoked),
295  * you are advised to free the transfer (unless you wish to resubmit it, see
296  * below). Transfers are deallocated with libusb_free_transfer().
297  *
298  * It is undefined behaviour to free a transfer which has not completed.
299  *
300  * \section asyncresubmit Resubmission
301  *
302  * You may be wondering why allocation, filling, and submission are all
303  * separated above where they could reasonably be combined into a single
304  * operation.
305  *
306  * The reason for separation is to allow you to resubmit transfers without
307  * having to allocate new ones every time. This is especially useful for
308  * common situations dealing with interrupt endpoints - you allocate one
309  * transfer, fill and submit it, and when it returns with results you just
310  * resubmit it for the next interrupt.
311  *
312  * \section asynccancel Cancellation
313  *
314  * Another advantage of using the asynchronous interface is that you have
315  * the ability to cancel transfers which have not yet completed. This is
316  * done by calling the libusb_cancel_transfer() function.
317  *
318  * libusb_cancel_transfer() is asynchronous/non-blocking in itself. When the
319  * cancellation actually completes, the transfer's callback function will
320  * be invoked, and the callback function should check the transfer status to
321  * determine that it was cancelled.
322  *
323  * Freeing the transfer after it has been cancelled but before cancellation
324  * has completed will result in undefined behaviour.
325  *
326  * When a transfer is cancelled, some of the data may have been transferred.
327  * libusb will communicate this to you in the transfer callback. Do not assume
328  * that no data was transferred.
329  *
330  * \section bulk_overflows Overflows on device-to-host bulk/interrupt endpoints
331  *
332  * If your device does not have predictable transfer sizes (or it misbehaves),
333  * your application may submit a request for data on an IN endpoint which is
334  * smaller than the data that the device wishes to send. In some circumstances
335  * this will cause an overflow, which is a nasty condition to deal with. See
336  * the \ref libusb_packetoverflow page for discussion.
337  *
338  * \section asyncctrl Considerations for control transfers
339  *
340  * The <tt>libusb_transfer</tt> structure is generic and hence does not
341  * include specific fields for the control-specific setup packet structure.
342  *
343  * In order to perform a control transfer, you must place the 8-byte setup
344  * packet at the start of the data buffer. To simplify this, you could
345  * cast the buffer pointer to type struct libusb_control_setup, or you can
346  * use the helper function libusb_fill_control_setup().
347  *
348  * The wLength field placed in the setup packet must be the length you would
349  * expect to be sent in the setup packet: the length of the payload that
350  * follows (or the expected maximum number of bytes to receive). However,
351  * the length field of the libusb_transfer object must be the length of
352  * the data buffer - i.e. it should be wLength <em>plus</em> the size of
353  * the setup packet (LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE).
354  *
355  * If you use the helper functions, this is simplified for you:
356  * -# Allocate a buffer of size LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE plus the size of the
357  * data you are sending/requesting.
358  * -# Call libusb_fill_control_setup() on the data buffer, using the transfer
359  * request size as the wLength value (i.e. do not include the extra space you
360  * allocated for the control setup).
361  * -# If this is a host-to-device transfer, place the data to be transferred
362  * in the data buffer, starting at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE.
363  * -# Call libusb_fill_control_transfer() to associate the data buffer with
364  * the transfer (and to set the remaining details such as callback and timeout).
365  *   - Note that there is no parameter to set the length field of the transfer.
366  *     The length is automatically inferred from the wLength field of the setup
367  *     packet.
368  * -# Submit the transfer.
369  *
370  * The multi-byte control setup fields (wValue, wIndex and wLength) must
371  * be given in little-endian byte order (the endianness of the USB bus).
372  * Endianness conversion is transparently handled by
373  * libusb_fill_control_setup() which is documented to accept host-endian
374  * values.
375  *
376  * Further considerations are needed when handling transfer completion in
377  * your callback function:
378  * - As you might expect, the setup packet will still be sitting at the start
379  * of the data buffer.
380  * - If this was a device-to-host transfer, the received data will be sitting
381  * at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE into the buffer.
382  * - The actual_length field of the transfer structure is relative to the
383  * wLength of the setup packet, rather than the size of the data buffer. So,
384  * if your wLength was 4, your transfer's <tt>length</tt> was 12, then you
385  * should expect an <tt>actual_length</tt> of 4 to indicate that the data was
386  * transferred in entirity.
387  *
388  * To simplify parsing of setup packets and obtaining the data from the
389  * correct offset, you may wish to use the libusb_control_transfer_get_data()
390  * and libusb_control_transfer_get_setup() functions within your transfer
391  * callback.
392  *
393  * Even though control endpoints do not halt, a completed control transfer
394  * may have a LIBUSB_TRANSFER_STALL status code. This indicates the control
395  * request was not supported.
396  *
397  * \section asyncintr Considerations for interrupt transfers
398  *
399  * All interrupt transfers are performed using the polling interval presented
400  * by the bInterval value of the endpoint descriptor.
401  *
402  * \section asynciso Considerations for isochronous transfers
403  *
404  * Isochronous transfers are more complicated than transfers to
405  * non-isochronous endpoints.
406  *
407  * To perform I/O to an isochronous endpoint, allocate the transfer by calling
408  * libusb_alloc_transfer() with an appropriate number of isochronous packets.
409  *
410  * During filling, set \ref libusb_transfer::type "type" to
411  * \ref libusb_transfer_type::LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS
412  * "LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS", and set
413  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" to a value less than
414  * or equal to the number of packets you requested during allocation.
415  * libusb_alloc_transfer() does not set either of these fields for you, given
416  * that you might not even use the transfer on an isochronous endpoint.
417  *
418  * Next, populate the length field for the first num_iso_packets entries in
419  * the \ref libusb_transfer::iso_packet_desc "iso_packet_desc" array. Section
420  * 5.6.3 of the USB2 specifications describe how the maximum isochronous
421  * packet length is determined by the wMaxPacketSize field in the endpoint
422  * descriptor.
423  * Two functions can help you here:
424  *
425  * - libusb_get_max_iso_packet_size() is an easy way to determine the max
426  *   packet size for an isochronous endpoint. Note that the maximum packet
427  *   size is actually the maximum number of bytes that can be transmitted in
428  *   a single microframe, therefore this function multiplies the maximum number
429  *   of bytes per transaction by the number of transaction opportunities per
430  *   microframe.
431  * - libusb_set_iso_packet_lengths() assigns the same length to all packets
432  *   within a transfer, which is usually what you want.
433  *
434  * For outgoing transfers, you'll obviously fill the buffer and populate the
435  * packet descriptors in hope that all the data gets transferred. For incoming
436  * transfers, you must ensure the buffer has sufficient capacity for
437  * the situation where all packets transfer the full amount of requested data.
438  *
439  * Completion handling requires some extra consideration. The
440  * \ref libusb_transfer::actual_length "actual_length" field of the transfer
441  * is meaningless and should not be examined; instead you must refer to the
442  * \ref libusb_iso_packet_descriptor::actual_length "actual_length" field of
443  * each individual packet.
444  *
445  * The \ref libusb_transfer::status "status" field of the transfer is also a
446  * little misleading:
447  *  - If the packets were submitted and the isochronous data microframes
448  *    completed normally, status will have value
449  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
450  *    "LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED". Note that bus errors and software-incurred
451  *    delays are not counted as transfer errors; the transfer.status field may
452  *    indicate COMPLETED even if some or all of the packets failed. Refer to
453  *    the \ref libusb_iso_packet_descriptor::status "status" field of each
454  *    individual packet to determine packet failures.
455  *  - The status field will have value
456  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR
457  *    "LIBUSB_TRANSFER_ERROR" only when serious errors were encountered.
458  *  - Other transfer status codes occur with normal behaviour.
459  *
460  * The data for each packet will be found at an offset into the buffer that
461  * can be calculated as if each prior packet completed in full. The
462  * libusb_get_iso_packet_buffer() and libusb_get_iso_packet_buffer_simple()
463  * functions may help you here.
464  *
465  * <b>Note</b>: Some operating systems (e.g. Linux) may impose limits on the
466  * length of individual isochronous packets and/or the total length of the
467  * isochronous transfer. Such limits can be difficult for libusb to detect,
468  * so the library will simply try and submit the transfer as set up by you.
469  * If the transfer fails to submit because it is too large,
470  * libusb_submit_transfer() will return
471  * \ref libusb_error::LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM "LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM".
472  *
473  * \section asyncmem Memory caveats
474  *
475  * In most circumstances, it is not safe to use stack memory for transfer
476  * buffers. This is because the function that fired off the asynchronous
477  * transfer may return before libusb has finished using the buffer, and when
478  * the function returns it's stack gets destroyed. This is true for both
479  * host-to-device and device-to-host transfers.
480  *
481  * The only case in which it is safe to use stack memory is where you can
482  * guarantee that the function owning the stack space for the buffer does not
483  * return until after the transfer's callback function has completed. In every
484  * other case, you need to use heap memory instead.
485  *
486  * \section asyncflags Fine control
487  *
488  * Through using this asynchronous interface, you may find yourself repeating
489  * a few simple operations many times. You can apply a bitwise OR of certain
490  * flags to a transfer to simplify certain things:
491  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK
492  *   "LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK" results in transfers which transferred
493  *   less than the requested amount of data being marked with status
494  *   \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR "LIBUSB_TRANSFER_ERROR"
495  *   (they would normally be regarded as COMPLETED)
496  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
497  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" allows you to ask libusb to free the transfer
498  *   buffer when freeing the transfer.
499  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER
500  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER" causes libusb to automatically free the
501  *   transfer after the transfer callback returns.
502  *
503  * \section asyncevent Event handling
504  *
505  * An asynchronous model requires that libusb perform work at various
506  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
507  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
508  *
509  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
510  * application must call into when libusb has work do to. This gives libusb
511  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
512  *
513  * There are 2 different approaches to dealing with libusb_handle_events:
514  *
515  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
516  *    thread.
517  * -# Integrate libusb with your application's main event loop. libusb
518  *    exposes a set of file descriptors which allow you to do this.
519  *
520  * The first approach has the big advantage that it will also work on Windows
521  * were libusb' poll API for select / poll integration is not available. So
522  * if you want to support Windows and use the async API, you must use this
523  * approach, see the \ref eventthread "Using an event handling thread" section
524  * below for details.
525  *
526  * If you prefer a single threaded approach with a single central event loop,
527  * see the \ref libusb_poll "polling and timing" section for how to integrate libusb
528  * into your application's main event loop.
529  *
530  * \section eventthread Using an event handling thread
531  *
532  * Lets begin with stating the obvious: If you're going to use a separate
533  * thread for libusb event handling, your callback functions MUST be
534  * threadsafe.
535  *
536  * Other then that doing event handling from a separate thread, is mostly
537  * simple. You can use an event thread function as follows:
538 \code
539 void *event_thread_func(void *ctx)
540 {
541     while (event_thread_run)
542         libusb_handle_events(ctx);
543
544     return NULL;
545 }
546 \endcode
547  *
548  * There is one caveat though, stopping this thread requires setting the
549  * event_thread_run variable to 0, and after that libusb_handle_events() needs
550  * to return control to event_thread_func. But unless some event happens,
551  * libusb_handle_events() will not return.
552  *
553  * There are 2 different ways of dealing with this, depending on if your
554  * application uses libusb' \ref libusb_hotplug "hotplug" support or not.
555  *
556  * Applications which do not use hotplug support, should not start the event
557  * thread until after their first call to libusb_open(), and should stop the
558  * thread when closing the last open device as follows:
559 \code
560 void my_close_handle(libusb_device_handle *dev_handle)
561 {
562     if (open_devs == 1)
563         event_thread_run = 0;
564
565     libusb_close(dev_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
566
567     if (open_devs == 1)
568         pthread_join(event_thread);
569
570     open_devs--;
571 }
572 \endcode
573  *
574  * Applications using hotplug support should start the thread at program init,
575  * after having successfully called libusb_hotplug_register_callback(), and
576  * should stop the thread at program exit as follows:
577 \code
578 void my_libusb_exit(void)
579 {
580     event_thread_run = 0;
581     libusb_hotplug_deregister_callback(ctx, hotplug_cb_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
582     pthread_join(event_thread);
583     libusb_exit(ctx);
584 }
585 \endcode
586  */
587
588 /**
589  * @defgroup libusb_poll Polling and timing
590  *
591  * This page documents libusb's functions for polling events and timing.
592  * These functions are only necessary for users of the
593  * \ref libusb_asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
594  * \ref libusb_syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
595  * functions.
596  *
597  * The justification for the functionality described here has already been
598  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
599  * asynchronous API documentation. In summary, libusb does not create internal
600  * threads for event processing and hence relies on your application calling
601  * into libusb at certain points in time so that pending events can be handled.
602  *
603  * Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
604  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
605  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
606  * libusb's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
607  * is detected on such descriptors you know it is time to call
608  * libusb_handle_events().
609  *
610  * There is one final event handling complication. libusb supports
611  * asynchronous transfers which time out after a specified time period.
612  *
613  * On some platforms a timerfd is used, so the timeout handling is just another
614  * fd, on other platforms this requires that libusb is called into at or after
615  * the timeout to handle it. So, in addition to considering libusb's file
616  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusb
617  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
618  * is no file descriptor activity, see \ref polltime details.
619  *
620  * In order to know precisely when libusb needs to be called into, libusb
621  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
622  * the next timeout expires.
623  *
624  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
625  * following options, otherwise your I/O will not complete.
626  *
627  * \section pollsimple The simple option
628  *
629  * If your application revolves solely around libusb and does not need to
630  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
631 \code
632 // initialize libusb
633 // find and open device
634 // maybe fire off some initial async I/O
635
636 while (user_has_not_requested_exit)
637         libusb_handle_events(ctx);
638
639 // clean up and exit
640 \endcode
641  *
642  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
643  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
644  * handle those details internally.
645  *
646  * \section libusb_pollmain The more advanced option
647  *
648  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
649  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Applications which
650  * want to support Windows are advised to use an \ref eventthread
651  * "event handling thread" instead.
652  *
653  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
654  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
655  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusb is
656  * designed to cleanly integrate into such main loops.
657  *
658  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
659  * take a set of file descriptors from libusb and monitor those too. When you
660  * detect activity on libusb's file descriptors, you call
661  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
662  *
663  * What's more, libusb may also need to handle events at specific moments in
664  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
665  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
666  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
667  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
668  * these moments occur. This means that you need to adjust your
669  * poll()/select() timeout accordingly.
670  *
671  * libusb provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
672  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
673  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
674  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
675  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusb indicates,
676  * polling all of them at once.
677  *
678  * In pseudo-code, you want something that looks like:
679 \code
680 // initialise libusb
681
682 libusb_get_pollfds(ctx)
683 while (user has not requested application exit) {
684         libusb_get_next_timeout(ctx);
685         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
686                 using a timeout no larger than the value libusb just suggested)
687         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
688                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
689         if (time has elapsed to or beyond the libusb timeout)
690                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
691         // handle events from other sources here
692 }
693
694 // clean up and exit
695 \endcode
696  *
697  * \subsection polltime Notes on time-based events
698  *
699  * The above complication with having to track time and call into libusb at
700  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
701  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
702  * restrict the supported platforms of your application and get away with
703  * a more simplistic scheme.
704  *
705  * These time-based event complications are \b not required on the following
706  * platforms:
707  *  - Darwin
708  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
709  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
710  *   - glibc v2.9 or newer
711  *   - libusb v1.0.5 or newer
712  *
713  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
714  * 0, so your main loop can be simplified to:
715 \code
716 // initialise libusb
717
718 libusb_get_pollfds(ctx)
719 while (user has not requested application exit) {
720         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
721                 using any timeout that you like)
722         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
723                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
724         // handle events from other sources here
725 }
726
727 // clean up and exit
728 \endcode
729  *
730  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
731  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
732  * and <em>any future platforms supported by libusb which may have time-based
733  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
734  * strange bugs in your application.
735  *
736  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
737  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
738  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusb's next timeout
739  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
740  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
741  * if the platform does suffer from these timing complications.
742  *
743  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
744  *
745  * The set of file descriptors that libusb uses as event sources may change
746  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
747  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
748  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
749  *
750  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
751  *
752  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
753  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
754  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
755  * some headaches.
756  *
757  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
758  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
759  * with these entities otherwise.
760  *
761  * See the extra documentation: \ref libusb_mtasync
762  */
763
764 /** \page libusb_mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
765  *
766  * libusb is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
767  * to applications which interact with libusb from multiple threads.
768  *
769  * The underlying issue that must be addressed is that all libusb I/O
770  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
771  * system calls. This is directly exposed at the
772  * \ref libusb_asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
773  * \ref libusb_syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
774  * asynchonrous interface, therefore the same considerations apply.
775  *
776  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
777  * or select() on libusb's file descriptors then only one of those threads
778  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
779  * oblivious that anything has happened.
780  *
781  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
782  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
783  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusb
784  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
785  * explained on this page).
786  *
787 \code
788 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
789 {
790         int *completed = transfer->user_data;
791         *completed = 1;
792 }
793
794 void myfunc() {
795         struct libusb_transfer *transfer;
796         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE] __attribute__ ((aligned (2)));
797         int completed = 0;
798
799         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
800         libusb_fill_control_setup(buffer,
801                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
802         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
803         libusb_submit_transfer(transfer);
804
805         while (!completed) {
806                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
807                 if (poll indicates activity)
808                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
809         }
810         printf("completed!");
811         // other code here
812 }
813 \endcode
814  *
815  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
816  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
817  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
818  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
819  *
820  * If this is the only thread that is polling libusb's file descriptors, there
821  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
822  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
823  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
824  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
825  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
826  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
827  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
828  * this issue!
829  *
830  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
831  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
832  * impact the capabilities of the library, so libusb offers the scheme
833  * documented below to ensure no loss of functionality.
834  *
835  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
836  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
837  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
838  * synchronous I/O functions - libusb hides this headache from you.
839  *
840  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
841  *
842  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
843  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
844  * above with libusb_handle_events() like so:
845  *
846 \code
847         libusb_submit_transfer(transfer);
848
849         while (!completed) {
850                 libusb_handle_events(ctx);
851         }
852         printf("completed!");
853 \endcode
854  *
855  * This however has a race between the checking of completed and
856  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
857  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
858  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
859  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
860  * synchronous API implementation of libusb.
861  *
862  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
863  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
864  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
865  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
866  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
867  * completion check for you after they have acquired the lock:
868  *
869 \code
870         libusb_submit_transfer(transfer);
871
872         while (!completed) {
873                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
874         }
875         printf("completed!");
876 \endcode
877  *
878  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
879  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
880  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
881  *
882  * \section eventlock The events lock
883  *
884  * The problem is when we consider the fact that libusb exposes file
885  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
886  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
887  * libusb's back. If you do take libusb's file descriptors and pass them to
888  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
889  *
890  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
891  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
892  * one thread is handling events at any one time.
893  *
894  * You must take the events lock before polling libusb file descriptors,
895  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
896  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
897  *
898  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
899  *
900  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
901  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
902 \code
903         libusb_lock_events(ctx);
904         while (!completed) {
905                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
906                 if (poll indicates activity)
907                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
908         }
909         libusb_unlock_events(ctx);
910 \endcode
911  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
912  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
913  * the lock is not released until the transfer is completed.
914  *
915  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
916  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
917  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
918  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
919  * due to contention on the lock.
920  *
921  * To solve this, libusb offers you a mechanism to determine when another
922  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
923  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
924  * does not involve polling of file descriptors).
925  *
926  * After determining that another thread is currently handling events, you
927  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
928  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
929  * so, you call libusb_wait_for_event().
930  *
931  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
932  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
933  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
934  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
935  * events, and if not, it should start handling events itself.
936  *
937  * This looks like the following, as pseudo-code:
938 \code
939 retry:
940 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
941         // we obtained the event lock: do our own event handling
942         while (!completed) {
943                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
944                         libusb_unlock_events(ctx);
945                         goto retry;
946                 }
947                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
948                 if (poll indicates activity)
949                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
950         }
951         libusb_unlock_events(ctx);
952 } else {
953         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
954         // an event has completed
955         libusb_lock_event_waiters(ctx);
956
957         while (!completed) {
958                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
959                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
960                 // events in the time it took us to reach this point)
961                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
962                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
963                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
964                         goto retry;
965                 }
966
967                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
968         }
969         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
970 }
971 printf("completed!\n");
972 \endcode
973  *
974  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
975  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
976  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
977  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
978  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
979  * the lock while waiting, and reaquires it before continuing.
980  *
981  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
982  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
983  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
984  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
985  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
986  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
987  * over the event handling.
988  *
989  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
990  * should be apparent from the code shown above.
991  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
992  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
993  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusb is still happy for your
994  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusb needs to
995  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
996  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
997  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
998  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
999  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
1000  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
1001  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
1002  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
1003  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
1004  *    "working behind libusb's back", as is the case here.
1005  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
1006  *    holding the events lock
1007  *
1008  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
1009  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusb can do this
1010  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
1011  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
1012  * callback has returned).
1013  *
1014  * \subsection fullstory The full story
1015  *
1016  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
1017  * really thinking through the issues then you may be left with some more
1018  * questions regarding libusb's internals. If you're curious, read on, and if
1019  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
1020  *
1021  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
1022  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
1023  * thread is doing event handling?
1024  *
1025  * There are 2 situations in which this may happen.
1026  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
1027  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
1028  *    restarts, picking up the new descriptor.
1029  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
1030  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
1031  *    important that nobody is doing event handling at this time.
1032  *
1033  * libusb handles these issues internally, so application developers do not
1034  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
1035  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
1036  *
1037  * -# During initialization, libusb opens an internal pipe, and it adds the read
1038  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
1039  * -# During libusb_close(), libusb writes some dummy data on this event pipe.
1040  *    This immediately interrupts the event handler. libusb also records
1041  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
1042  *    high-priority event.
1043  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
1044  *    differently:
1045  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
1046  *     OK for event handling to continue.
1047  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
1048  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
1049  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
1050  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
1051  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
1052  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
1053  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
1054  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
1055  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusb can safely remove
1056  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
1057  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
1058  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
1059  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
1060  *    the events lock.
1061  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
1062  *    reverts to the original, documented behaviour.
1063  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1064  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1065  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1066  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1067  *
1068  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1069  * call to libusb_open():
1070  *
1071  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1072  * -# libusb sends some dummy data on the event pipe, and records that it
1073  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1074  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1075  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1076  *    event waiters.
1077  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1078  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1079  *    releases the events lock.
1080  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1081  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1082  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1083  *
1084  * \subsection concl Closing remarks
1085  *
1086  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1087  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1088  * applies to applications that take libusb's file descriptors and integrate
1089  * them into their own polling loops.
1090  *
1091  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1092  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1093  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1094  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1095  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1096  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1097  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1098  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1099  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1100  * undesirable behaviour occurring. The solution is for your polling thread to
1101  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1102  * in them getting along in perfect harmony.
1103  *
1104  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1105  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1106  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1107  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1108  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1109  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1110  * give up the events lock if instructed.
1111  */
1112
1113 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1114 {
1115         int r;
1116
1117         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock);
1118         usbi_mutex_init(&ctx->events_lock);
1119         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock);
1120         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond);
1121         usbi_mutex_init(&ctx->event_data_lock);
1122         usbi_tls_key_create(&ctx->event_handling_key);
1123         list_init(&ctx->flying_transfers);
1124         list_init(&ctx->ipollfds);
1125         list_init(&ctx->removed_ipollfds);
1126         list_init(&ctx->hotplug_msgs);
1127         list_init(&ctx->completed_transfers);
1128
1129         /* FIXME should use an eventfd on kernels that support it */
1130         r = usbi_pipe(ctx->event_pipe);
1131         if (r < 0) {
1132                 r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1133                 goto err;
1134         }
1135
1136         r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0], POLLIN);
1137         if (r < 0)
1138                 goto err_close_pipe;
1139
1140 #ifdef HAVE_TIMERFD
1141         ctx->timerfd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, TFD_NONBLOCK | TFD_CLOEXEC);
1142         if (ctx->timerfd >= 0) {
1143                 usbi_dbg("using timerfd for timeouts");
1144                 r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->timerfd, POLLIN);
1145                 if (r < 0)
1146                         goto err_close_timerfd;
1147         } else {
1148                 usbi_dbg("timerfd not available, errno=%d", errno);
1149         }
1150 #endif
1151
1152         return 0;
1153
1154 #ifdef HAVE_TIMERFD
1155 err_close_timerfd:
1156         close(ctx->timerfd);
1157         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0]);
1158 #endif
1159 err_close_pipe:
1160         usbi_close(ctx->event_pipe[0]);
1161         usbi_close(ctx->event_pipe[1]);
1162 err:
1163         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1164         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1165         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1166         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1167         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1168         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1169         return r;
1170 }
1171
1172 static void cleanup_removed_pollfds(struct libusb_context *ctx)
1173 {
1174         struct usbi_pollfd *ipollfd, *tmp;
1175         list_for_each_entry_safe(ipollfd, tmp, &ctx->removed_ipollfds, list, struct usbi_pollfd) {
1176                 list_del(&ipollfd->list);
1177                 free(ipollfd);
1178         }
1179 }
1180
1181 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1182 {
1183         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0]);
1184         usbi_close(ctx->event_pipe[0]);
1185         usbi_close(ctx->event_pipe[1]);
1186 #ifdef HAVE_TIMERFD
1187         if (usbi_using_timerfd(ctx)) {
1188                 usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->timerfd);
1189                 close(ctx->timerfd);
1190         }
1191 #endif
1192         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1193         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1194         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1195         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1196         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1197         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1198         free(ctx->pollfds);
1199         cleanup_removed_pollfds(ctx);
1200 }
1201
1202 static int calculate_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1203 {
1204         int r;
1205         struct timespec current_time;
1206         unsigned int timeout =
1207                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout;
1208
1209         if (!timeout) {
1210                 timerclear(&itransfer->timeout);
1211                 return 0;
1212         }
1213
1214         r = usbi_backend.clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &current_time);
1215         if (r < 0) {
1216                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer),
1217                         "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
1218                 return r;
1219         }
1220
1221         current_time.tv_sec += timeout / 1000;
1222         current_time.tv_nsec += (timeout % 1000) * 1000000;
1223
1224         while (current_time.tv_nsec >= 1000000000) {
1225                 current_time.tv_nsec -= 1000000000;
1226                 current_time.tv_sec++;
1227         }
1228
1229         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&itransfer->timeout, &current_time);
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 /** \ingroup libusb_asyncio
1234  * Allocate a libusb transfer with a specified number of isochronous packet
1235  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1236  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1237  * libusb_free_transfer().
1238  *
1239  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1240  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1241  *
1242  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1243  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1244  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1245  * you are still required to set the
1246  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1247  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1248  *
1249  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1250  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1251  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1252  *
1253  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate. Must be non-negative.
1254  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1255  */
1256 DEFAULT_VISIBILITY
1257 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1258         int iso_packets)
1259 {
1260         size_t priv_size;
1261         size_t alloc_size;
1262         unsigned char *ptr;
1263         struct usbi_transfer *itransfer;
1264         struct libusb_transfer *transfer;
1265
1266         assert(iso_packets >= 0);
1267
1268         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1269         alloc_size = priv_size
1270                 + sizeof(struct usbi_transfer)
1271                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * (size_t)iso_packets);
1272         ptr = calloc(1, alloc_size);
1273         if (!ptr)
1274                 return NULL;
1275
1276         itransfer = (struct usbi_transfer *)(ptr + priv_size);
1277         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1278         itransfer->os_priv = ptr;
1279         usbi_mutex_init(&itransfer->lock);
1280         transfer = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1281         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1282         return transfer;
1283 }
1284
1285 /** \ingroup libusb_asyncio
1286  * Free a transfer structure. This should be called for all transfers
1287  * allocated with libusb_alloc_transfer().
1288  *
1289  * If the \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
1290  * "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" flag is set and the transfer buffer is
1291  * non-NULL, this function will also free the transfer buffer using the
1292  * standard system memory allocator (e.g. free()).
1293  *
1294  * It is legal to call this function with a NULL transfer. In this case,
1295  * the function will simply return safely.
1296  *
1297  * It is not legal to free an active transfer (one which has been submitted
1298  * and has not yet completed).
1299  *
1300  * \param transfer the transfer to free
1301  */
1302 void API_EXPORTED libusb_free_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1303 {
1304         struct usbi_transfer *itransfer;
1305         size_t priv_size;
1306         unsigned char *ptr;
1307
1308         if (!transfer)
1309                 return;
1310
1311         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1312         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER)
1313                 free(transfer->buffer);
1314
1315         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1316         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1317
1318         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1319         ptr = (unsigned char *)itransfer - priv_size;
1320         assert(ptr == itransfer->os_priv);
1321         free(ptr);
1322 }
1323
1324 #ifdef HAVE_TIMERFD
1325 static int disarm_timerfd(struct libusb_context *ctx)
1326 {
1327         const struct itimerspec disarm_timer = { { 0, 0 }, { 0, 0 } };
1328         int r;
1329
1330         usbi_dbg(" ");
1331         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, 0, &disarm_timer, NULL);
1332         if (r < 0)
1333                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1334         else
1335                 return 0;
1336 }
1337
1338 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timerfd based on the
1339  * next upcoming timeout.
1340  * must be called with flying_list locked.
1341  * returns 0 on success or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1342  */
1343 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1344 {
1345         struct usbi_transfer *itransfer;
1346
1347         list_for_each_entry(itransfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1348                 struct timeval *cur_tv = &itransfer->timeout;
1349
1350                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1351                  * arming to do */
1352                 if (!timerisset(cur_tv))
1353                         goto disarm;
1354
1355                 /* act on first transfer that has not already been handled */
1356                 if (!(itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))) {
1357                         int r;
1358                         const struct itimerspec it = { {0, 0},
1359                                 { cur_tv->tv_sec, cur_tv->tv_usec * 1000 } };
1360                         usbi_dbg("next timeout originally %dms", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1361                         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1362                         if (r < 0)
1363                                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1364                         return 0;
1365                 }
1366         }
1367
1368 disarm:
1369         return disarm_timerfd(ctx);
1370 }
1371 #else
1372 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1373 {
1374         UNUSED(ctx);
1375         return 0;
1376 }
1377 #endif
1378
1379 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1380  * This function will return non 0 if fails to update the timer,
1381  * in which case the transfer is *not* on the flying_transfers list. */
1382 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1383 {
1384         struct usbi_transfer *cur;
1385         struct timeval *timeout = &itransfer->timeout;
1386         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1387         int r;
1388         int first = 1;
1389
1390         r = calculate_timeout(itransfer);
1391         if (r)
1392                 return r;
1393
1394         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1395         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1396                 list_add(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1397                 goto out;
1398         }
1399
1400         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1401         if (!timerisset(timeout)) {
1402                 list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1403                 /* first is irrelevant in this case */
1404                 goto out;
1405         }
1406
1407         /* otherwise, find appropriate place in list */
1408         list_for_each_entry(cur, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1409                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1410                 struct timeval *cur_tv = &cur->timeout;
1411
1412                 if (!timerisset(cur_tv) || (cur_tv->tv_sec > timeout->tv_sec) ||
1413                                 (cur_tv->tv_sec == timeout->tv_sec &&
1414                                         cur_tv->tv_usec > timeout->tv_usec)) {
1415                         list_add_tail(&itransfer->list, &cur->list);
1416                         goto out;
1417                 }
1418                 first = 0;
1419         }
1420         /* first is 0 at this stage (list not empty) */
1421
1422         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1423         list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1424 out:
1425 #ifdef HAVE_TIMERFD
1426         if (first && usbi_using_timerfd(ctx) && timerisset(timeout)) {
1427                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1428                  * rearm the timerfd with this transfer's timeout */
1429                 const struct itimerspec it = { {0, 0},
1430                         { timeout->tv_sec, timeout->tv_usec * 1000 } };
1431                 usbi_dbg("arm timerfd for timeout in %dms (first in line)",
1432                         USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1433                 r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1434                 if (r < 0) {
1435                         usbi_warn(ctx, "failed to arm first timerfd, errno=%d", errno);
1436                         r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1437                 }
1438         }
1439 #else
1440         UNUSED(first);
1441 #endif
1442
1443         if (r)
1444                 list_del(&itransfer->list);
1445
1446         return r;
1447 }
1448
1449 /* remove a transfer from the active transfers list.
1450  * This function will *always* remove the transfer from the
1451  * flying_transfers list. It will return a LIBUSB_ERROR code
1452  * if it fails to update the timer for the next timeout. */
1453 static int remove_from_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1454 {
1455         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1456         int rearm_timerfd;
1457         int r = 0;
1458
1459         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1460         rearm_timerfd = (timerisset(&itransfer->timeout) &&
1461                 list_first_entry(&ctx->flying_transfers, struct usbi_transfer, list) == itransfer);
1462         list_del(&itransfer->list);
1463         if (usbi_using_timerfd(ctx) && rearm_timerfd)
1464                 r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
1465         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1466
1467         return r;
1468 }
1469
1470 /** \ingroup libusb_asyncio
1471  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1472  * return immediately.
1473  *
1474  * \param transfer the transfer to submit
1475  * \returns 0 on success
1476  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1477  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1478  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1479  * by the operating system.
1480  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if the transfer size is larger than
1481  * the operating system and/or hardware can support
1482  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1483  */
1484 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1485 {
1486         struct usbi_transfer *itransfer =
1487                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1488         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1489         int r;
1490
1491         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1492
1493         /*
1494          * Important note on locking, this function takes / releases locks
1495          * in the following order:
1496          *  take flying_transfers_lock
1497          *  take itransfer->lock
1498          *  clear transfer
1499          *  add to flying_transfers list
1500          *  release flying_transfers_lock
1501          *  submit transfer
1502          *  release itransfer->lock
1503          *  if submit failed:
1504          *   take flying_transfers_lock
1505          *   remove from flying_transfers list
1506          *   release flying_transfers_lock
1507          *
1508          * Note that it takes locks in the order a-b and then releases them
1509          * in the same order a-b. This is somewhat unusual but not wrong,
1510          * release order is not important as long as *all* locks are released
1511          * before re-acquiring any locks.
1512          *
1513          * This means that the ordering of first releasing itransfer->lock
1514          * and then re-acquiring the flying_transfers_list on error is
1515          * important and must not be changed!
1516          *
1517          * This is done this way because when we take both locks we must always
1518          * take flying_transfers_lock first to avoid ab-ba style deadlocks with
1519          * the timeout handling and usbi_handle_disconnect paths.
1520          *
1521          * And we cannot release itransfer->lock before the submission is
1522          * complete otherwise timeout handling for transfers with short
1523          * timeouts may run before submission.
1524          */
1525         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1526         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1527         if (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT) {
1528                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1529                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1530                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
1531         }
1532         itransfer->transferred = 0;
1533         itransfer->state_flags = 0;
1534         itransfer->timeout_flags = 0;
1535         r = add_to_flying_list(itransfer);
1536         if (r) {
1537                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1538                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1539                 return r;
1540         }
1541         /*
1542          * We must release the flying transfers lock here, because with
1543          * some backends the submit_transfer method is synchroneous.
1544          */
1545         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1546
1547         r = usbi_backend.submit_transfer(itransfer);
1548         if (r == LIBUSB_SUCCESS) {
1549                 itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1550                 /* keep a reference to this device */
1551                 libusb_ref_device(transfer->dev_handle->dev);
1552         }
1553         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1554
1555         if (r != LIBUSB_SUCCESS)
1556                 remove_from_flying_list(itransfer);
1557
1558         return r;
1559 }
1560
1561 /** \ingroup libusb_asyncio
1562  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1563  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1564  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1565  * with a transfer status of
1566  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1567  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1568  *
1569  * \param transfer the transfer to cancel
1570  * \returns 0 on success
1571  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is not in progress,
1572  * already complete, or already cancelled.
1573  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1574  */
1575 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1576 {
1577         struct usbi_transfer *itransfer =
1578                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1579         int r;
1580
1581         usbi_dbg("transfer %p", transfer );
1582         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1583         if (!(itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
1584                         || (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_CANCELLING)) {
1585                 r = LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND;
1586                 goto out;
1587         }
1588         r = usbi_backend.cancel_transfer(itransfer);
1589         if (r < 0) {
1590                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND &&
1591                     r != LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1592                         usbi_err(TRANSFER_CTX(transfer),
1593                                 "cancel transfer failed error %d", r);
1594                 else
1595                         usbi_dbg("cancel transfer failed error %d", r);
1596
1597                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1598                         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1599         }
1600
1601         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1602
1603 out:
1604         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1605         return r;
1606 }
1607
1608 /** \ingroup libusb_asyncio
1609  * Set a transfers bulk stream id. Note users are advised to use
1610  * libusb_fill_bulk_stream_transfer() instead of calling this function
1611  * directly.
1612  *
1613  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1614  *
1615  * \param transfer the transfer to set the stream id for
1616  * \param stream_id the stream id to set
1617  * \see libusb_alloc_streams()
1618  */
1619 void API_EXPORTED libusb_transfer_set_stream_id(
1620         struct libusb_transfer *transfer, uint32_t stream_id)
1621 {
1622         struct usbi_transfer *itransfer =
1623                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1624
1625         itransfer->stream_id = stream_id;
1626 }
1627
1628 /** \ingroup libusb_asyncio
1629  * Get a transfers bulk stream id.
1630  *
1631  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1632  *
1633  * \param transfer the transfer to get the stream id for
1634  * \returns the stream id for the transfer
1635  */
1636 uint32_t API_EXPORTED libusb_transfer_get_stream_id(
1637         struct libusb_transfer *transfer)
1638 {
1639         struct usbi_transfer *itransfer =
1640                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1641
1642         return itransfer->stream_id;
1643 }
1644
1645 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1646  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1647  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1648  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1649  * data before calling it.
1650  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1651  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1652  * will attempt to take the lock. */
1653 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1654         enum libusb_transfer_status status)
1655 {
1656         struct libusb_transfer *transfer =
1657                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1658         struct libusb_device_handle *dev_handle = transfer->dev_handle;
1659         uint8_t flags;
1660         int r;
1661
1662         r = remove_from_flying_list(itransfer);
1663         if (r < 0)
1664                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer), "failed to set timer for next timeout, errno=%d", errno);
1665
1666         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1667         itransfer->state_flags &= ~USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1668         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1669
1670         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1671                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1672                 int rqlen = transfer->length;
1673                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1674                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1675                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1676                         usbi_dbg("interpreting short transfer as error");
1677                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1678                 }
1679         }
1680
1681         flags = transfer->flags;
1682         transfer->status = status;
1683         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1684         usbi_dbg("transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1685         if (transfer->callback)
1686                 transfer->callback(transfer);
1687         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1688          * this point. */
1689         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1690                 libusb_free_transfer(transfer);
1691         libusb_unref_device(dev_handle->dev);
1692         return r;
1693 }
1694
1695 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1696  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1697  * transfers exist here.
1698  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1699  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1700  * will attempt to take the lock. */
1701 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *itransfer)
1702 {
1703         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1704         uint8_t timed_out;
1705
1706         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1707         timed_out = itransfer->timeout_flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1708         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1709
1710         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1711         if (timed_out) {
1712                 usbi_dbg("detected timeout cancellation");
1713                 return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1714         }
1715
1716         /* otherwise its a normal async cancel */
1717         return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1718 }
1719
1720 /* Add a completed transfer to the completed_transfers list of the
1721  * context and signal the event. The backend's handle_transfer_completion()
1722  * function will be called the next time an event handler runs. */
1723 void usbi_signal_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer)
1724 {
1725         libusb_device_handle *dev_handle = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->dev_handle;
1726
1727         if (dev_handle) {
1728                 struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
1729                 int pending_events;
1730
1731                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1732                 pending_events = usbi_pending_events(ctx);
1733                 list_add_tail(&itransfer->completed_list, &ctx->completed_transfers);
1734                 if (!pending_events)
1735                         usbi_signal_event(ctx);
1736                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1737         }
1738 }
1739
1740 /** \ingroup libusb_poll
1741  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1742  * only one thread is monitoring libusb event sources at any one time.
1743  *
1744  * You only need to use this lock if you are developing an application
1745  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1746  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1747  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1748  * locking.
1749  *
1750  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1751  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1752  * as soon as possible.
1753  *
1754  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1755  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1756  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1757  * \ref libusb_mtasync
1758  */
1759 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1760 {
1761         int r;
1762         unsigned int ru;
1763
1764         ctx = usbi_get_context(ctx);
1765
1766         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1767          * start event handling */
1768         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1769         ru = ctx->device_close;
1770         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1771         if (ru) {
1772                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1773                 return 1;
1774         }
1775
1776         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1777         if (r)
1778                 return 1;
1779
1780         ctx->event_handler_active = 1;
1781         return 0;
1782 }
1783
1784 /** \ingroup libusb_poll
1785  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1786  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1787  * monitoring libusb event sources at any one time.
1788  *
1789  * You only need to use this lock if you are developing an application
1790  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1791  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1792  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1793  * locking.
1794  *
1795  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1796  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1797  * as soon as possible.
1798  *
1799  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1800  * \ref libusb_mtasync
1801  */
1802 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1803 {
1804         ctx = usbi_get_context(ctx);
1805         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1806         ctx->event_handler_active = 1;
1807 }
1808
1809 /** \ingroup libusb_poll
1810  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1811  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1812  * on libusb_wait_for_event().
1813  *
1814  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1815  * \ref libusb_mtasync
1816  */
1817 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1818 {
1819         ctx = usbi_get_context(ctx);
1820         ctx->event_handler_active = 0;
1821         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1822
1823         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1824          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1825          * (check ctx->device_close)? */
1826         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1827         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1828         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1829 }
1830
1831 /** \ingroup libusb_poll
1832  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1833  *
1834  * Sometimes, libusb needs to temporarily pause all event handlers, and this
1835  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1836  * this is the case.
1837  *
1838  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1839  * should just continue the usual logic that is documented in \ref libusb_mtasync.
1840  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1841  * and will hence become an event waiter.
1842  *
1843  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1844  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1845  * the current event handler.
1846  *
1847  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1848  * \returns 1 if event handling can start or continue
1849  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1850  * \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1851  */
1852 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1853 {
1854         unsigned int r;
1855
1856         ctx = usbi_get_context(ctx);
1857
1858         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1859          * continue event handling */
1860         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1861         r = ctx->device_close;
1862         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1863         if (r) {
1864                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1865                 return 0;
1866         }
1867
1868         return 1;
1869 }
1870
1871
1872 /** \ingroup libusb_poll
1873  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1874  * the event handling lock).
1875  *
1876  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1877  * \returns 1 if a thread is handling events
1878  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1879  * \ref libusb_mtasync
1880  */
1881 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1882 {
1883         unsigned int r;
1884
1885         ctx = usbi_get_context(ctx);
1886
1887         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1888          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1889         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1890         r = ctx->device_close;
1891         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1892         if (r) {
1893                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1894                 return 1;
1895         }
1896
1897         return ctx->event_handler_active;
1898 }
1899
1900 /** \ingroup libusb_poll
1901  * Interrupt any active thread that is handling events. This is mainly useful
1902  * for interrupting a dedicated event handling thread when an application
1903  * wishes to call libusb_exit().
1904  *
1905  * Since version 1.0.21, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000105
1906  *
1907  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1908  * \ref libusb_mtasync
1909  */
1910 void API_EXPORTED libusb_interrupt_event_handler(libusb_context *ctx)
1911 {
1912         int pending_events;
1913
1914         usbi_dbg(" ");
1915
1916         ctx = usbi_get_context(ctx);
1917         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1918
1919         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
1920         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
1921         if (!pending_events)
1922                 usbi_signal_event(ctx);
1923
1924         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1925 }
1926
1927 /** \ingroup libusb_poll
1928  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1929  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1930  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1931  * allowed.
1932  *
1933  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1934  * events, then call libusb_wait_for_event().
1935  *
1936  * You only need to use this lock if you are developing an application
1937  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly,
1938  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaenously.
1939  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1940  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1941  * locking.
1942  *
1943  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1944  * \ref libusb_mtasync
1945  */
1946 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1947 {
1948         ctx = usbi_get_context(ctx);
1949         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1950 }
1951
1952 /** \ingroup libusb_poll
1953  * Release the event waiters lock.
1954  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1955  * \ref libusb_mtasync
1956  */
1957 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1958 {
1959         ctx = usbi_get_context(ctx);
1960         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1961 }
1962
1963 /** \ingroup libusb_poll
1964  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1965  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1966  *
1967  * This function will block until any of the following conditions are met:
1968  * -# The timeout expires
1969  * -# A transfer completes
1970  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1971  *
1972  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1973  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1974  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1975  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1976  * step up and start event handling.
1977  *
1978  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1979  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1980  *
1981  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1982  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1983  * indicates unlimited timeout.
1984  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1985  * \returns 1 if the timeout expired
1986  * \ref libusb_mtasync
1987  */
1988 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1989 {
1990         int r;
1991
1992         ctx = usbi_get_context(ctx);
1993         if (tv == NULL) {
1994                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
1995                 return 0;
1996         }
1997
1998         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
1999                 &ctx->event_waiters_lock, tv);
2000
2001         if (r < 0)
2002                 return r;
2003         else
2004                 return (r == ETIMEDOUT);
2005 }
2006
2007 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
2008 {
2009         struct libusb_transfer *transfer =
2010                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
2011         int r;
2012
2013         itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED;
2014         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
2015         if (r == LIBUSB_SUCCESS)
2016                 itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
2017         else
2018                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
2019                         "async cancel failed %d errno=%d", r, errno);
2020 }
2021
2022 static int handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
2023 {
2024         int r;
2025         struct timespec systime_ts;
2026         struct timeval systime;
2027         struct usbi_transfer *itransfer;
2028
2029         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
2030                 return 0;
2031
2032         /* get current time */
2033         r = usbi_backend.clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime_ts);
2034         if (r < 0)
2035                 return r;
2036
2037         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&systime, &systime_ts);
2038
2039         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
2040          * have expired timeouts */
2041         list_for_each_entry(itransfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
2042                 struct timeval *cur_tv = &itransfer->timeout;
2043
2044                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
2045                 if (!timerisset(cur_tv))
2046                         return 0;
2047
2048                 /* ignore timeouts we've already handled */
2049                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2050                         continue;
2051
2052                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
2053                 if ((cur_tv->tv_sec > systime.tv_sec) ||
2054                                 (cur_tv->tv_sec == systime.tv_sec &&
2055                                         cur_tv->tv_usec > systime.tv_usec))
2056                         return 0;
2057
2058                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
2059                 handle_timeout(itransfer);
2060         }
2061         return 0;
2062 }
2063
2064 static int handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
2065 {
2066         int r;
2067
2068         ctx = usbi_get_context(ctx);
2069         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2070         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2071         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2072         return r;
2073 }
2074
2075 #ifdef HAVE_TIMERFD
2076 static int handle_timerfd_trigger(struct libusb_context *ctx)
2077 {
2078         int r;
2079
2080         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2081
2082         /* process the timeout that just happened */
2083         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2084         if (r < 0)
2085                 goto out;
2086
2087         /* arm for next timeout*/
2088         r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
2089
2090 out:
2091         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2092         return r;
2093 }
2094 #endif
2095
2096 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
2097  * doing the same thing. */
2098 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
2099 {
2100         int r;
2101         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2102         usbi_nfds_t nfds = 0;
2103         usbi_nfds_t internal_nfds;
2104         struct pollfd *fds = NULL;
2105         int timeout_ms;
2106
2107         /* prevent attempts to recursively handle events (e.g. calling into
2108          * libusb_handle_events() from within a hotplug or transfer callback) */
2109         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2110         r = 0;
2111         if (usbi_handling_events(ctx))
2112                 r = LIBUSB_ERROR_BUSY;
2113         else
2114                 usbi_start_event_handling(ctx);
2115         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2116
2117         if (r)
2118                 return r;
2119
2120         /* there are certain fds that libusb uses internally, currently:
2121          *
2122          *   1) event pipe
2123          *   2) timerfd
2124          *
2125          * the backend will never need to attempt to handle events on these fds, so
2126          * we determine how many fds are in use internally for this context and when
2127          * handle_events() is called in the backend, the pollfd list and count will
2128          * be adjusted to skip over these internal fds */
2129         if (usbi_using_timerfd(ctx))
2130                 internal_nfds = 2;
2131         else
2132                 internal_nfds = 1;
2133
2134         /* only reallocate the poll fds when the list of poll fds has been modified
2135          * since the last poll, otherwise reuse them to save the additional overhead */
2136         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2137         /* clean up removed poll fds */
2138         cleanup_removed_pollfds(ctx);
2139         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED) {
2140                 int i = 0;
2141
2142                 usbi_dbg("poll fds modified, reallocating");
2143
2144                 free(ctx->pollfds);
2145                 ctx->pollfds = NULL;
2146
2147                 /* sanity check - it is invalid for a context to have fewer than the
2148                  * required internal fds (memory corruption?) */
2149                 assert(ctx->pollfds_cnt >= internal_nfds);
2150
2151                 ctx->pollfds = calloc(ctx->pollfds_cnt, sizeof(*ctx->pollfds));
2152                 if (!ctx->pollfds) {
2153                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2154                         r = LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2155                         goto done;
2156                 }
2157
2158                 list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd) {
2159                         struct libusb_pollfd *pollfd = &ipollfd->pollfd;
2160                         ctx->pollfds[i].fd = pollfd->fd;
2161                         ctx->pollfds[i].events = pollfd->events;
2162                         i++;
2163                 }
2164
2165                 /* reset the flag now that we have the updated list */
2166                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED;
2167
2168                 /* if no further pending events, clear the event pipe so that we do
2169                  * not immediately return from poll */
2170                 if (!usbi_pending_events(ctx))
2171                         usbi_clear_event(ctx);
2172         }
2173         fds = ctx->pollfds;
2174         nfds = ctx->pollfds_cnt;
2175         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2176
2177         timeout_ms = (int)(tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
2178
2179         /* round up to next millisecond */
2180         if (tv->tv_usec % 1000)
2181                 timeout_ms++;
2182
2183         usbi_dbg("poll() %d fds with timeout in %dms", (int)nfds, timeout_ms);
2184         r = usbi_poll(fds, nfds, timeout_ms);
2185         usbi_dbg("poll() returned %d", r);
2186         if (r == 0) {
2187                 r = handle_timeouts(ctx);
2188                 goto done;
2189         } else if (r == -1 && errno == EINTR) {
2190                 r = LIBUSB_ERROR_INTERRUPTED;
2191                 goto done;
2192         } else if (r < 0) {
2193                 usbi_err(ctx, "poll failed, errno=%d", errno);
2194                 r = LIBUSB_ERROR_IO;
2195                 goto done;
2196         }
2197
2198         /* fds[0] is always the event pipe */
2199         if (fds[0].revents) {
2200                 struct list_head hotplug_msgs;
2201                 struct usbi_transfer *itransfer;
2202                 int hotplug_cb_deregistered = 0;
2203                 int ret = 0;
2204
2205                 list_init(&hotplug_msgs);
2206
2207                 usbi_dbg("caught a fish on the event pipe");
2208
2209                 /* take the the event data lock while processing events */
2210                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2211
2212                 /* check if someone added a new poll fd */
2213                 if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED)
2214                         usbi_dbg("someone updated the poll fds");
2215
2216                 if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_USER_INTERRUPT) {
2217                         usbi_dbg("someone purposely interrupted");
2218                         ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
2219                 }
2220
2221                 if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_HOTPLUG_CB_DEREGISTERED) {
2222                         usbi_dbg("someone unregistered a hotplug cb");
2223                         ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_HOTPLUG_CB_DEREGISTERED;
2224                         hotplug_cb_deregistered = 1;
2225                 }
2226
2227                 /* check if someone is closing a device */
2228                 if (ctx->device_close)
2229                         usbi_dbg("someone is closing a device");
2230
2231                 /* check for any pending hotplug messages */
2232                 if (!list_empty(&ctx->hotplug_msgs)) {
2233                         usbi_dbg("hotplug message received");
2234                         list_cut(&hotplug_msgs, &ctx->hotplug_msgs);
2235                 }
2236
2237                 /* complete any pending transfers */
2238                 while (ret == 0 && !list_empty(&ctx->completed_transfers)) {
2239                         itransfer = list_first_entry(&ctx->completed_transfers, struct usbi_transfer, completed_list);
2240                         list_del(&itransfer->completed_list);
2241                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2242                         ret = usbi_backend.handle_transfer_completion(itransfer);
2243                         if (ret)
2244                                 usbi_err(ctx, "backend handle_transfer_completion failed with error %d", ret);
2245                         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2246                 }
2247
2248                 /* if no further pending events, clear the event pipe */
2249                 if (!usbi_pending_events(ctx))
2250                         usbi_clear_event(ctx);
2251
2252                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2253
2254                 if (hotplug_cb_deregistered)
2255                         usbi_hotplug_deregister(ctx, 0);
2256
2257                 /* process the hotplug messages, if any */
2258                 while (!list_empty(&hotplug_msgs)) {
2259                         struct libusb_hotplug_message *message =
2260                                 list_first_entry(&hotplug_msgs, struct libusb_hotplug_message, list);
2261
2262                         usbi_hotplug_match(ctx, message->device, message->event);
2263
2264                         /* the device left, dereference the device */
2265                         if (LIBUSB_HOTPLUG_EVENT_DEVICE_LEFT == message->event)
2266                                 libusb_unref_device(message->device);
2267
2268                         list_del(&message->list);
2269                         free(message);
2270                 }
2271
2272                 if (ret) {
2273                         /* return error code */
2274                         r = ret;
2275                         goto done;
2276                 }
2277
2278                 if (0 == --r)
2279                         goto done;
2280         }
2281
2282 #ifdef HAVE_TIMERFD
2283         /* on timerfd configurations, fds[1] is the timerfd */
2284         if (usbi_using_timerfd(ctx) && fds[1].revents) {
2285                 /* timerfd indicates that a timeout has expired */
2286                 int ret;
2287                 usbi_dbg("timerfd triggered");
2288
2289                 ret = handle_timerfd_trigger(ctx);
2290                 if (ret < 0) {
2291                         /* return error code */
2292                         r = ret;
2293                         goto done;
2294                 }
2295
2296                 if (0 == --r)
2297                         goto done;
2298         }
2299 #endif
2300
2301         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->removed_ipollfds, list, struct usbi_pollfd) {
2302                 usbi_nfds_t n;
2303
2304                 for (n = internal_nfds ; n < nfds ; n++) {
2305                         if (ipollfd->pollfd.fd == fds[n].fd) {
2306                                 /* pollfd was removed between the creation of the fd
2307                                  * array and here. remove any triggered revent as
2308                                  * it is no longer relevant */
2309                                 usbi_dbg("pollfd %d was removed. ignoring raised events",
2310                                          fds[n].fd);
2311                                 fds[n].revents = 0;
2312                                 break;
2313                         }
2314                 }
2315         }
2316
2317         r = usbi_backend.handle_events(ctx, fds + internal_nfds, nfds - internal_nfds, r);
2318         if (r)
2319                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
2320
2321 done:
2322         usbi_end_event_handling(ctx);
2323         return r;
2324 }
2325
2326 /* returns the smallest of:
2327  *  1. timeout of next URB
2328  *  2. user-supplied timeout
2329  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
2330  * and populates out
2331  */
2332 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
2333         struct timeval *out)
2334 {
2335         struct timeval timeout;
2336         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
2337         if (r) {
2338                 /* timeout already expired? */
2339                 if (!timerisset(&timeout))
2340                         return 1;
2341
2342                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
2343                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
2344                         *out = timeout;
2345                 else
2346                         *out = *tv;
2347         } else {
2348                 *out = *tv;
2349         }
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 /** \ingroup libusb_poll
2354  * Handle any pending events.
2355  *
2356  * libusb determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
2357  * and by checking the set of file descriptors for activity.
2358  *
2359  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
2360  * events and then immediately return in non-blocking style.
2361  *
2362  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
2363  * function will block waiting for events to handle up until the specified
2364  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
2365  * return early.
2366  *
2367  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2368  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2369  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2370  * of a specific transfer.
2371  *
2372  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2373  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2374  * timeval struct for non-blocking mode
2375  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2376  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2377  * \ref libusb_mtasync
2378  */
2379 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2380         struct timeval *tv, int *completed)
2381 {
2382         int r;
2383         struct timeval poll_timeout;
2384
2385         ctx = usbi_get_context(ctx);
2386         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2387         if (r) {
2388                 /* timeout already expired */
2389                 return handle_timeouts(ctx);
2390         }
2391
2392 retry:
2393         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2394                 if (completed == NULL || !*completed) {
2395                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2396                         usbi_dbg("doing our own event handling");
2397                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2398                 }
2399                 libusb_unlock_events(ctx);
2400                 return r;
2401         }
2402
2403         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2404          * notify event completion. */
2405         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2406
2407         if (completed && *completed)
2408                 goto already_done;
2409
2410         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2411                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2412                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2413                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2414                 usbi_dbg("event handler was active but went away, retrying");
2415                 goto retry;
2416         }
2417
2418         usbi_dbg("another thread is doing event handling");
2419         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2420
2421 already_done:
2422         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2423
2424         if (r < 0)
2425                 return r;
2426         else if (r == 1)
2427                 return handle_timeouts(ctx);
2428         else
2429                 return 0;
2430 }
2431
2432 /** \ingroup libusb_poll
2433  * Handle any pending events
2434  *
2435  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2436  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2437  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2438  *
2439  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2440  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2441  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2442  *
2443  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2444  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2445  * timeval struct for non-blocking mode
2446  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2447  */
2448 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2449         struct timeval *tv)
2450 {
2451         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2452 }
2453
2454 /** \ingroup libusb_poll
2455  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2456  * hardcoded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2457  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2458  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2459  * instead.
2460  *
2461  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2462  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2463  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2464  *
2465  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2466  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2467  */
2468 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2469 {
2470         struct timeval tv;
2471         tv.tv_sec = 60;
2472         tv.tv_usec = 0;
2473         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2474 }
2475
2476 /** \ingroup libusb_poll
2477  * Handle any pending events in blocking mode.
2478  *
2479  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2480  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2481  *
2482  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2483  * parameter.
2484  *
2485  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2486  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2487  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2488  * \ref libusb_mtasync
2489  */
2490 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2491         int *completed)
2492 {
2493         struct timeval tv;
2494         tv.tv_sec = 60;
2495         tv.tv_usec = 0;
2496         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2497 }
2498
2499 /** \ingroup libusb_poll
2500  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2501  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2502  * held, see libusb_lock_events().
2503  *
2504  * This function is designed to be called under the situation where you have
2505  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusb's
2506  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2507  * You detect events on libusb's descriptors, so you then call this function
2508  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2509  *
2510  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2511  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2512  * non-blocking mode
2513  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2514  * \ref libusb_mtasync
2515  */
2516 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2517         struct timeval *tv)
2518 {
2519         int r;
2520         struct timeval poll_timeout;
2521
2522         ctx = usbi_get_context(ctx);
2523         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2524         if (r) {
2525                 /* timeout already expired */
2526                 return handle_timeouts(ctx);
2527         }
2528
2529         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2530 }
2531
2532 /** \ingroup libusb_poll
2533  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2534  * when monitoring libusb's file descriptors.
2535  *
2536  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2537  * libusb's file descriptors in their own main loop (\ref libusb_pollmain).
2538  *
2539  * Ordinarily, libusb's event handler needs to be called into at specific
2540  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2541  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2542  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2543  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2544  * library at that time.
2545  *
2546  * Some platforms supported by libusb do not come with this baggage - any
2547  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2548  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2549  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2550  * platform.
2551  *
2552  * Since v1.0.5.
2553  *
2554  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2555  * \returns 0 if you must call into libusb at times determined by
2556  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2557  * or through regular activity on the file descriptors.
2558  * \ref libusb_pollmain "Polling libusb file descriptors for event handling"
2559  */
2560 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2561 {
2562 #ifdef HAVE_TIMERFD
2563         ctx = usbi_get_context(ctx);
2564         return usbi_using_timerfd(ctx);
2565 #else
2566         UNUSED(ctx);
2567         return 0;
2568 #endif
2569 }
2570
2571 /** \ingroup libusb_poll
2572  * Determine the next internal timeout that libusb needs to handle. You only
2573  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2574  * on libusb's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2575  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2576  *
2577  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2578  * long to wait for select() or poll() to return results. libusb needs to be
2579  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2580  * your select() or poll() call.
2581  *
2582  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2583  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusb can handle the timeout.
2584  *
2585  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2586  * the case, it indicates that libusb has a timeout that has already expired
2587  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2588  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2589  *
2590  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2591  * timeouts). See \ref polltime.
2592  *
2593  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2594  * \param tv output location for a relative time against the current
2595  * clock in which libusb must be called into in order to process timeout events
2596  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2597  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2598  */
2599 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2600         struct timeval *tv)
2601 {
2602         struct usbi_transfer *itransfer;
2603         struct timespec cur_ts;
2604         struct timeval cur_tv;
2605         struct timeval next_timeout = { 0, 0 };
2606         int r;
2607
2608         ctx = usbi_get_context(ctx);
2609         if (usbi_using_timerfd(ctx))
2610                 return 0;
2611
2612         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2613         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2614                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2615                 usbi_dbg("no URBs, no timeout!");
2616                 return 0;
2617         }
2618
2619         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2620         list_for_each_entry(itransfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
2621                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2622                         continue;
2623
2624                 /* if we've reached transfers of infinte timeout, we're done looking */
2625                 if (!timerisset(&itransfer->timeout))
2626                         break;
2627
2628                 next_timeout = itransfer->timeout;
2629                 break;
2630         }
2631         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2632
2633         if (!timerisset(&next_timeout)) {
2634                 usbi_dbg("no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2635                 return 0;
2636         }
2637
2638         r = usbi_backend.clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &cur_ts);
2639         if (r < 0) {
2640                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2641                 return 0;
2642         }
2643         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&cur_tv, &cur_ts);
2644
2645         if (!timercmp(&cur_tv, &next_timeout, <)) {
2646                 usbi_dbg("first timeout already expired");
2647                 timerclear(tv);
2648         } else {
2649                 timersub(&next_timeout, &cur_tv, tv);
2650                 usbi_dbg("next timeout in %ld.%06lds", (long)tv->tv_sec, (long)tv->tv_usec);
2651         }
2652
2653         return 1;
2654 }
2655
2656 /** \ingroup libusb_poll
2657  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2658  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2659  * that libusb uses as an event source.
2660  *
2661  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2662  *
2663  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2664  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2665  *
2666  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2667  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2668  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2669  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2670  *
2671  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2672  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2673  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2674  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2675  * passing context information)
2676  */
2677 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2678         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2679         void *user_data)
2680 {
2681         ctx = usbi_get_context(ctx);
2682         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2683         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2684         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2685 }
2686
2687 /*
2688  * Interrupt the iteration of the event handling thread, so that it picks
2689  * up the fd change. Callers of this function must hold the event_data_lock.
2690  */
2691 static void usbi_fd_notification(struct libusb_context *ctx)
2692 {
2693         int pending_events;
2694
2695         /* Record that there is a new poll fd.
2696          * Only signal an event if there are no prior pending events. */
2697         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
2698         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED;
2699         if (!pending_events)
2700                 usbi_signal_event(ctx);
2701 }
2702
2703 /* Add a file descriptor to the list of file descriptors to be monitored.
2704  * events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2705  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2706 int usbi_add_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd, short events)
2707 {
2708         struct usbi_pollfd *ipollfd = malloc(sizeof(*ipollfd));
2709         if (!ipollfd)
2710                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2711
2712         usbi_dbg("add fd %d events %d", fd, events);
2713         ipollfd->pollfd.fd = fd;
2714         ipollfd->pollfd.events = events;
2715         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2716         list_add_tail(&ipollfd->list, &ctx->ipollfds);
2717         ctx->pollfds_cnt++;
2718         usbi_fd_notification(ctx);
2719         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2720
2721         if (ctx->fd_added_cb)
2722                 ctx->fd_added_cb(fd, events, ctx->fd_cb_user_data);
2723         return 0;
2724 }
2725
2726 /* Remove a file descriptor from the list of file descriptors to be polled. */
2727 void usbi_remove_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd)
2728 {
2729         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2730         int found = 0;
2731
2732         usbi_dbg("remove fd %d", fd);
2733         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2734         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd)
2735                 if (ipollfd->pollfd.fd == fd) {
2736                         found = 1;
2737                         break;
2738                 }
2739
2740         if (!found) {
2741                 usbi_dbg("couldn't find fd %d to remove", fd);
2742                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2743                 return;
2744         }
2745
2746         list_del(&ipollfd->list);
2747         list_add_tail(&ipollfd->list, &ctx->removed_ipollfds);
2748         ctx->pollfds_cnt--;
2749         usbi_fd_notification(ctx);
2750         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2751
2752         if (ctx->fd_removed_cb)
2753                 ctx->fd_removed_cb(fd, ctx->fd_cb_user_data);
2754 }
2755
2756 /** \ingroup libusb_poll
2757  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2758  * as libusb event sources.
2759  *
2760  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with libusb_free_pollfds()
2761  * when done. The actual list contents must not be touched.
2762  *
2763  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2764  * available on Windows and will always return NULL.
2765  *
2766  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2767  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2768  * \returns NULL on error
2769  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2770  */
2771 DEFAULT_VISIBILITY
2772 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2773         libusb_context *ctx)
2774 {
2775 #ifndef OS_WINDOWS
2776         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2777         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2778         size_t i = 0;
2779
2780         ctx = usbi_get_context(ctx);
2781
2782         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2783
2784         ret = calloc(ctx->pollfds_cnt + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2785         if (!ret)
2786                 goto out;
2787
2788         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd)
2789                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *) ipollfd;
2790         ret[ctx->pollfds_cnt] = NULL;
2791
2792 out:
2793         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2794         return (const struct libusb_pollfd **) ret;
2795 #else
2796         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal descriptors "\
2797                 "is not yet supported on Windows platforms");
2798         return NULL;
2799 #endif
2800 }
2801
2802 /** \ingroup libusb_poll
2803  * Free a list of libusb_pollfd structures. This should be called for all
2804  * pollfd lists allocated with libusb_get_pollfds().
2805  *
2806  * Since version 1.0.20, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000104
2807  *
2808  * It is legal to call this function with a NULL pollfd list. In this case,
2809  * the function will simply do nothing.
2810  *
2811  * \param pollfds the list of libusb_pollfd structures to free
2812  */
2813 void API_EXPORTED libusb_free_pollfds(const struct libusb_pollfd **pollfds)
2814 {
2815         free((void *)pollfds);
2816 }
2817
2818 /* Backends may call this from handle_events to report disconnection of a
2819  * device. This function ensures transfers get cancelled appropriately.
2820  * Callers of this function must hold the events_lock.
2821  */
2822 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *dev_handle)
2823 {
2824         struct usbi_transfer *cur;
2825         struct usbi_transfer *to_cancel;
2826
2827         usbi_dbg("device %d.%d",
2828                 dev_handle->dev->bus_number, dev_handle->dev->device_address);
2829
2830         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2831          * status code.
2832          *
2833          * when we find a transfer for this device on the list, there are two
2834          * possible scenarios:
2835          * 1. the transfer is currently in-flight, in which case we terminate the
2836          *    transfer here
2837          * 2. the transfer has been added to the flying transfer list by
2838          *    libusb_submit_transfer, has failed to submit and
2839          *    libusb_submit_transfer is waiting for us to release the
2840          *    flying_transfers_lock to remove it, so we ignore it
2841          */
2842
2843         while (1) {
2844                 to_cancel = NULL;
2845                 usbi_mutex_lock(&HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers_lock);
2846                 list_for_each_entry(cur, &HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers, list, struct usbi_transfer)
2847                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == dev_handle) {
2848                                 usbi_mutex_lock(&cur->lock);
2849                                 if (cur->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
2850                                         to_cancel = cur;
2851                                 usbi_mutex_unlock(&cur->lock);
2852
2853                                 if (to_cancel)
2854                                         break;
2855                         }
2856                 usbi_mutex_unlock(&HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers_lock);
2857
2858                 if (!to_cancel)
2859                         break;
2860
2861                 usbi_dbg("cancelling transfer %p from disconnect",
2862                          USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(to_cancel));
2863
2864                 usbi_mutex_lock(&to_cancel->lock);
2865                 usbi_backend.clear_transfer_priv(to_cancel);
2866                 usbi_mutex_unlock(&to_cancel->lock);
2867                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2868         }
2869
2870 }