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