Documentation: Add section regarding transfer length limitations
[platform/upstream/libusb.git] / libusb / io.c
1 /* -*- Mode: C; indent-tabs-mode:t ; c-basic-offset:8 -*- */
2 /*
3  * I/O functions for libusb
4  * Copyright © 2007-2009 Daniel Drake <dsd@gentoo.org>
5  * Copyright © 2001 Johannes Erdfelt <johannes@erdfelt.com>
6  * Copyright © 2019 Nathan Hjelm <hjelmn@cs.umm.edu>
7  * Copyright © 2019 Google LLC. All rights reserved.
8  *
9  * This library is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with this library; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include "libusbi.h"
25 #include "hotplug.h"
26
27 #include <errno.h>
28
29 /**
30  * \page libusb_io Synchronous and asynchronous device I/O
31  *
32  * \section io_intro Introduction
33  *
34  * If you're using libusb in your application, you're probably wanting to
35  * perform I/O with devices - you want to perform USB data transfers.
36  *
37  * libusb offers two separate interfaces for device I/O. This page aims to
38  * introduce the two in order to help you decide which one is more suitable
39  * for your application. You can also choose to use both interfaces in your
40  * application by considering each transfer on a case-by-case basis.
41  *
42  * Once you have read through the following discussion, you should consult the
43  * detailed API documentation pages for the details:
44  * - \ref libusb_syncio
45  * - \ref libusb_asyncio
46  *
47  * \section theory Transfers at a logical level
48  *
49  * At a logical level, USB transfers typically happen in two parts. For
50  * example, when reading data from a endpoint:
51  * -# A request for data is sent to the device
52  * -# Some time later, the incoming data is received by the host
53  *
54  * or when writing data to an endpoint:
55  *
56  * -# The data is sent to the device
57  * -# Some time later, the host receives acknowledgement from the device that
58  *    the data has been transferred.
59  *
60  * There may be an indefinite delay between the two steps. Consider a
61  * fictional USB input device with a button that the user can press. In order
62  * to determine when the button is pressed, you would likely submit a request
63  * to read data on a bulk or interrupt endpoint and wait for data to arrive.
64  * Data will arrive when the button is pressed by the user, which is
65  * potentially hours later.
66  *
67  * libusb offers both a synchronous and an asynchronous interface to performing
68  * USB transfers. The main difference is that the synchronous interface
69  * combines both steps indicated above into a single function call, whereas
70  * the asynchronous interface separates them.
71  *
72  * \section sync The synchronous interface
73  *
74  * The synchronous I/O interface allows you to perform a USB transfer with
75  * a single function call. When the function call returns, the transfer has
76  * completed and you can parse the results.
77  *
78  * If you have used the libusb-0.1 before, this I/O style will seem familar to
79  * you. libusb-0.1 only offered a synchronous interface.
80  *
81  * In our input device example, to read button presses you might write code
82  * in the following style:
83 \code
84 unsigned char data[4];
85 int actual_length;
86 int r = libusb_bulk_transfer(dev_handle, LIBUSB_ENDPOINT_IN, data, sizeof(data), &actual_length, 0);
87 if (r == 0 && actual_length == sizeof(data)) {
88         // results of the transaction can now be found in the data buffer
89         // parse them here and report button press
90 } else {
91         error();
92 }
93 \endcode
94  *
95  * The main advantage of this model is simplicity: you did everything with
96  * a single simple function call.
97  *
98  * However, this interface has its limitations. Your application will sleep
99  * inside libusb_bulk_transfer() until the transaction has completed. If it
100  * takes the user 3 hours to press the button, your application will be
101  * sleeping for that long. Execution will be tied up inside the library -
102  * the entire thread will be useless for that duration.
103  *
104  * Another issue is that by tieing up the thread with that single transaction
105  * there is no possibility of performing I/O with multiple endpoints and/or
106  * multiple devices simultaneously, unless you resort to creating one thread
107  * per transaction.
108  *
109  * Additionally, there is no opportunity to cancel the transfer after the
110  * request has been submitted.
111  *
112  * For details on how to use the synchronous API, see the
113  * \ref libusb_syncio "synchronous I/O API documentation" pages.
114  *
115  * \section async The asynchronous interface
116  *
117  * Asynchronous I/O is the most significant new feature in libusb-1.0.
118  * Although it is a more complex interface, it solves all the issues detailed
119  * above.
120  *
121  * Instead of providing which functions that block until the I/O has complete,
122  * libusb's asynchronous interface presents non-blocking functions which
123  * begin a transfer and then return immediately. Your application passes a
124  * callback function pointer to this non-blocking function, which libusb will
125  * call with the results of the transaction when it has completed.
126  *
127  * Transfers which have been submitted through the non-blocking functions
128  * can be cancelled with a separate function call.
129  *
130  * The non-blocking nature of this interface allows you to be simultaneously
131  * performing I/O to multiple endpoints on multiple devices, without having
132  * to use threads.
133  *
134  * This added flexibility does come with some complications though:
135  * - In the interest of being a lightweight library, libusb does not create
136  * threads and can only operate when your application is calling into it. Your
137  * application must call into libusb from it's main loop when events are ready
138  * to be handled, or you must use some other scheme to allow libusb to
139  * undertake whatever work needs to be done.
140  * - libusb also needs to be called into at certain fixed points in time in
141  * order to accurately handle transfer timeouts.
142  * - Memory handling becomes more complex. You cannot use stack memory unless
143  * the function with that stack is guaranteed not to return until the transfer
144  * callback has finished executing.
145  * - You generally lose some linearity from your code flow because submitting
146  * the transfer request is done in a separate function from where the transfer
147  * results are handled. This becomes particularly obvious when you want to
148  * submit a second transfer based on the results of an earlier transfer.
149  *
150  * Internally, libusb's synchronous interface is expressed in terms of function
151  * calls to the asynchronous interface.
152  *
153  * For details on how to use the asynchronous API, see the
154  * \ref libusb_asyncio "asynchronous I/O API" documentation pages.
155  */
156
157
158 /**
159  * \page libusb_packetoverflow Packets and overflows
160  *
161  * \section packets Packet abstraction
162  *
163  * The USB specifications describe how data is transmitted in packets, with
164  * constraints on packet size defined by endpoint descriptors. The host must
165  * not send data payloads larger than the endpoint's maximum packet size.
166  *
167  * libusb and the underlying OS abstract out the packet concept, allowing you
168  * to request transfers of any size. Internally, the request will be divided
169  * up into correctly-sized packets. You do not have to be concerned with
170  * packet sizes, but there is one exception when considering overflows.
171  *
172  * \section overflow Bulk/interrupt transfer overflows
173  *
174  * When requesting data on a bulk endpoint, libusb requires you to supply a
175  * buffer and the maximum number of bytes of data that libusb can put in that
176  * buffer. However, the size of the buffer is not communicated to the device -
177  * the device is just asked to send any amount of data.
178  *
179  * There is no problem if the device sends an amount of data that is less than
180  * or equal to the buffer size. libusb reports this condition to you through
181  * the \ref libusb_transfer::actual_length "libusb_transfer.actual_length"
182  * field.
183  *
184  * Problems may occur if the device attempts to send more data than can fit in
185  * the buffer. libusb reports LIBUSB_TRANSFER_OVERFLOW for this condition but
186  * other behaviour is largely undefined: actual_length may or may not be
187  * accurate, the chunk of data that can fit in the buffer (before overflow)
188  * may or may not have been transferred.
189  *
190  * Overflows are nasty, but can be avoided. Even though you were told to
191  * ignore packets above, think about the lower level details: each transfer is
192  * split into packets (typically small, with a maximum size of 512 bytes).
193  * Overflows can only happen if the final packet in an incoming data transfer
194  * is smaller than the actual packet that the device wants to transfer.
195  * Therefore, you will never see an overflow if your transfer buffer size is a
196  * multiple of the endpoint's packet size: the final packet will either
197  * fill up completely or will be only partially filled.
198  */
199
200 /**
201  * @defgroup libusb_asyncio Asynchronous device I/O
202  *
203  * This page details libusb's asynchronous (non-blocking) API for USB device
204  * I/O. This interface is very powerful but is also quite complex - you will
205  * need to read this page carefully to understand the necessary considerations
206  * and issues surrounding use of this interface. Simplistic applications
207  * may wish to consider the \ref libusb_syncio "synchronous I/O API" instead.
208  *
209  * The asynchronous interface is built around the idea of separating transfer
210  * submission and handling of transfer completion (the synchronous model
211  * combines both of these into one). There may be a long delay between
212  * submission and completion, however the asynchronous submission function
213  * is non-blocking so will return control to your application during that
214  * potentially long delay.
215  *
216  * \section asyncabstraction Transfer abstraction
217  *
218  * For the asynchronous I/O, libusb implements the concept of a generic
219  * transfer entity for all types of I/O (control, bulk, interrupt,
220  * isochronous). The generic transfer object must be treated slightly
221  * differently depending on which type of I/O you are performing with it.
222  *
223  * This is represented by the public libusb_transfer structure type.
224  *
225  * \section asynctrf Asynchronous transfers
226  *
227  * We can view asynchronous I/O as a 5 step process:
228  * -# <b>Allocation</b>: allocate a libusb_transfer
229  * -# <b>Filling</b>: populate the libusb_transfer instance with information
230  *    about the transfer you wish to perform
231  * -# <b>Submission</b>: ask libusb to submit the transfer
232  * -# <b>Completion handling</b>: examine transfer results in the
233  *    libusb_transfer structure
234  * -# <b>Deallocation</b>: clean up resources
235  *
236  *
237  * \subsection asyncalloc Allocation
238  *
239  * This step involves allocating memory for a USB transfer. This is the
240  * generic transfer object mentioned above. At this stage, the transfer
241  * is "blank" with no details about what type of I/O it will be used for.
242  *
243  * Allocation is done with the libusb_alloc_transfer() function. You must use
244  * this function rather than allocating your own transfers.
245  *
246  * \subsection asyncfill Filling
247  *
248  * This step is where you take a previously allocated transfer and fill it
249  * with information to determine the message type and direction, data buffer,
250  * callback function, etc.
251  *
252  * You can either fill the required fields yourself or you can use the
253  * helper functions: libusb_fill_control_transfer(), libusb_fill_bulk_transfer()
254  * and libusb_fill_interrupt_transfer().
255  *
256  * \subsection asyncsubmit Submission
257  *
258  * When you have allocated a transfer and filled it, you can submit it using
259  * libusb_submit_transfer(). This function returns immediately but can be
260  * regarded as firing off the I/O request in the background.
261  *
262  * \subsection asynccomplete Completion handling
263  *
264  * After a transfer has been submitted, one of four things can happen to it:
265  *
266  * - The transfer completes (i.e. some data was transferred)
267  * - The transfer has a timeout and the timeout expires before all data is
268  * transferred
269  * - The transfer fails due to an error
270  * - The transfer is cancelled
271  *
272  * Each of these will cause the user-specified transfer callback function to
273  * be invoked. It is up to the callback function to determine which of the
274  * above actually happened and to act accordingly.
275  *
276  * The user-specified callback is passed a pointer to the libusb_transfer
277  * structure which was used to setup and submit the transfer. At completion
278  * time, libusb has populated this structure with results of the transfer:
279  * success or failure reason, number of bytes of data transferred, etc. See
280  * the libusb_transfer structure documentation for more information.
281  *
282  * <b>Important Note</b>: The user-specified callback is called from an event
283  * handling context. It is therefore important that no calls are made into
284  * libusb that will attempt to perform any event handling. Examples of such
285  * functions are any listed in the \ref libusb_syncio "synchronous API" and any of
286  * the blocking functions that retrieve \ref libusb_desc "USB descriptors".
287  *
288  * \subsection Deallocation
289  *
290  * When a transfer has completed (i.e. the callback function has been invoked),
291  * you are advised to free the transfer (unless you wish to resubmit it, see
292  * below). Transfers are deallocated with libusb_free_transfer().
293  *
294  * It is undefined behaviour to free a transfer which has not completed.
295  *
296  * \section asyncresubmit Resubmission
297  *
298  * You may be wondering why allocation, filling, and submission are all
299  * separated above where they could reasonably be combined into a single
300  * operation.
301  *
302  * The reason for separation is to allow you to resubmit transfers without
303  * having to allocate new ones every time. This is especially useful for
304  * common situations dealing with interrupt endpoints - you allocate one
305  * transfer, fill and submit it, and when it returns with results you just
306  * resubmit it for the next interrupt.
307  *
308  * \section asynccancel Cancellation
309  *
310  * Another advantage of using the asynchronous interface is that you have
311  * the ability to cancel transfers which have not yet completed. This is
312  * done by calling the libusb_cancel_transfer() function.
313  *
314  * libusb_cancel_transfer() is asynchronous/non-blocking in itself. When the
315  * cancellation actually completes, the transfer's callback function will
316  * be invoked, and the callback function should check the transfer status to
317  * determine that it was cancelled.
318  *
319  * Freeing the transfer after it has been cancelled but before cancellation
320  * has completed will result in undefined behaviour.
321  *
322  * When a transfer is cancelled, some of the data may have been transferred.
323  * libusb will communicate this to you in the transfer callback. Do not assume
324  * that no data was transferred.
325  *
326  * \section bulk_overflows Overflows on device-to-host bulk/interrupt endpoints
327  *
328  * If your device does not have predictable transfer sizes (or it misbehaves),
329  * your application may submit a request for data on an IN endpoint which is
330  * smaller than the data that the device wishes to send. In some circumstances
331  * this will cause an overflow, which is a nasty condition to deal with. See
332  * the \ref libusb_packetoverflow page for discussion.
333  *
334  * \section asyncctrl Considerations for control transfers
335  *
336  * The <tt>libusb_transfer</tt> structure is generic and hence does not
337  * include specific fields for the control-specific setup packet structure.
338  *
339  * In order to perform a control transfer, you must place the 8-byte setup
340  * packet at the start of the data buffer. To simplify this, you could
341  * cast the buffer pointer to type struct libusb_control_setup, or you can
342  * use the helper function libusb_fill_control_setup().
343  *
344  * The wLength field placed in the setup packet must be the length you would
345  * expect to be sent in the setup packet: the length of the payload that
346  * follows (or the expected maximum number of bytes to receive). However,
347  * the length field of the libusb_transfer object must be the length of
348  * the data buffer - i.e. it should be wLength <em>plus</em> the size of
349  * the setup packet (LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE).
350  *
351  * If you use the helper functions, this is simplified for you:
352  * -# Allocate a buffer of size LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE plus the size of the
353  * data you are sending/requesting.
354  * -# Call libusb_fill_control_setup() on the data buffer, using the transfer
355  * request size as the wLength value (i.e. do not include the extra space you
356  * allocated for the control setup).
357  * -# If this is a host-to-device transfer, place the data to be transferred
358  * in the data buffer, starting at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE.
359  * -# Call libusb_fill_control_transfer() to associate the data buffer with
360  * the transfer (and to set the remaining details such as callback and timeout).
361  *   - Note that there is no parameter to set the length field of the transfer.
362  *     The length is automatically inferred from the wLength field of the setup
363  *     packet.
364  * -# Submit the transfer.
365  *
366  * The multi-byte control setup fields (wValue, wIndex and wLength) must
367  * be given in little-endian byte order (the endianness of the USB bus).
368  * Endianness conversion is transparently handled by
369  * libusb_fill_control_setup() which is documented to accept host-endian
370  * values.
371  *
372  * Further considerations are needed when handling transfer completion in
373  * your callback function:
374  * - As you might expect, the setup packet will still be sitting at the start
375  * of the data buffer.
376  * - If this was a device-to-host transfer, the received data will be sitting
377  * at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE into the buffer.
378  * - The actual_length field of the transfer structure is relative to the
379  * wLength of the setup packet, rather than the size of the data buffer. So,
380  * if your wLength was 4, your transfer's <tt>length</tt> was 12, then you
381  * should expect an <tt>actual_length</tt> of 4 to indicate that the data was
382  * transferred in entirity.
383  *
384  * To simplify parsing of setup packets and obtaining the data from the
385  * correct offset, you may wish to use the libusb_control_transfer_get_data()
386  * and libusb_control_transfer_get_setup() functions within your transfer
387  * callback.
388  *
389  * Even though control endpoints do not halt, a completed control transfer
390  * may have a LIBUSB_TRANSFER_STALL status code. This indicates the control
391  * request was not supported.
392  *
393  * \section asyncintr Considerations for interrupt transfers
394  *
395  * All interrupt transfers are performed using the polling interval presented
396  * by the bInterval value of the endpoint descriptor.
397  *
398  * \section asynciso Considerations for isochronous transfers
399  *
400  * Isochronous transfers are more complicated than transfers to
401  * non-isochronous endpoints.
402  *
403  * To perform I/O to an isochronous endpoint, allocate the transfer by calling
404  * libusb_alloc_transfer() with an appropriate number of isochronous packets.
405  *
406  * During filling, set \ref libusb_transfer::type "type" to
407  * \ref libusb_transfer_type::LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS
408  * "LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS", and set
409  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" to a value less than
410  * or equal to the number of packets you requested during allocation.
411  * libusb_alloc_transfer() does not set either of these fields for you, given
412  * that you might not even use the transfer on an isochronous endpoint.
413  *
414  * Next, populate the length field for the first num_iso_packets entries in
415  * the \ref libusb_transfer::iso_packet_desc "iso_packet_desc" array. Section
416  * 5.6.3 of the USB2 specifications describe how the maximum isochronous
417  * packet length is determined by the wMaxPacketSize field in the endpoint
418  * descriptor.
419  * Two functions can help you here:
420  *
421  * - libusb_get_max_iso_packet_size() is an easy way to determine the max
422  *   packet size for an isochronous endpoint. Note that the maximum packet
423  *   size is actually the maximum number of bytes that can be transmitted in
424  *   a single microframe, therefore this function multiplies the maximum number
425  *   of bytes per transaction by the number of transaction opportunities per
426  *   microframe.
427  * - libusb_set_iso_packet_lengths() assigns the same length to all packets
428  *   within a transfer, which is usually what you want.
429  *
430  * For outgoing transfers, you'll obviously fill the buffer and populate the
431  * packet descriptors in hope that all the data gets transferred. For incoming
432  * transfers, you must ensure the buffer has sufficient capacity for
433  * the situation where all packets transfer the full amount of requested data.
434  *
435  * Completion handling requires some extra consideration. The
436  * \ref libusb_transfer::actual_length "actual_length" field of the transfer
437  * is meaningless and should not be examined; instead you must refer to the
438  * \ref libusb_iso_packet_descriptor::actual_length "actual_length" field of
439  * each individual packet.
440  *
441  * The \ref libusb_transfer::status "status" field of the transfer is also a
442  * little misleading:
443  *  - If the packets were submitted and the isochronous data microframes
444  *    completed normally, status will have value
445  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
446  *    "LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED". Note that bus errors and software-incurred
447  *    delays are not counted as transfer errors; the transfer.status field may
448  *    indicate COMPLETED even if some or all of the packets failed. Refer to
449  *    the \ref libusb_iso_packet_descriptor::status "status" field of each
450  *    individual packet to determine packet failures.
451  *  - The status field will have value
452  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR
453  *    "LIBUSB_TRANSFER_ERROR" only when serious errors were encountered.
454  *  - Other transfer status codes occur with normal behaviour.
455  *
456  * The data for each packet will be found at an offset into the buffer that
457  * can be calculated as if each prior packet completed in full. The
458  * libusb_get_iso_packet_buffer() and libusb_get_iso_packet_buffer_simple()
459  * functions may help you here.
460  *
461  * \section asynclimits Transfer length limitations
462  *
463  * Some operating systems may impose limits on the length of the transfer data
464  * buffer or, in the case of isochronous transfers, the length of individual
465  * isochronous packets. Such limits can be difficult for libusb to detect, so
466  * in most cases the library will simply try and submit the transfer as set up
467  * by you. If the transfer fails to submit because it is too large,
468  * libusb_submit_transfer() will return
469  * \ref libusb_error::LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM "LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM".
470  *
471  * The following are known limits for control transfer lengths. Note that this
472  * length includes the 8-byte setup packet.
473  * - Linux (4,096 bytes)
474  * - Windows (4,096 bytes)
475  *
476  * \section asyncmem Memory caveats
477  *
478  * In most circumstances, it is not safe to use stack memory for transfer
479  * buffers. This is because the function that fired off the asynchronous
480  * transfer may return before libusb has finished using the buffer, and when
481  * the function returns it's stack gets destroyed. This is true for both
482  * host-to-device and device-to-host transfers.
483  *
484  * The only case in which it is safe to use stack memory is where you can
485  * guarantee that the function owning the stack space for the buffer does not
486  * return until after the transfer's callback function has completed. In every
487  * other case, you need to use heap memory instead.
488  *
489  * \section asyncflags Fine control
490  *
491  * Through using this asynchronous interface, you may find yourself repeating
492  * a few simple operations many times. You can apply a bitwise OR of certain
493  * flags to a transfer to simplify certain things:
494  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK
495  *   "LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK" results in transfers which transferred
496  *   less than the requested amount of data being marked with status
497  *   \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR "LIBUSB_TRANSFER_ERROR"
498  *   (they would normally be regarded as COMPLETED)
499  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
500  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" allows you to ask libusb to free the transfer
501  *   buffer when freeing the transfer.
502  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER
503  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER" causes libusb to automatically free the
504  *   transfer after the transfer callback returns.
505  *
506  * \section asyncevent Event handling
507  *
508  * An asynchronous model requires that libusb perform work at various
509  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
510  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
511  *
512  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
513  * application must call into when libusb has work do to. This gives libusb
514  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
515  *
516  * There are 2 different approaches to dealing with libusb_handle_events:
517  *
518  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
519  *    thread.
520  * -# Integrate libusb with your application's main event loop. libusb
521  *    exposes a set of file descriptors which allow you to do this.
522  *
523  * The first approach has the big advantage that it will also work on Windows
524  * were libusb' poll API for select / poll integration is not available. So
525  * if you want to support Windows and use the async API, you must use this
526  * approach, see the \ref eventthread "Using an event handling thread" section
527  * below for details.
528  *
529  * If you prefer a single threaded approach with a single central event loop,
530  * see the \ref libusb_poll "polling and timing" section for how to integrate libusb
531  * into your application's main event loop.
532  *
533  * \section eventthread Using an event handling thread
534  *
535  * Lets begin with stating the obvious: If you're going to use a separate
536  * thread for libusb event handling, your callback functions MUST be
537  * threadsafe.
538  *
539  * Other then that doing event handling from a separate thread, is mostly
540  * simple. You can use an event thread function as follows:
541 \code
542 void *event_thread_func(void *ctx)
543 {
544     while (event_thread_run)
545         libusb_handle_events(ctx);
546
547     return NULL;
548 }
549 \endcode
550  *
551  * There is one caveat though, stopping this thread requires setting the
552  * event_thread_run variable to 0, and after that libusb_handle_events() needs
553  * to return control to event_thread_func. But unless some event happens,
554  * libusb_handle_events() will not return.
555  *
556  * There are 2 different ways of dealing with this, depending on if your
557  * application uses libusb' \ref libusb_hotplug "hotplug" support or not.
558  *
559  * Applications which do not use hotplug support, should not start the event
560  * thread until after their first call to libusb_open(), and should stop the
561  * thread when closing the last open device as follows:
562 \code
563 void my_close_handle(libusb_device_handle *dev_handle)
564 {
565     if (open_devs == 1)
566         event_thread_run = 0;
567
568     libusb_close(dev_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
569
570     if (open_devs == 1)
571         pthread_join(event_thread);
572
573     open_devs--;
574 }
575 \endcode
576  *
577  * Applications using hotplug support should start the thread at program init,
578  * after having successfully called libusb_hotplug_register_callback(), and
579  * should stop the thread at program exit as follows:
580 \code
581 void my_libusb_exit(void)
582 {
583     event_thread_run = 0;
584     libusb_hotplug_deregister_callback(ctx, hotplug_cb_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
585     pthread_join(event_thread);
586     libusb_exit(ctx);
587 }
588 \endcode
589  */
590
591 /**
592  * @defgroup libusb_poll Polling and timing
593  *
594  * This page documents libusb's functions for polling events and timing.
595  * These functions are only necessary for users of the
596  * \ref libusb_asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
597  * \ref libusb_syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
598  * functions.
599  *
600  * The justification for the functionality described here has already been
601  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
602  * asynchronous API documentation. In summary, libusb does not create internal
603  * threads for event processing and hence relies on your application calling
604  * into libusb at certain points in time so that pending events can be handled.
605  *
606  * Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
607  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
608  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
609  * libusb's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
610  * is detected on such descriptors you know it is time to call
611  * libusb_handle_events().
612  *
613  * There is one final event handling complication. libusb supports
614  * asynchronous transfers which time out after a specified time period.
615  *
616  * On some platforms a timerfd is used, so the timeout handling is just another
617  * fd, on other platforms this requires that libusb is called into at or after
618  * the timeout to handle it. So, in addition to considering libusb's file
619  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusb
620  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
621  * is no file descriptor activity, see \ref polltime details.
622  *
623  * In order to know precisely when libusb needs to be called into, libusb
624  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
625  * the next timeout expires.
626  *
627  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
628  * following options, otherwise your I/O will not complete.
629  *
630  * \section pollsimple The simple option
631  *
632  * If your application revolves solely around libusb and does not need to
633  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
634 \code
635 // initialize libusb
636 // find and open device
637 // maybe fire off some initial async I/O
638
639 while (user_has_not_requested_exit)
640         libusb_handle_events(ctx);
641
642 // clean up and exit
643 \endcode
644  *
645  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
646  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
647  * handle those details internally.
648  *
649  * \section libusb_pollmain The more advanced option
650  *
651  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
652  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Applications which
653  * want to support Windows are advised to use an \ref eventthread
654  * "event handling thread" instead.
655  *
656  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
657  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
658  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusb is
659  * designed to cleanly integrate into such main loops.
660  *
661  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
662  * take a set of file descriptors from libusb and monitor those too. When you
663  * detect activity on libusb's file descriptors, you call
664  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
665  *
666  * What's more, libusb may also need to handle events at specific moments in
667  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
668  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
669  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
670  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
671  * these moments occur. This means that you need to adjust your
672  * poll()/select() timeout accordingly.
673  *
674  * libusb provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
675  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
676  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
677  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
678  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusb indicates,
679  * polling all of them at once.
680  *
681  * In pseudo-code, you want something that looks like:
682 \code
683 // initialise libusb
684
685 libusb_get_pollfds(ctx)
686 while (user has not requested application exit) {
687         libusb_get_next_timeout(ctx);
688         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
689                 using a timeout no larger than the value libusb just suggested)
690         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
691                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
692         if (time has elapsed to or beyond the libusb timeout)
693                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
694         // handle events from other sources here
695 }
696
697 // clean up and exit
698 \endcode
699  *
700  * \subsection polltime Notes on time-based events
701  *
702  * The above complication with having to track time and call into libusb at
703  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
704  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
705  * restrict the supported platforms of your application and get away with
706  * a more simplistic scheme.
707  *
708  * These time-based event complications are \b not required on the following
709  * platforms:
710  *  - Darwin
711  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
712  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
713  *   - glibc v2.9 or newer
714  *   - libusb v1.0.5 or newer
715  *
716  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
717  * 0, so your main loop can be simplified to:
718 \code
719 // initialise libusb
720
721 libusb_get_pollfds(ctx)
722 while (user has not requested application exit) {
723         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
724                 using any timeout that you like)
725         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
726                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
727         // handle events from other sources here
728 }
729
730 // clean up and exit
731 \endcode
732  *
733  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
734  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
735  * and <em>any future platforms supported by libusb which may have time-based
736  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
737  * strange bugs in your application.
738  *
739  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
740  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
741  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusb's next timeout
742  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
743  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
744  * if the platform does suffer from these timing complications.
745  *
746  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
747  *
748  * The set of file descriptors that libusb uses as event sources may change
749  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
750  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
751  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
752  *
753  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
754  *
755  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
756  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
757  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
758  * some headaches.
759  *
760  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
761  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
762  * with these entities otherwise.
763  *
764  * See the extra documentation: \ref libusb_mtasync
765  */
766
767 /** \page libusb_mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
768  *
769  * libusb is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
770  * to applications which interact with libusb from multiple threads.
771  *
772  * The underlying issue that must be addressed is that all libusb I/O
773  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
774  * system calls. This is directly exposed at the
775  * \ref libusb_asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
776  * \ref libusb_syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
777  * asynchonrous interface, therefore the same considerations apply.
778  *
779  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
780  * or select() on libusb's file descriptors then only one of those threads
781  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
782  * oblivious that anything has happened.
783  *
784  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
785  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
786  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusb
787  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
788  * explained on this page).
789  *
790 \code
791 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
792 {
793         int *completed = transfer->user_data;
794         *completed = 1;
795 }
796
797 void myfunc() {
798         struct libusb_transfer *transfer;
799         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE] __attribute__ ((aligned (2)));
800         int completed = 0;
801
802         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
803         libusb_fill_control_setup(buffer,
804                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
805         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
806         libusb_submit_transfer(transfer);
807
808         while (!completed) {
809                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
810                 if (poll indicates activity)
811                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
812         }
813         printf("completed!");
814         // other code here
815 }
816 \endcode
817  *
818  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
819  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
820  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
821  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
822  *
823  * If this is the only thread that is polling libusb's file descriptors, there
824  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
825  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
826  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
827  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
828  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
829  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
830  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
831  * this issue!
832  *
833  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
834  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
835  * impact the capabilities of the library, so libusb offers the scheme
836  * documented below to ensure no loss of functionality.
837  *
838  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
839  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
840  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
841  * synchronous I/O functions - libusb hides this headache from you.
842  *
843  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
844  *
845  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
846  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
847  * above with libusb_handle_events() like so:
848  *
849 \code
850         libusb_submit_transfer(transfer);
851
852         while (!completed) {
853                 libusb_handle_events(ctx);
854         }
855         printf("completed!");
856 \endcode
857  *
858  * This however has a race between the checking of completed and
859  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
860  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
861  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
862  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
863  * synchronous API implementation of libusb.
864  *
865  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
866  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
867  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
868  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
869  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
870  * completion check for you after they have acquired the lock:
871  *
872 \code
873         libusb_submit_transfer(transfer);
874
875         while (!completed) {
876                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
877         }
878         printf("completed!");
879 \endcode
880  *
881  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
882  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
883  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
884  *
885  * \section eventlock The events lock
886  *
887  * The problem is when we consider the fact that libusb exposes file
888  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
889  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
890  * libusb's back. If you do take libusb's file descriptors and pass them to
891  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
892  *
893  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
894  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
895  * one thread is handling events at any one time.
896  *
897  * You must take the events lock before polling libusb file descriptors,
898  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
899  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
900  *
901  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
902  *
903  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
904  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
905 \code
906         libusb_lock_events(ctx);
907         while (!completed) {
908                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
909                 if (poll indicates activity)
910                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
911         }
912         libusb_unlock_events(ctx);
913 \endcode
914  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
915  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
916  * the lock is not released until the transfer is completed.
917  *
918  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
919  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
920  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
921  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
922  * due to contention on the lock.
923  *
924  * To solve this, libusb offers you a mechanism to determine when another
925  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
926  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
927  * does not involve polling of file descriptors).
928  *
929  * After determining that another thread is currently handling events, you
930  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
931  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
932  * so, you call libusb_wait_for_event().
933  *
934  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
935  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
936  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
937  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
938  * events, and if not, it should start handling events itself.
939  *
940  * This looks like the following, as pseudo-code:
941 \code
942 retry:
943 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
944         // we obtained the event lock: do our own event handling
945         while (!completed) {
946                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
947                         libusb_unlock_events(ctx);
948                         goto retry;
949                 }
950                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
951                 if (poll indicates activity)
952                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
953         }
954         libusb_unlock_events(ctx);
955 } else {
956         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
957         // an event has completed
958         libusb_lock_event_waiters(ctx);
959
960         while (!completed) {
961                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
962                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
963                 // events in the time it took us to reach this point)
964                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
965                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
966                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
967                         goto retry;
968                 }
969
970                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
971         }
972         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
973 }
974 printf("completed!\n");
975 \endcode
976  *
977  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
978  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
979  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
980  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
981  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
982  * the lock while waiting, and reaquires it before continuing.
983  *
984  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
985  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
986  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
987  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
988  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
989  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
990  * over the event handling.
991  *
992  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
993  * should be apparent from the code shown above.
994  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
995  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
996  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusb is still happy for your
997  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusb needs to
998  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
999  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
1000  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
1001  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
1002  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
1003  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
1004  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
1005  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
1006  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
1007  *    "working behind libusb's back", as is the case here.
1008  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
1009  *    holding the events lock
1010  *
1011  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
1012  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusb can do this
1013  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
1014  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
1015  * callback has returned).
1016  *
1017  * \subsection fullstory The full story
1018  *
1019  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
1020  * really thinking through the issues then you may be left with some more
1021  * questions regarding libusb's internals. If you're curious, read on, and if
1022  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
1023  *
1024  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
1025  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
1026  * thread is doing event handling?
1027  *
1028  * There are 2 situations in which this may happen.
1029  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
1030  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
1031  *    restarts, picking up the new descriptor.
1032  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
1033  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
1034  *    important that nobody is doing event handling at this time.
1035  *
1036  * libusb handles these issues internally, so application developers do not
1037  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
1038  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
1039  *
1040  * -# During initialization, libusb opens an internal pipe, and it adds the read
1041  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
1042  * -# During libusb_close(), libusb writes some dummy data on this event pipe.
1043  *    This immediately interrupts the event handler. libusb also records
1044  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
1045  *    high-priority event.
1046  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
1047  *    differently:
1048  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
1049  *     OK for event handling to continue.
1050  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
1051  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
1052  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
1053  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
1054  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
1055  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
1056  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
1057  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
1058  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusb can safely remove
1059  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
1060  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
1061  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
1062  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
1063  *    the events lock.
1064  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
1065  *    reverts to the original, documented behaviour.
1066  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1067  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1068  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1069  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1070  *
1071  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1072  * call to libusb_open():
1073  *
1074  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1075  * -# libusb sends some dummy data on the event pipe, and records that it
1076  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1077  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1078  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1079  *    event waiters.
1080  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1081  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1082  *    releases the events lock.
1083  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1084  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1085  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1086  *
1087  * \subsection concl Closing remarks
1088  *
1089  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1090  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1091  * applies to applications that take libusb's file descriptors and integrate
1092  * them into their own polling loops.
1093  *
1094  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1095  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1096  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1097  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1098  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1099  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1100  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1101  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1102  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1103  * undesirable behaviour occurring. The solution is for your polling thread to
1104  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1105  * in them getting along in perfect harmony.
1106  *
1107  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1108  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1109  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1110  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1111  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1112  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1113  * give up the events lock if instructed.
1114  */
1115
1116 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1117 {
1118         int r;
1119
1120         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock);
1121         usbi_mutex_init(&ctx->events_lock);
1122         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock);
1123         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond);
1124         usbi_mutex_init(&ctx->event_data_lock);
1125         usbi_tls_key_create(&ctx->event_handling_key);
1126         list_init(&ctx->flying_transfers);
1127         list_init(&ctx->event_sources);
1128         list_init(&ctx->removed_event_sources);
1129         list_init(&ctx->hotplug_msgs);
1130         list_init(&ctx->completed_transfers);
1131
1132         r = usbi_create_event(&ctx->event);
1133         if (r < 0)
1134                 goto err;
1135
1136         r = usbi_add_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event), USBI_EVENT_POLL_EVENTS);
1137         if (r < 0)
1138                 goto err_destroy_event;
1139
1140 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1141         r = usbi_create_timer(&ctx->timer);
1142         if (r == 0) {
1143                 usbi_dbg("using timer for timeouts");
1144                 r = usbi_add_event_source(ctx, USBI_TIMER_OS_HANDLE(&ctx->timer), USBI_TIMER_POLL_EVENTS);
1145                 if (r < 0)
1146                         goto err_destroy_timer;
1147         } else {
1148                 usbi_dbg("timer not available for timeouts");
1149         }
1150 #endif
1151
1152         return 0;
1153
1154 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1155 err_destroy_timer:
1156         usbi_destroy_timer(&ctx->timer);
1157         usbi_remove_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event));
1158 #endif
1159 err_destroy_event:
1160         usbi_destroy_event(&ctx->event);
1161 err:
1162         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1163         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1164         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1165         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1166         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1167         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1168         return r;
1169 }
1170
1171 static void cleanup_removed_event_sources(struct libusb_context *ctx)
1172 {
1173         struct usbi_event_source *ievent_source, *tmp;
1174
1175         for_each_removed_event_source_safe(ctx, ievent_source, tmp) {
1176                 list_del(&ievent_source->list);
1177                 free(ievent_source);
1178         }
1179 }
1180
1181 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1182 {
1183 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1184         if (usbi_using_timer(ctx)) {
1185                 usbi_remove_event_source(ctx, USBI_TIMER_OS_HANDLE(&ctx->timer));
1186                 usbi_destroy_timer(&ctx->timer);
1187         }
1188 #endif
1189         usbi_remove_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event));
1190         usbi_destroy_event(&ctx->event);
1191         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1192         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1193         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1194         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1195         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1196         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1197         cleanup_removed_event_sources(ctx);
1198         free(ctx->event_data);
1199 }
1200
1201 static int calculate_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1202 {
1203         int r;
1204         unsigned int timeout =
1205                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout;
1206
1207         if (!timeout) {
1208                 TIMESPEC_CLEAR(&itransfer->timeout);
1209                 return 0;
1210         }
1211
1212         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &itransfer->timeout);
1213         if (r < 0) {
1214                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer),
1215                         "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
1216                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1217         }
1218
1219         itransfer->timeout.tv_sec += timeout / 1000U;
1220         itransfer->timeout.tv_nsec += (timeout % 1000U) * 1000000L;
1221         if (itransfer->timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1222                 ++itransfer->timeout.tv_sec;
1223                 itransfer->timeout.tv_nsec -= 1000000000L;
1224         }
1225
1226         return 0;
1227 }
1228
1229 /** \ingroup libusb_asyncio
1230  * Allocate a libusb transfer with a specified number of isochronous packet
1231  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1232  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1233  * libusb_free_transfer().
1234  *
1235  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1236  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1237  *
1238  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1239  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1240  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1241  * you are still required to set the
1242  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1243  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1244  *
1245  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1246  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1247  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1248  *
1249  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate. Must be non-negative.
1250  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1251  */
1252 DEFAULT_VISIBILITY
1253 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1254         int iso_packets)
1255 {
1256         size_t priv_size;
1257         size_t alloc_size;
1258         unsigned char *ptr;
1259         struct usbi_transfer *itransfer;
1260         struct libusb_transfer *transfer;
1261
1262         assert(iso_packets >= 0);
1263         if (iso_packets < 0)
1264                 return NULL;
1265
1266         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1267         alloc_size = priv_size
1268                 + sizeof(struct usbi_transfer)
1269                 + sizeof(struct libusb_transfer)
1270                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * (size_t)iso_packets);
1271         ptr = calloc(1, alloc_size);
1272         if (!ptr)
1273                 return NULL;
1274
1275         itransfer = (struct usbi_transfer *)(ptr + priv_size);
1276         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1277         itransfer->priv = ptr;
1278         usbi_mutex_init(&itransfer->lock);
1279         transfer = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1280         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1281         return transfer;
1282 }
1283
1284 /** \ingroup libusb_asyncio
1285  * Free a transfer structure. This should be called for all transfers
1286  * allocated with libusb_alloc_transfer().
1287  *
1288  * If the \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
1289  * "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" flag is set and the transfer buffer is
1290  * non-NULL, this function will also free the transfer buffer using the
1291  * standard system memory allocator (e.g. free()).
1292  *
1293  * It is legal to call this function with a NULL transfer. In this case,
1294  * the function will simply return safely.
1295  *
1296  * It is not legal to free an active transfer (one which has been submitted
1297  * and has not yet completed).
1298  *
1299  * \param transfer the transfer to free
1300  */
1301 void API_EXPORTED libusb_free_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1302 {
1303         struct usbi_transfer *itransfer;
1304         size_t priv_size;
1305         unsigned char *ptr;
1306
1307         if (!transfer)
1308                 return;
1309
1310         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1311         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER)
1312                 free(transfer->buffer);
1313
1314         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1315         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1316
1317         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1318         ptr = (unsigned char *)itransfer - priv_size;
1319         assert(ptr == itransfer->priv);
1320         free(ptr);
1321 }
1322
1323 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timer based on the
1324  * next upcoming timeout.
1325  * must be called with flying_list locked.
1326  * returns 0 on success or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1327  */
1328 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1329 static int arm_timer_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1330 {
1331         struct usbi_transfer *itransfer;
1332
1333         if (!usbi_using_timer(ctx))
1334                 return 0;
1335
1336         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
1337                 struct timespec *cur_ts = &itransfer->timeout;
1338
1339                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1340                  * arming to do */
1341                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts))
1342                         break;
1343
1344                 /* act on first transfer that has not already been handled */
1345                 if (!(itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))) {
1346                         usbi_dbg("next timeout originally %ums", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1347                         return usbi_arm_timer(&ctx->timer, cur_ts);
1348                 }
1349         }
1350
1351         usbi_dbg("no timeouts, disarming timer");
1352         return usbi_disarm_timer(&ctx->timer);
1353 }
1354 #else
1355 static inline int arm_timer_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1356 {
1357         UNUSED(ctx);
1358         return 0;
1359 }
1360 #endif
1361
1362 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1363  * This function will return non 0 if fails to update the timer,
1364  * in which case the transfer is *not* on the flying_transfers list. */
1365 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1366 {
1367         struct usbi_transfer *cur;
1368         struct timespec *timeout = &itransfer->timeout;
1369         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1370         int r;
1371         int first = 1;
1372
1373         r = calculate_timeout(itransfer);
1374         if (r)
1375                 return r;
1376
1377         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1378         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1379                 list_add(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1380                 goto out;
1381         }
1382
1383         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1384         if (!TIMESPEC_IS_SET(timeout)) {
1385                 list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1386                 /* first is irrelevant in this case */
1387                 goto out;
1388         }
1389
1390         /* otherwise, find appropriate place in list */
1391         for_each_transfer(ctx, cur) {
1392                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1393                 struct timespec *cur_ts = &cur->timeout;
1394
1395                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts) || TIMESPEC_CMP(cur_ts, timeout, >)) {
1396                         list_add_tail(&itransfer->list, &cur->list);
1397                         goto out;
1398                 }
1399                 first = 0;
1400         }
1401         /* first is 0 at this stage (list not empty) */
1402
1403         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1404         list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1405 out:
1406 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1407         if (first && usbi_using_timer(ctx) && TIMESPEC_IS_SET(timeout)) {
1408                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1409                  * rearm the timer with this transfer's timeout */
1410                 usbi_dbg("arm timer for timeout in %ums (first in line)",
1411                         USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1412                 r = usbi_arm_timer(&ctx->timer, timeout);
1413         }
1414 #else
1415         UNUSED(first);
1416 #endif
1417
1418         if (r)
1419                 list_del(&itransfer->list);
1420
1421         return r;
1422 }
1423
1424 /* remove a transfer from the active transfers list.
1425  * This function will *always* remove the transfer from the
1426  * flying_transfers list. It will return a LIBUSB_ERROR code
1427  * if it fails to update the timer for the next timeout. */
1428 static int remove_from_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1429 {
1430         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1431         int rearm_timer;
1432         int r = 0;
1433
1434         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1435         rearm_timer = (TIMESPEC_IS_SET(&itransfer->timeout) &&
1436                 list_first_entry(&ctx->flying_transfers, struct usbi_transfer, list) == itransfer);
1437         list_del(&itransfer->list);
1438         if (rearm_timer)
1439                 r = arm_timer_for_next_timeout(ctx);
1440         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1441
1442         return r;
1443 }
1444
1445 /** \ingroup libusb_asyncio
1446  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1447  * return immediately.
1448  *
1449  * \param transfer the transfer to submit
1450  * \returns 0 on success
1451  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1452  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1453  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1454  * by the operating system.
1455  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if the transfer size is larger than
1456  * the operating system and/or hardware can support (see \ref asynclimits)
1457  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1458  */
1459 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1460 {
1461         struct usbi_transfer *itransfer =
1462                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1463         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1464         int r;
1465
1466         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1467
1468         /*
1469          * Important note on locking, this function takes / releases locks
1470          * in the following order:
1471          *  take flying_transfers_lock
1472          *  take itransfer->lock
1473          *  clear transfer
1474          *  add to flying_transfers list
1475          *  release flying_transfers_lock
1476          *  submit transfer
1477          *  release itransfer->lock
1478          *  if submit failed:
1479          *   take flying_transfers_lock
1480          *   remove from flying_transfers list
1481          *   release flying_transfers_lock
1482          *
1483          * Note that it takes locks in the order a-b and then releases them
1484          * in the same order a-b. This is somewhat unusual but not wrong,
1485          * release order is not important as long as *all* locks are released
1486          * before re-acquiring any locks.
1487          *
1488          * This means that the ordering of first releasing itransfer->lock
1489          * and then re-acquiring the flying_transfers_list on error is
1490          * important and must not be changed!
1491          *
1492          * This is done this way because when we take both locks we must always
1493          * take flying_transfers_lock first to avoid ab-ba style deadlocks with
1494          * the timeout handling and usbi_handle_disconnect paths.
1495          *
1496          * And we cannot release itransfer->lock before the submission is
1497          * complete otherwise timeout handling for transfers with short
1498          * timeouts may run before submission.
1499          */
1500         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1501         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1502         if (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT) {
1503                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1504                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1505                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
1506         }
1507         itransfer->transferred = 0;
1508         itransfer->state_flags = 0;
1509         itransfer->timeout_flags = 0;
1510         r = add_to_flying_list(itransfer);
1511         if (r) {
1512                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1513                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1514                 return r;
1515         }
1516         /*
1517          * We must release the flying transfers lock here, because with
1518          * some backends the submit_transfer method is synchroneous.
1519          */
1520         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1521
1522         r = usbi_backend.submit_transfer(itransfer);
1523         if (r == LIBUSB_SUCCESS) {
1524                 itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1525                 /* keep a reference to this device */
1526                 libusb_ref_device(transfer->dev_handle->dev);
1527         }
1528         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1529
1530         if (r != LIBUSB_SUCCESS)
1531                 remove_from_flying_list(itransfer);
1532
1533         return r;
1534 }
1535
1536 /** \ingroup libusb_asyncio
1537  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1538  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1539  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1540  * with a transfer status of
1541  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1542  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1543  *
1544  * \param transfer the transfer to cancel
1545  * \returns 0 on success
1546  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is not in progress,
1547  * already complete, or already cancelled.
1548  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1549  */
1550 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1551 {
1552         struct usbi_transfer *itransfer =
1553                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1554         int r;
1555
1556         usbi_dbg("transfer %p", transfer );
1557         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1558         if (!(itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
1559                         || (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_CANCELLING)) {
1560                 r = LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND;
1561                 goto out;
1562         }
1563         r = usbi_backend.cancel_transfer(itransfer);
1564         if (r < 0) {
1565                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND &&
1566                     r != LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1567                         usbi_err(TRANSFER_CTX(transfer),
1568                                 "cancel transfer failed error %d", r);
1569                 else
1570                         usbi_dbg("cancel transfer failed error %d", r);
1571
1572                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1573                         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1574         }
1575
1576         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1577
1578 out:
1579         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1580         return r;
1581 }
1582
1583 /** \ingroup libusb_asyncio
1584  * Set a transfers bulk stream id. Note users are advised to use
1585  * libusb_fill_bulk_stream_transfer() instead of calling this function
1586  * directly.
1587  *
1588  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1589  *
1590  * \param transfer the transfer to set the stream id for
1591  * \param stream_id the stream id to set
1592  * \see libusb_alloc_streams()
1593  */
1594 void API_EXPORTED libusb_transfer_set_stream_id(
1595         struct libusb_transfer *transfer, uint32_t stream_id)
1596 {
1597         struct usbi_transfer *itransfer =
1598                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1599
1600         itransfer->stream_id = stream_id;
1601 }
1602
1603 /** \ingroup libusb_asyncio
1604  * Get a transfers bulk stream id.
1605  *
1606  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1607  *
1608  * \param transfer the transfer to get the stream id for
1609  * \returns the stream id for the transfer
1610  */
1611 uint32_t API_EXPORTED libusb_transfer_get_stream_id(
1612         struct libusb_transfer *transfer)
1613 {
1614         struct usbi_transfer *itransfer =
1615                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1616
1617         return itransfer->stream_id;
1618 }
1619
1620 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1621  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1622  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1623  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1624  * data before calling it.
1625  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1626  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1627  * will attempt to take the lock. */
1628 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1629         enum libusb_transfer_status status)
1630 {
1631         struct libusb_transfer *transfer =
1632                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1633         struct libusb_device_handle *dev_handle = transfer->dev_handle;
1634         uint8_t flags;
1635         int r;
1636
1637         r = remove_from_flying_list(itransfer);
1638         if (r < 0)
1639                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer), "failed to set timer for next timeout");
1640
1641         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1642         itransfer->state_flags &= ~USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1643         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1644
1645         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1646                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1647                 int rqlen = transfer->length;
1648                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1649                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1650                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1651                         usbi_dbg("interpreting short transfer as error");
1652                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1653                 }
1654         }
1655
1656         flags = transfer->flags;
1657         transfer->status = status;
1658         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1659         usbi_dbg("transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1660         if (transfer->callback)
1661                 transfer->callback(transfer);
1662         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1663          * this point. */
1664         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1665                 libusb_free_transfer(transfer);
1666         libusb_unref_device(dev_handle->dev);
1667         return r;
1668 }
1669
1670 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1671  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1672  * transfers exist here.
1673  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1674  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1675  * will attempt to take the lock. */
1676 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *itransfer)
1677 {
1678         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1679         uint8_t timed_out;
1680
1681         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1682         timed_out = itransfer->timeout_flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1683         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1684
1685         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1686         if (timed_out) {
1687                 usbi_dbg("detected timeout cancellation");
1688                 return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1689         }
1690
1691         /* otherwise its a normal async cancel */
1692         return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1693 }
1694
1695 /* Add a completed transfer to the completed_transfers list of the
1696  * context and signal the event. The backend's handle_transfer_completion()
1697  * function will be called the next time an event handler runs. */
1698 void usbi_signal_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer)
1699 {
1700         libusb_device_handle *dev_handle = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->dev_handle;
1701
1702         if (dev_handle) {
1703                 struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
1704                 unsigned int event_flags;
1705
1706                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1707                 event_flags = ctx->event_flags;
1708                 ctx->event_flags |= USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED;
1709                 list_add_tail(&itransfer->completed_list, &ctx->completed_transfers);
1710                 if (!event_flags)
1711                         usbi_signal_event(&ctx->event);
1712                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1713         }
1714 }
1715
1716 /** \ingroup libusb_poll
1717  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1718  * only one thread is monitoring libusb event sources at any one time.
1719  *
1720  * You only need to use this lock if you are developing an application
1721  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1722  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1723  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1724  * locking.
1725  *
1726  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1727  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1728  * as soon as possible.
1729  *
1730  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1731  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1732  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1733  * \ref libusb_mtasync
1734  */
1735 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1736 {
1737         int r;
1738         unsigned int ru;
1739
1740         ctx = usbi_get_context(ctx);
1741
1742         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1743          * start event handling */
1744         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1745         ru = ctx->device_close;
1746         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1747         if (ru) {
1748                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1749                 return 1;
1750         }
1751
1752         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1753         if (r)
1754                 return 1;
1755
1756         ctx->event_handler_active = 1;
1757         return 0;
1758 }
1759
1760 /** \ingroup libusb_poll
1761  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1762  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1763  * monitoring libusb event sources at any one time.
1764  *
1765  * You only need to use this lock if you are developing an application
1766  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1767  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1768  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1769  * locking.
1770  *
1771  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1772  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1773  * as soon as possible.
1774  *
1775  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1776  * \ref libusb_mtasync
1777  */
1778 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1779 {
1780         ctx = usbi_get_context(ctx);
1781         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1782         ctx->event_handler_active = 1;
1783 }
1784
1785 /** \ingroup libusb_poll
1786  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1787  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1788  * on libusb_wait_for_event().
1789  *
1790  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1791  * \ref libusb_mtasync
1792  */
1793 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1794 {
1795         ctx = usbi_get_context(ctx);
1796         ctx->event_handler_active = 0;
1797         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1798
1799         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1800          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1801          * (check ctx->device_close)? */
1802         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1803         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1804         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1805 }
1806
1807 /** \ingroup libusb_poll
1808  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1809  *
1810  * Sometimes, libusb needs to temporarily pause all event handlers, and this
1811  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1812  * this is the case.
1813  *
1814  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1815  * should just continue the usual logic that is documented in \ref libusb_mtasync.
1816  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1817  * and will hence become an event waiter.
1818  *
1819  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1820  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1821  * the current event handler.
1822  *
1823  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1824  * \returns 1 if event handling can start or continue
1825  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1826  * \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1827  */
1828 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1829 {
1830         unsigned int r;
1831
1832         ctx = usbi_get_context(ctx);
1833
1834         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1835          * continue event handling */
1836         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1837         r = ctx->device_close;
1838         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1839         if (r) {
1840                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1841                 return 0;
1842         }
1843
1844         return 1;
1845 }
1846
1847
1848 /** \ingroup libusb_poll
1849  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1850  * the event handling lock).
1851  *
1852  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1853  * \returns 1 if a thread is handling events
1854  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1855  * \ref libusb_mtasync
1856  */
1857 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1858 {
1859         unsigned int r;
1860
1861         ctx = usbi_get_context(ctx);
1862
1863         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1864          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1865         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1866         r = ctx->device_close;
1867         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1868         if (r) {
1869                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1870                 return 1;
1871         }
1872
1873         return ctx->event_handler_active;
1874 }
1875
1876 /** \ingroup libusb_poll
1877  * Interrupt any active thread that is handling events. This is mainly useful
1878  * for interrupting a dedicated event handling thread when an application
1879  * wishes to call libusb_exit().
1880  *
1881  * Since version 1.0.21, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000105
1882  *
1883  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1884  * \ref libusb_mtasync
1885  */
1886 void API_EXPORTED libusb_interrupt_event_handler(libusb_context *ctx)
1887 {
1888         unsigned int event_flags;
1889
1890         usbi_dbg(" ");
1891
1892         ctx = usbi_get_context(ctx);
1893         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1894
1895         event_flags = ctx->event_flags;
1896         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
1897         if (!event_flags)
1898                 usbi_signal_event(&ctx->event);
1899
1900         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1901 }
1902
1903 /** \ingroup libusb_poll
1904  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1905  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1906  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1907  * allowed.
1908  *
1909  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1910  * events, then call libusb_wait_for_event().
1911  *
1912  * You only need to use this lock if you are developing an application
1913  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly,
1914  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaenously.
1915  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1916  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1917  * locking.
1918  *
1919  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1920  * \ref libusb_mtasync
1921  */
1922 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1923 {
1924         ctx = usbi_get_context(ctx);
1925         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1926 }
1927
1928 /** \ingroup libusb_poll
1929  * Release the event waiters lock.
1930  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1931  * \ref libusb_mtasync
1932  */
1933 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1934 {
1935         ctx = usbi_get_context(ctx);
1936         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1937 }
1938
1939 /** \ingroup libusb_poll
1940  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1941  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1942  *
1943  * This function will block until any of the following conditions are met:
1944  * -# The timeout expires
1945  * -# A transfer completes
1946  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1947  *
1948  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1949  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1950  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1951  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1952  * step up and start event handling.
1953  *
1954  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1955  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1956  *
1957  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1958  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1959  * indicates unlimited timeout.
1960  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1961  * \returns 1 if the timeout expired
1962  * \ref libusb_mtasync
1963  */
1964 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1965 {
1966         int r;
1967
1968         ctx = usbi_get_context(ctx);
1969         if (tv == NULL) {
1970                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
1971                 return 0;
1972         }
1973
1974         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
1975                 &ctx->event_waiters_lock, tv);
1976
1977         if (r < 0)
1978                 return r;
1979         else
1980                 return (r == ETIMEDOUT);
1981 }
1982
1983 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1984 {
1985         struct libusb_transfer *transfer =
1986                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1987         int r;
1988
1989         itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED;
1990         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
1991         if (r == LIBUSB_SUCCESS)
1992                 itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1993         else
1994                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
1995                         "async cancel failed %d errno=%d", r, errno);
1996 }
1997
1998 static int handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
1999 {
2000         int r;
2001         struct timespec systime;
2002         struct usbi_transfer *itransfer;
2003
2004         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
2005                 return 0;
2006
2007         /* get current time */
2008         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime);
2009         if (r < 0) {
2010                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2011                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
2012         }
2013
2014         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
2015          * have expired timeouts */
2016         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
2017                 struct timespec *cur_ts = &itransfer->timeout;
2018
2019                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
2020                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts))
2021                         return 0;
2022
2023                 /* ignore timeouts we've already handled */
2024                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2025                         continue;
2026
2027                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
2028                 if (TIMESPEC_CMP(cur_ts, &systime, >))
2029                         return 0;
2030
2031                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
2032                 handle_timeout(itransfer);
2033         }
2034         return 0;
2035 }
2036
2037 static int handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
2038 {
2039         int r;
2040
2041         ctx = usbi_get_context(ctx);
2042         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2043         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2044         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2045         return r;
2046 }
2047
2048 static int handle_event_trigger(struct libusb_context *ctx)
2049 {
2050         struct list_head hotplug_msgs;
2051         int r = 0;
2052
2053         usbi_dbg("event triggered");
2054
2055         list_init(&hotplug_msgs);
2056
2057         /* take the the event data lock while processing events */
2058         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2059
2060         /* check if someone modified the event sources */
2061         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED)
2062                 usbi_dbg("someone updated the event sources");
2063
2064         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_USER_INTERRUPT) {
2065                 usbi_dbg("someone purposefully interrupted");
2066                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
2067         }
2068
2069         /* check if someone is closing a device */
2070         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_DEVICE_CLOSE)
2071                 usbi_dbg("someone is closing a device");
2072
2073         /* check for any pending hotplug messages */
2074         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_HOTPLUG_MSG_PENDING) {
2075                 usbi_dbg("hotplug message received");
2076                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_HOTPLUG_MSG_PENDING;
2077                 assert(!list_empty(&ctx->hotplug_msgs));
2078                 list_cut(&hotplug_msgs, &ctx->hotplug_msgs);
2079         }
2080
2081         /* complete any pending transfers */
2082         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED) {
2083                 assert(!list_empty(&ctx->completed_transfers));
2084                 while (r == 0 && !list_empty(&ctx->completed_transfers)) {
2085                         struct usbi_transfer *itransfer =
2086                                 list_first_entry(&ctx->completed_transfers, struct usbi_transfer, completed_list);
2087
2088                         list_del(&itransfer->completed_list);
2089                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2090                         r = usbi_backend.handle_transfer_completion(itransfer);
2091                         if (r)
2092                                 usbi_err(ctx, "backend handle_transfer_completion failed with error %d", r);
2093                         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2094                 }
2095
2096                 if (list_empty(&ctx->completed_transfers))
2097                         ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED;
2098         }
2099
2100         /* if no further pending events, clear the event */
2101         if (!ctx->event_flags)
2102                 usbi_clear_event(&ctx->event);
2103
2104         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2105
2106         /* process the hotplug messages, if any */
2107         while (!list_empty(&hotplug_msgs)) {
2108                 struct libusb_hotplug_message *message =
2109                         list_first_entry(&hotplug_msgs, struct libusb_hotplug_message, list);
2110
2111                 usbi_hotplug_match(ctx, message->device, message->event);
2112
2113                 /* the device left, dereference the device */
2114                 if (message->event == LIBUSB_HOTPLUG_EVENT_DEVICE_LEFT)
2115                         libusb_unref_device(message->device);
2116
2117                 list_del(&message->list);
2118                 free(message);
2119         }
2120
2121         return r;
2122 }
2123
2124 #ifdef HAVE_OS_TIMER
2125 static int handle_timer_trigger(struct libusb_context *ctx)
2126 {
2127         int r;
2128
2129         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2130
2131         /* process the timeout that just happened */
2132         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2133         if (r < 0)
2134                 goto out;
2135
2136         /* arm for next timeout */
2137         r = arm_timer_for_next_timeout(ctx);
2138
2139 out:
2140         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2141         return r;
2142 }
2143 #endif
2144
2145 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
2146  * doing the same thing. */
2147 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
2148 {
2149         struct usbi_reported_events reported_events;
2150         int r, timeout_ms;
2151
2152         /* prevent attempts to recursively handle events (e.g. calling into
2153          * libusb_handle_events() from within a hotplug or transfer callback) */
2154         if (usbi_handling_events(ctx))
2155                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
2156
2157         /* only reallocate the event source data when the list of event sources has
2158          * been modified since the last handle_events(), otherwise reuse them to
2159          * save the additional overhead */
2160         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2161         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED) {
2162                 usbi_dbg("event sources modified, reallocating event data");
2163
2164                 /* free anything removed since we last ran */
2165                 cleanup_removed_event_sources(ctx);
2166
2167                 r = usbi_alloc_event_data(ctx);
2168                 if (r) {
2169                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2170                         return r;
2171                 }
2172
2173                 /* reset the flag now that we have the updated list */
2174                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED;
2175
2176                 /* if no further pending events, clear the event so that we do
2177                  * not immediately return from the wait function */
2178                 if (!ctx->event_flags)
2179                         usbi_clear_event(&ctx->event);
2180         }
2181         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2182
2183         timeout_ms = (int)(tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
2184
2185         /* round up to next millisecond */
2186         if (tv->tv_usec % 1000)
2187                 timeout_ms++;
2188
2189         usbi_start_event_handling(ctx);
2190
2191         r = usbi_wait_for_events(ctx, &reported_events, timeout_ms);
2192         if (r != LIBUSB_SUCCESS) {
2193                 if (r == LIBUSB_ERROR_TIMEOUT)
2194                         r = handle_timeouts(ctx);
2195                 goto done;
2196         }
2197
2198         if (reported_events.event_triggered) {
2199                 r = handle_event_trigger(ctx);
2200                 if (r) {
2201                         /* return error code */
2202                         goto done;
2203                 }
2204         }
2205
2206 #ifdef HAVE_OS_TIMER
2207         if (reported_events.timer_triggered) {
2208                 r = handle_timer_trigger(ctx);
2209                 if (r) {
2210                         /* return error code */
2211                         goto done;
2212                 }
2213         }
2214 #endif
2215
2216         if (!reported_events.num_ready)
2217                 goto done;
2218
2219         r = usbi_backend.handle_events(ctx, reported_events.event_data,
2220                 reported_events.event_data_count, reported_events.num_ready);
2221         if (r)
2222                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
2223
2224 done:
2225         usbi_end_event_handling(ctx);
2226         return r;
2227 }
2228
2229 /* returns the smallest of:
2230  *  1. timeout of next URB
2231  *  2. user-supplied timeout
2232  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
2233  * and populates out
2234  */
2235 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
2236         struct timeval *out)
2237 {
2238         struct timeval timeout;
2239         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
2240         if (r) {
2241                 /* timeout already expired? */
2242                 if (!timerisset(&timeout))
2243                         return 1;
2244
2245                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
2246                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
2247                         *out = timeout;
2248                 else
2249                         *out = *tv;
2250         } else {
2251                 *out = *tv;
2252         }
2253         return 0;
2254 }
2255
2256 /** \ingroup libusb_poll
2257  * Handle any pending events.
2258  *
2259  * libusb determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
2260  * and by checking the set of file descriptors for activity.
2261  *
2262  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
2263  * events and then immediately return in non-blocking style.
2264  *
2265  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
2266  * function will block waiting for events to handle up until the specified
2267  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
2268  * return early.
2269  *
2270  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2271  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2272  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2273  * of a specific transfer.
2274  *
2275  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2276  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2277  * timeval struct for non-blocking mode
2278  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2279  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2280  * \ref libusb_mtasync
2281  */
2282 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2283         struct timeval *tv, int *completed)
2284 {
2285         int r;
2286         struct timeval poll_timeout;
2287
2288         ctx = usbi_get_context(ctx);
2289         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2290         if (r) {
2291                 /* timeout already expired */
2292                 return handle_timeouts(ctx);
2293         }
2294
2295 retry:
2296         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2297                 if (completed == NULL || !*completed) {
2298                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2299                         usbi_dbg("doing our own event handling");
2300                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2301                 }
2302                 libusb_unlock_events(ctx);
2303                 return r;
2304         }
2305
2306         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2307          * notify event completion. */
2308         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2309
2310         if (completed && *completed)
2311                 goto already_done;
2312
2313         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2314                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2315                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2316                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2317                 usbi_dbg("event handler was active but went away, retrying");
2318                 goto retry;
2319         }
2320
2321         usbi_dbg("another thread is doing event handling");
2322         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2323
2324 already_done:
2325         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2326
2327         if (r < 0)
2328                 return r;
2329         else if (r == 1)
2330                 return handle_timeouts(ctx);
2331         else
2332                 return 0;
2333 }
2334
2335 /** \ingroup libusb_poll
2336  * Handle any pending events
2337  *
2338  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2339  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2340  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2341  *
2342  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2343  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2344  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2345  *
2346  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2347  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2348  * timeval struct for non-blocking mode
2349  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2350  */
2351 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2352         struct timeval *tv)
2353 {
2354         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2355 }
2356
2357 /** \ingroup libusb_poll
2358  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2359  * hardcoded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2360  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2361  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2362  * instead.
2363  *
2364  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2365  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2366  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2367  *
2368  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2369  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2370  */
2371 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2372 {
2373         struct timeval tv;
2374         tv.tv_sec = 60;
2375         tv.tv_usec = 0;
2376         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2377 }
2378
2379 /** \ingroup libusb_poll
2380  * Handle any pending events in blocking mode.
2381  *
2382  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2383  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2384  *
2385  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2386  * parameter.
2387  *
2388  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2389  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2390  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2391  * \ref libusb_mtasync
2392  */
2393 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2394         int *completed)
2395 {
2396         struct timeval tv;
2397         tv.tv_sec = 60;
2398         tv.tv_usec = 0;
2399         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2400 }
2401
2402 /** \ingroup libusb_poll
2403  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2404  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2405  * held, see libusb_lock_events().
2406  *
2407  * This function is designed to be called under the situation where you have
2408  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusb's
2409  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2410  * You detect events on libusb's descriptors, so you then call this function
2411  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2412  *
2413  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2414  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2415  * non-blocking mode
2416  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2417  * \ref libusb_mtasync
2418  */
2419 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2420         struct timeval *tv)
2421 {
2422         int r;
2423         struct timeval poll_timeout;
2424
2425         ctx = usbi_get_context(ctx);
2426         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2427         if (r) {
2428                 /* timeout already expired */
2429                 return handle_timeouts(ctx);
2430         }
2431
2432         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2433 }
2434
2435 /** \ingroup libusb_poll
2436  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2437  * when monitoring libusb's file descriptors.
2438  *
2439  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2440  * libusb's file descriptors in their own main loop (\ref libusb_pollmain).
2441  *
2442  * Ordinarily, libusb's event handler needs to be called into at specific
2443  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2444  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2445  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2446  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2447  * library at that time.
2448  *
2449  * Some platforms supported by libusb do not come with this baggage - any
2450  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2451  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2452  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2453  * platform.
2454  *
2455  * Since v1.0.5.
2456  *
2457  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2458  * \returns 0 if you must call into libusb at times determined by
2459  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2460  * or through regular activity on the file descriptors.
2461  * \ref libusb_pollmain "Polling libusb file descriptors for event handling"
2462  */
2463 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2464 {
2465         ctx = usbi_get_context(ctx);
2466         return usbi_using_timer(ctx);
2467 }
2468
2469 /** \ingroup libusb_poll
2470  * Determine the next internal timeout that libusb needs to handle. You only
2471  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2472  * on libusb's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2473  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2474  *
2475  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2476  * long to wait for select() or poll() to return results. libusb needs to be
2477  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2478  * your select() or poll() call.
2479  *
2480  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2481  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusb can handle the timeout.
2482  *
2483  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2484  * the case, it indicates that libusb has a timeout that has already expired
2485  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2486  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2487  *
2488  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2489  * timeouts). See \ref polltime.
2490  *
2491  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2492  * \param tv output location for a relative time against the current
2493  * clock in which libusb must be called into in order to process timeout events
2494  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2495  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2496  */
2497 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2498         struct timeval *tv)
2499 {
2500         struct usbi_transfer *itransfer;
2501         struct timespec systime;
2502         struct timespec next_timeout = { 0, 0 };
2503         int r;
2504
2505         ctx = usbi_get_context(ctx);
2506         if (usbi_using_timer(ctx))
2507                 return 0;
2508
2509         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2510         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2511                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2512                 usbi_dbg("no URBs, no timeout!");
2513                 return 0;
2514         }
2515
2516         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2517         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
2518                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2519                         continue;
2520
2521                 /* if we've reached transfers of infinte timeout, we're done looking */
2522                 if (!TIMESPEC_IS_SET(&itransfer->timeout))
2523                         break;
2524
2525                 next_timeout = itransfer->timeout;
2526                 break;
2527         }
2528         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2529
2530         if (!TIMESPEC_IS_SET(&next_timeout)) {
2531                 usbi_dbg("no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2532                 return 0;
2533         }
2534
2535         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime);
2536         if (r < 0) {
2537                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2538                 return 0;
2539         }
2540
2541         if (!TIMESPEC_CMP(&systime, &next_timeout, <)) {
2542                 usbi_dbg("first timeout already expired");
2543                 timerclear(tv);
2544         } else {
2545                 TIMESPEC_SUB(&next_timeout, &systime, &next_timeout);
2546                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(tv, &next_timeout);
2547                 usbi_dbg("next timeout in %ld.%06lds", (long)tv->tv_sec, (long)tv->tv_usec);
2548         }
2549
2550         return 1;
2551 }
2552
2553 /** \ingroup libusb_poll
2554  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2555  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2556  * that libusb uses as an event source.
2557  *
2558  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2559  *
2560  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2561  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2562  *
2563  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2564  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2565  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2566  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2567  *
2568  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2569  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2570  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2571  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2572  * passing context information)
2573  */
2574 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2575         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2576         void *user_data)
2577 {
2578 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2579         ctx = usbi_get_context(ctx);
2580         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2581         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2582         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2583 #else
2584         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal event sources " \
2585                 "is not yet supported on Windows");
2586         UNUSED(added_cb);
2587         UNUSED(removed_cb);
2588         UNUSED(user_data);
2589 #endif
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Interrupt the iteration of the event handling thread, so that it picks
2594  * up the event source change. Callers of this function must hold the event_data_lock.
2595  */
2596 static void usbi_event_source_notification(struct libusb_context *ctx)
2597 {
2598         unsigned int event_flags;
2599
2600         /* Record that there is a new poll fd.
2601          * Only signal an event if there are no prior pending events. */
2602         event_flags = ctx->event_flags;
2603         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED;
2604         if (!event_flags)
2605                 usbi_signal_event(&ctx->event);
2606 }
2607
2608 /* Add an event source to the list of event sources to be monitored.
2609  * poll_events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2610  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2611 int usbi_add_event_source(struct libusb_context *ctx, usbi_os_handle_t os_handle, short poll_events)
2612 {
2613         struct usbi_event_source *ievent_source = malloc(sizeof(*ievent_source));
2614
2615         if (!ievent_source)
2616                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2617
2618         usbi_dbg("add " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING " events %d", os_handle, poll_events);
2619         ievent_source->data.os_handle = os_handle;
2620         ievent_source->data.poll_events = poll_events;
2621         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2622         list_add_tail(&ievent_source->list, &ctx->event_sources);
2623         usbi_event_source_notification(ctx);
2624         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2625
2626 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2627         if (ctx->fd_added_cb)
2628                 ctx->fd_added_cb(os_handle, poll_events, ctx->fd_cb_user_data);
2629 #endif
2630
2631         return 0;
2632 }
2633
2634 /* Remove an event source from the list of event sources to be monitored. */
2635 void usbi_remove_event_source(struct libusb_context *ctx, usbi_os_handle_t os_handle)
2636 {
2637         struct usbi_event_source *ievent_source;
2638         int found = 0;
2639
2640         usbi_dbg("remove " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING, os_handle);
2641         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2642         for_each_event_source(ctx, ievent_source) {
2643                 if (ievent_source->data.os_handle == os_handle) {
2644                         found = 1;
2645                         break;
2646                 }
2647         }
2648
2649         if (!found) {
2650                 usbi_dbg("couldn't find " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING " to remove", os_handle);
2651                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2652                 return;
2653         }
2654
2655         list_del(&ievent_source->list);
2656         list_add_tail(&ievent_source->list, &ctx->removed_event_sources);
2657         usbi_event_source_notification(ctx);
2658         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2659
2660 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2661         if (ctx->fd_removed_cb)
2662                 ctx->fd_removed_cb(os_handle, ctx->fd_cb_user_data);
2663 #endif
2664 }
2665
2666 /** \ingroup libusb_poll
2667  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2668  * as libusb event sources.
2669  *
2670  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with libusb_free_pollfds()
2671  * when done. The actual list contents must not be touched.
2672  *
2673  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2674  * available on Windows and will always return NULL.
2675  *
2676  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2677  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2678  * \returns NULL on error
2679  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2680  */
2681 DEFAULT_VISIBILITY
2682 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2683         libusb_context *ctx)
2684 {
2685 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2686         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2687         struct usbi_event_source *ievent_source;
2688         size_t i;
2689
2690         static_assert(sizeof(struct usbi_event_source_data) == sizeof(struct libusb_pollfd),
2691                       "mismatch between usbi_event_source_data and libusb_pollfd sizes");
2692
2693         ctx = usbi_get_context(ctx);
2694
2695         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2696
2697         i = 0;
2698         for_each_event_source(ctx, ievent_source)
2699                 i++;
2700
2701         ret = calloc(i + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2702         if (!ret)
2703                 goto out;
2704
2705         i = 0;
2706         for_each_event_source(ctx, ievent_source)
2707                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *)ievent_source;
2708
2709 out:
2710         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2711         return (const struct libusb_pollfd **)ret;
2712 #else
2713         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal event sources " \
2714                 "is not yet supported on Windows");
2715         return NULL;
2716 #endif
2717 }
2718
2719 /** \ingroup libusb_poll
2720  * Free a list of libusb_pollfd structures. This should be called for all
2721  * pollfd lists allocated with libusb_get_pollfds().
2722  *
2723  * Since version 1.0.20, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000104
2724  *
2725  * It is legal to call this function with a NULL pollfd list. In this case,
2726  * the function will simply do nothing.
2727  *
2728  * \param pollfds the list of libusb_pollfd structures to free
2729  */
2730 void API_EXPORTED libusb_free_pollfds(const struct libusb_pollfd **pollfds)
2731 {
2732 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2733         free((void *)pollfds);
2734 #else
2735         UNUSED(pollfds);
2736 #endif
2737 }
2738
2739 /* Backends may call this from handle_events to report disconnection of a
2740  * device. This function ensures transfers get cancelled appropriately.
2741  * Callers of this function must hold the events_lock.
2742  */
2743 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *dev_handle)
2744 {
2745         struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
2746         struct usbi_transfer *cur;
2747         struct usbi_transfer *to_cancel;
2748
2749         usbi_dbg("device %d.%d",
2750                 dev_handle->dev->bus_number, dev_handle->dev->device_address);
2751
2752         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2753          * status code.
2754          *
2755          * when we find a transfer for this device on the list, there are two
2756          * possible scenarios:
2757          * 1. the transfer is currently in-flight, in which case we terminate the
2758          *    transfer here
2759          * 2. the transfer has been added to the flying transfer list by
2760          *    libusb_submit_transfer, has failed to submit and
2761          *    libusb_submit_transfer is waiting for us to release the
2762          *    flying_transfers_lock to remove it, so we ignore it
2763          */
2764
2765         while (1) {
2766                 to_cancel = NULL;
2767                 usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2768                 for_each_transfer(ctx, cur) {
2769                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == dev_handle) {
2770                                 usbi_mutex_lock(&cur->lock);
2771                                 if (cur->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
2772                                         to_cancel = cur;
2773                                 usbi_mutex_unlock(&cur->lock);
2774
2775                                 if (to_cancel)
2776                                         break;
2777                         }
2778                 }
2779                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2780
2781                 if (!to_cancel)
2782                         break;
2783
2784                 usbi_dbg("cancelling transfer %p from disconnect",
2785                          USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(to_cancel));
2786
2787                 usbi_mutex_lock(&to_cancel->lock);
2788                 usbi_backend.clear_transfer_priv(to_cancel);
2789                 usbi_mutex_unlock(&to_cancel->lock);
2790                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2791         }
2792 }