Documentation: Add details regarding timeouts and partial transfer of data
[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  * \attention
323  * When a transfer is cancelled, some of the data may have been transferred.
324  * libusb will communicate this to you in the transfer callback.
325  * <b>Do not assume that no data was transferred.</b>
326  *
327  * \section asyncpartial Partial data transfer resulting from cancellation
328  *
329  * As noted above, some of the data may have been transferred at the time a
330  * transfer is cancelled. It is helpful to see how this is possible if you
331  * consider a bulk transfer to an endpoint with a packet size of 64 bytes.
332  * Supposing you submit a 512-byte transfer to this endpoint, the operating
333  * system will divide this transfer up into 8 separate 64-byte frames that the
334  * host controller will schedule for the device to transfer data. If this
335  * transfer is cancelled while the device is transferring data, a subset of
336  * these frames may be descheduled from the host controller before the device
337  * has the opportunity to finish transferring data to the host.
338  *
339  * What your application should do with a partial data transfer is a policy
340  * decision; there is no single answer that satisfies the needs of every
341  * application. The data that was successfully transferred should be
342  * considered entirely valid, but your application must decide what to do with
343  * the remaining data that was not transferred. Some possible actions to take
344  * are:
345  * - Resubmit another transfer for the remaining data, possibly with a shorter
346  *   timeout
347  * - Discard the partially transferred data and report an error
348  *
349  * \section asynctimeout Timeouts
350  *
351  * When a transfer times out, libusb internally notes this and attempts to
352  * cancel the transfer. As noted in \ref asyncpartial "above", it is possible
353  * that some of the data may actually have been transferred. Your application
354  * should <b>always</b> check how much data was actually transferred once the
355  * transfer completes and act accordingly.
356  *
357  * \section bulk_overflows Overflows on device-to-host bulk/interrupt endpoints
358  *
359  * If your device does not have predictable transfer sizes (or it misbehaves),
360  * your application may submit a request for data on an IN endpoint which is
361  * smaller than the data that the device wishes to send. In some circumstances
362  * this will cause an overflow, which is a nasty condition to deal with. See
363  * the \ref libusb_packetoverflow page for discussion.
364  *
365  * \section asyncctrl Considerations for control transfers
366  *
367  * The <tt>libusb_transfer</tt> structure is generic and hence does not
368  * include specific fields for the control-specific setup packet structure.
369  *
370  * In order to perform a control transfer, you must place the 8-byte setup
371  * packet at the start of the data buffer. To simplify this, you could
372  * cast the buffer pointer to type struct libusb_control_setup, or you can
373  * use the helper function libusb_fill_control_setup().
374  *
375  * The wLength field placed in the setup packet must be the length you would
376  * expect to be sent in the setup packet: the length of the payload that
377  * follows (or the expected maximum number of bytes to receive). However,
378  * the length field of the libusb_transfer object must be the length of
379  * the data buffer - i.e. it should be wLength <em>plus</em> the size of
380  * the setup packet (LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE).
381  *
382  * If you use the helper functions, this is simplified for you:
383  * -# Allocate a buffer of size LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE plus the size of the
384  * data you are sending/requesting.
385  * -# Call libusb_fill_control_setup() on the data buffer, using the transfer
386  * request size as the wLength value (i.e. do not include the extra space you
387  * allocated for the control setup).
388  * -# If this is a host-to-device transfer, place the data to be transferred
389  * in the data buffer, starting at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE.
390  * -# Call libusb_fill_control_transfer() to associate the data buffer with
391  * the transfer (and to set the remaining details such as callback and timeout).
392  *   - Note that there is no parameter to set the length field of the transfer.
393  *     The length is automatically inferred from the wLength field of the setup
394  *     packet.
395  * -# Submit the transfer.
396  *
397  * The multi-byte control setup fields (wValue, wIndex and wLength) must
398  * be given in little-endian byte order (the endianness of the USB bus).
399  * Endianness conversion is transparently handled by
400  * libusb_fill_control_setup() which is documented to accept host-endian
401  * values.
402  *
403  * Further considerations are needed when handling transfer completion in
404  * your callback function:
405  * - As you might expect, the setup packet will still be sitting at the start
406  * of the data buffer.
407  * - If this was a device-to-host transfer, the received data will be sitting
408  * at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE into the buffer.
409  * - The actual_length field of the transfer structure is relative to the
410  * wLength of the setup packet, rather than the size of the data buffer. So,
411  * if your wLength was 4, your transfer's <tt>length</tt> was 12, then you
412  * should expect an <tt>actual_length</tt> of 4 to indicate that the data was
413  * transferred in entirity.
414  *
415  * To simplify parsing of setup packets and obtaining the data from the
416  * correct offset, you may wish to use the libusb_control_transfer_get_data()
417  * and libusb_control_transfer_get_setup() functions within your transfer
418  * callback.
419  *
420  * Even though control endpoints do not halt, a completed control transfer
421  * may have a LIBUSB_TRANSFER_STALL status code. This indicates the control
422  * request was not supported.
423  *
424  * \section asyncintr Considerations for interrupt transfers
425  *
426  * All interrupt transfers are performed using the polling interval presented
427  * by the bInterval value of the endpoint descriptor.
428  *
429  * \section asynciso Considerations for isochronous transfers
430  *
431  * Isochronous transfers are more complicated than transfers to
432  * non-isochronous endpoints.
433  *
434  * To perform I/O to an isochronous endpoint, allocate the transfer by calling
435  * libusb_alloc_transfer() with an appropriate number of isochronous packets.
436  *
437  * During filling, set \ref libusb_transfer::type "type" to
438  * \ref libusb_transfer_type::LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS
439  * "LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS", and set
440  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" to a value less than
441  * or equal to the number of packets you requested during allocation.
442  * libusb_alloc_transfer() does not set either of these fields for you, given
443  * that you might not even use the transfer on an isochronous endpoint.
444  *
445  * Next, populate the length field for the first num_iso_packets entries in
446  * the \ref libusb_transfer::iso_packet_desc "iso_packet_desc" array. Section
447  * 5.6.3 of the USB2 specifications describe how the maximum isochronous
448  * packet length is determined by the wMaxPacketSize field in the endpoint
449  * descriptor.
450  * Two functions can help you here:
451  *
452  * - libusb_get_max_iso_packet_size() is an easy way to determine the max
453  *   packet size for an isochronous endpoint. Note that the maximum packet
454  *   size is actually the maximum number of bytes that can be transmitted in
455  *   a single microframe, therefore this function multiplies the maximum number
456  *   of bytes per transaction by the number of transaction opportunities per
457  *   microframe.
458  * - libusb_set_iso_packet_lengths() assigns the same length to all packets
459  *   within a transfer, which is usually what you want.
460  *
461  * For outgoing transfers, you'll obviously fill the buffer and populate the
462  * packet descriptors in hope that all the data gets transferred. For incoming
463  * transfers, you must ensure the buffer has sufficient capacity for
464  * the situation where all packets transfer the full amount of requested data.
465  *
466  * Completion handling requires some extra consideration. The
467  * \ref libusb_transfer::actual_length "actual_length" field of the transfer
468  * is meaningless and should not be examined; instead you must refer to the
469  * \ref libusb_iso_packet_descriptor::actual_length "actual_length" field of
470  * each individual packet.
471  *
472  * The \ref libusb_transfer::status "status" field of the transfer is also a
473  * little misleading:
474  *  - If the packets were submitted and the isochronous data microframes
475  *    completed normally, status will have value
476  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
477  *    "LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED". Note that bus errors and software-incurred
478  *    delays are not counted as transfer errors; the transfer.status field may
479  *    indicate COMPLETED even if some or all of the packets failed. Refer to
480  *    the \ref libusb_iso_packet_descriptor::status "status" field of each
481  *    individual packet to determine packet failures.
482  *  - The status field will have value
483  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR
484  *    "LIBUSB_TRANSFER_ERROR" only when serious errors were encountered.
485  *  - Other transfer status codes occur with normal behaviour.
486  *
487  * The data for each packet will be found at an offset into the buffer that
488  * can be calculated as if each prior packet completed in full. The
489  * libusb_get_iso_packet_buffer() and libusb_get_iso_packet_buffer_simple()
490  * functions may help you here.
491  *
492  * \section asynclimits Transfer length limitations
493  *
494  * Some operating systems may impose limits on the length of the transfer data
495  * buffer or, in the case of isochronous transfers, the length of individual
496  * isochronous packets. Such limits can be difficult for libusb to detect, so
497  * in most cases the library will simply try and submit the transfer as set up
498  * by you. If the transfer fails to submit because it is too large,
499  * libusb_submit_transfer() will return
500  * \ref libusb_error::LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM "LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM".
501  *
502  * The following are known limits for control transfer lengths. Note that this
503  * length includes the 8-byte setup packet.
504  * - Linux (4,096 bytes)
505  * - Windows (4,096 bytes)
506  *
507  * \section asyncmem Memory caveats
508  *
509  * In most circumstances, it is not safe to use stack memory for transfer
510  * buffers. This is because the function that fired off the asynchronous
511  * transfer may return before libusb has finished using the buffer, and when
512  * the function returns it's stack gets destroyed. This is true for both
513  * host-to-device and device-to-host transfers.
514  *
515  * The only case in which it is safe to use stack memory is where you can
516  * guarantee that the function owning the stack space for the buffer does not
517  * return until after the transfer's callback function has completed. In every
518  * other case, you need to use heap memory instead.
519  *
520  * \section asyncflags Fine control
521  *
522  * Through using this asynchronous interface, you may find yourself repeating
523  * a few simple operations many times. You can apply a bitwise OR of certain
524  * flags to a transfer to simplify certain things:
525  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK
526  *   "LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK" results in transfers which transferred
527  *   less than the requested amount of data being marked with status
528  *   \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR "LIBUSB_TRANSFER_ERROR"
529  *   (they would normally be regarded as COMPLETED)
530  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
531  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" allows you to ask libusb to free the transfer
532  *   buffer when freeing the transfer.
533  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER
534  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER" causes libusb to automatically free the
535  *   transfer after the transfer callback returns.
536  *
537  * \section asyncevent Event handling
538  *
539  * An asynchronous model requires that libusb perform work at various
540  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
541  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
542  *
543  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
544  * application must call into when libusb has work do to. This gives libusb
545  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
546  *
547  * There are 2 different approaches to dealing with libusb_handle_events:
548  *
549  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
550  *    thread.
551  * -# Integrate libusb with your application's main event loop. libusb
552  *    exposes a set of file descriptors which allow you to do this.
553  *
554  * The first approach has the big advantage that it will also work on Windows
555  * were libusb' poll API for select / poll integration is not available. So
556  * if you want to support Windows and use the async API, you must use this
557  * approach, see the \ref eventthread "Using an event handling thread" section
558  * below for details.
559  *
560  * If you prefer a single threaded approach with a single central event loop,
561  * see the \ref libusb_poll "polling and timing" section for how to integrate libusb
562  * into your application's main event loop.
563  *
564  * \section eventthread Using an event handling thread
565  *
566  * Lets begin with stating the obvious: If you're going to use a separate
567  * thread for libusb event handling, your callback functions MUST be
568  * threadsafe.
569  *
570  * Other then that doing event handling from a separate thread, is mostly
571  * simple. You can use an event thread function as follows:
572 \code
573 void *event_thread_func(void *ctx)
574 {
575     while (event_thread_run)
576         libusb_handle_events(ctx);
577
578     return NULL;
579 }
580 \endcode
581  *
582  * There is one caveat though, stopping this thread requires setting the
583  * event_thread_run variable to 0, and after that libusb_handle_events() needs
584  * to return control to event_thread_func. But unless some event happens,
585  * libusb_handle_events() will not return.
586  *
587  * There are 2 different ways of dealing with this, depending on if your
588  * application uses libusb' \ref libusb_hotplug "hotplug" support or not.
589  *
590  * Applications which do not use hotplug support, should not start the event
591  * thread until after their first call to libusb_open(), and should stop the
592  * thread when closing the last open device as follows:
593 \code
594 void my_close_handle(libusb_device_handle *dev_handle)
595 {
596     if (open_devs == 1)
597         event_thread_run = 0;
598
599     libusb_close(dev_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
600
601     if (open_devs == 1)
602         pthread_join(event_thread);
603
604     open_devs--;
605 }
606 \endcode
607  *
608  * Applications using hotplug support should start the thread at program init,
609  * after having successfully called libusb_hotplug_register_callback(), and
610  * should stop the thread at program exit as follows:
611 \code
612 void my_libusb_exit(void)
613 {
614     event_thread_run = 0;
615     libusb_hotplug_deregister_callback(ctx, hotplug_cb_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
616     pthread_join(event_thread);
617     libusb_exit(ctx);
618 }
619 \endcode
620  */
621
622 /**
623  * @defgroup libusb_poll Polling and timing
624  *
625  * This page documents libusb's functions for polling events and timing.
626  * These functions are only necessary for users of the
627  * \ref libusb_asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
628  * \ref libusb_syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
629  * functions.
630  *
631  * The justification for the functionality described here has already been
632  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
633  * asynchronous API documentation. In summary, libusb does not create internal
634  * threads for event processing and hence relies on your application calling
635  * into libusb at certain points in time so that pending events can be handled.
636  *
637  * Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
638  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
639  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
640  * libusb's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
641  * is detected on such descriptors you know it is time to call
642  * libusb_handle_events().
643  *
644  * There is one final event handling complication. libusb supports
645  * asynchronous transfers which time out after a specified time period.
646  *
647  * On some platforms a timerfd is used, so the timeout handling is just another
648  * fd, on other platforms this requires that libusb is called into at or after
649  * the timeout to handle it. So, in addition to considering libusb's file
650  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusb
651  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
652  * is no file descriptor activity, see \ref polltime details.
653  *
654  * In order to know precisely when libusb needs to be called into, libusb
655  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
656  * the next timeout expires.
657  *
658  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
659  * following options, otherwise your I/O will not complete.
660  *
661  * \section pollsimple The simple option
662  *
663  * If your application revolves solely around libusb and does not need to
664  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
665 \code
666 // initialize libusb
667 // find and open device
668 // maybe fire off some initial async I/O
669
670 while (user_has_not_requested_exit)
671         libusb_handle_events(ctx);
672
673 // clean up and exit
674 \endcode
675  *
676  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
677  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
678  * handle those details internally.
679  *
680  * \section libusb_pollmain The more advanced option
681  *
682  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
683  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Applications which
684  * want to support Windows are advised to use an \ref eventthread
685  * "event handling thread" instead.
686  *
687  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
688  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
689  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusb is
690  * designed to cleanly integrate into such main loops.
691  *
692  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
693  * take a set of file descriptors from libusb and monitor those too. When you
694  * detect activity on libusb's file descriptors, you call
695  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
696  *
697  * What's more, libusb may also need to handle events at specific moments in
698  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
699  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
700  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
701  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
702  * these moments occur. This means that you need to adjust your
703  * poll()/select() timeout accordingly.
704  *
705  * libusb provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
706  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
707  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
708  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
709  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusb indicates,
710  * polling all of them at once.
711  *
712  * In pseudo-code, you want something that looks like:
713 \code
714 // initialise libusb
715
716 libusb_get_pollfds(ctx)
717 while (user has not requested application exit) {
718         libusb_get_next_timeout(ctx);
719         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
720                 using a timeout no larger than the value libusb just suggested)
721         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
722                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
723         if (time has elapsed to or beyond the libusb timeout)
724                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
725         // handle events from other sources here
726 }
727
728 // clean up and exit
729 \endcode
730  *
731  * \subsection polltime Notes on time-based events
732  *
733  * The above complication with having to track time and call into libusb at
734  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
735  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
736  * restrict the supported platforms of your application and get away with
737  * a more simplistic scheme.
738  *
739  * These time-based event complications are \b not required on the following
740  * platforms:
741  *  - Darwin
742  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
743  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
744  *   - glibc v2.9 or newer
745  *   - libusb v1.0.5 or newer
746  *
747  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
748  * 0, so your main loop can be simplified to:
749 \code
750 // initialise libusb
751
752 libusb_get_pollfds(ctx)
753 while (user has not requested application exit) {
754         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
755                 using any timeout that you like)
756         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
757                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
758         // handle events from other sources here
759 }
760
761 // clean up and exit
762 \endcode
763  *
764  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
765  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
766  * and <em>any future platforms supported by libusb which may have time-based
767  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
768  * strange bugs in your application.
769  *
770  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
771  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
772  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusb's next timeout
773  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
774  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
775  * if the platform does suffer from these timing complications.
776  *
777  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
778  *
779  * The set of file descriptors that libusb uses as event sources may change
780  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
781  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
782  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
783  *
784  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
785  *
786  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
787  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
788  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
789  * some headaches.
790  *
791  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
792  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
793  * with these entities otherwise.
794  *
795  * See the extra documentation: \ref libusb_mtasync
796  */
797
798 /** \page libusb_mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
799  *
800  * libusb is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
801  * to applications which interact with libusb from multiple threads.
802  *
803  * The underlying issue that must be addressed is that all libusb I/O
804  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
805  * system calls. This is directly exposed at the
806  * \ref libusb_asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
807  * \ref libusb_syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
808  * asynchonrous interface, therefore the same considerations apply.
809  *
810  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
811  * or select() on libusb's file descriptors then only one of those threads
812  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
813  * oblivious that anything has happened.
814  *
815  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
816  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
817  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusb
818  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
819  * explained on this page).
820  *
821 \code
822 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
823 {
824         int *completed = transfer->user_data;
825         *completed = 1;
826 }
827
828 void myfunc() {
829         struct libusb_transfer *transfer;
830         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE] __attribute__ ((aligned (2)));
831         int completed = 0;
832
833         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
834         libusb_fill_control_setup(buffer,
835                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
836         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
837         libusb_submit_transfer(transfer);
838
839         while (!completed) {
840                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
841                 if (poll indicates activity)
842                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
843         }
844         printf("completed!");
845         // other code here
846 }
847 \endcode
848  *
849  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
850  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
851  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
852  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
853  *
854  * If this is the only thread that is polling libusb's file descriptors, there
855  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
856  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
857  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
858  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
859  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
860  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
861  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
862  * this issue!
863  *
864  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
865  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
866  * impact the capabilities of the library, so libusb offers the scheme
867  * documented below to ensure no loss of functionality.
868  *
869  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
870  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
871  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
872  * synchronous I/O functions - libusb hides this headache from you.
873  *
874  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
875  *
876  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
877  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
878  * above with libusb_handle_events() like so:
879  *
880 \code
881         libusb_submit_transfer(transfer);
882
883         while (!completed) {
884                 libusb_handle_events(ctx);
885         }
886         printf("completed!");
887 \endcode
888  *
889  * This however has a race between the checking of completed and
890  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
891  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
892  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
893  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
894  * synchronous API implementation of libusb.
895  *
896  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
897  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
898  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
899  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
900  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
901  * completion check for you after they have acquired the lock:
902  *
903 \code
904         libusb_submit_transfer(transfer);
905
906         while (!completed) {
907                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
908         }
909         printf("completed!");
910 \endcode
911  *
912  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
913  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
914  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
915  *
916  * \section eventlock The events lock
917  *
918  * The problem is when we consider the fact that libusb exposes file
919  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
920  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
921  * libusb's back. If you do take libusb's file descriptors and pass them to
922  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
923  *
924  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
925  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
926  * one thread is handling events at any one time.
927  *
928  * You must take the events lock before polling libusb file descriptors,
929  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
930  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
931  *
932  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
933  *
934  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
935  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
936 \code
937         libusb_lock_events(ctx);
938         while (!completed) {
939                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
940                 if (poll indicates activity)
941                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
942         }
943         libusb_unlock_events(ctx);
944 \endcode
945  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
946  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
947  * the lock is not released until the transfer is completed.
948  *
949  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
950  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
951  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
952  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
953  * due to contention on the lock.
954  *
955  * To solve this, libusb offers you a mechanism to determine when another
956  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
957  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
958  * does not involve polling of file descriptors).
959  *
960  * After determining that another thread is currently handling events, you
961  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
962  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
963  * so, you call libusb_wait_for_event().
964  *
965  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
966  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
967  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
968  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
969  * events, and if not, it should start handling events itself.
970  *
971  * This looks like the following, as pseudo-code:
972 \code
973 retry:
974 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
975         // we obtained the event lock: do our own event handling
976         while (!completed) {
977                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
978                         libusb_unlock_events(ctx);
979                         goto retry;
980                 }
981                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
982                 if (poll indicates activity)
983                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
984         }
985         libusb_unlock_events(ctx);
986 } else {
987         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
988         // an event has completed
989         libusb_lock_event_waiters(ctx);
990
991         while (!completed) {
992                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
993                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
994                 // events in the time it took us to reach this point)
995                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
996                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
997                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
998                         goto retry;
999                 }
1000
1001                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
1002         }
1003         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
1004 }
1005 printf("completed!\n");
1006 \endcode
1007  *
1008  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
1009  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
1010  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
1011  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
1012  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
1013  * the lock while waiting, and reaquires it before continuing.
1014  *
1015  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
1016  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
1017  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
1018  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
1019  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
1020  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
1021  * over the event handling.
1022  *
1023  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
1024  * should be apparent from the code shown above.
1025  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
1026  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
1027  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusb is still happy for your
1028  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusb needs to
1029  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
1030  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
1031  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
1032  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
1033  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
1034  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
1035  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
1036  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
1037  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
1038  *    "working behind libusb's back", as is the case here.
1039  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
1040  *    holding the events lock
1041  *
1042  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
1043  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusb can do this
1044  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
1045  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
1046  * callback has returned).
1047  *
1048  * \subsection fullstory The full story
1049  *
1050  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
1051  * really thinking through the issues then you may be left with some more
1052  * questions regarding libusb's internals. If you're curious, read on, and if
1053  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
1054  *
1055  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
1056  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
1057  * thread is doing event handling?
1058  *
1059  * There are 2 situations in which this may happen.
1060  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
1061  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
1062  *    restarts, picking up the new descriptor.
1063  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
1064  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
1065  *    important that nobody is doing event handling at this time.
1066  *
1067  * libusb handles these issues internally, so application developers do not
1068  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
1069  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
1070  *
1071  * -# During initialization, libusb opens an internal pipe, and it adds the read
1072  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
1073  * -# During libusb_close(), libusb writes some dummy data on this event pipe.
1074  *    This immediately interrupts the event handler. libusb also records
1075  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
1076  *    high-priority event.
1077  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
1078  *    differently:
1079  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
1080  *     OK for event handling to continue.
1081  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
1082  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
1083  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
1084  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
1085  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
1086  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
1087  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
1088  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
1089  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusb can safely remove
1090  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
1091  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
1092  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
1093  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
1094  *    the events lock.
1095  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
1096  *    reverts to the original, documented behaviour.
1097  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1098  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1099  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1100  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1101  *
1102  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1103  * call to libusb_open():
1104  *
1105  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1106  * -# libusb sends some dummy data on the event pipe, and records that it
1107  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1108  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1109  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1110  *    event waiters.
1111  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1112  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1113  *    releases the events lock.
1114  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1115  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1116  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1117  *
1118  * \subsection concl Closing remarks
1119  *
1120  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1121  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1122  * applies to applications that take libusb's file descriptors and integrate
1123  * them into their own polling loops.
1124  *
1125  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1126  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1127  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1128  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1129  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1130  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1131  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1132  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1133  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1134  * undesirable behaviour occurring. The solution is for your polling thread to
1135  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1136  * in them getting along in perfect harmony.
1137  *
1138  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1139  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1140  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1141  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1142  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1143  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1144  * give up the events lock if instructed.
1145  */
1146
1147 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1148 {
1149         int r;
1150
1151         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock);
1152         usbi_mutex_init(&ctx->events_lock);
1153         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock);
1154         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond);
1155         usbi_mutex_init(&ctx->event_data_lock);
1156         usbi_tls_key_create(&ctx->event_handling_key);
1157         list_init(&ctx->flying_transfers);
1158         list_init(&ctx->event_sources);
1159         list_init(&ctx->removed_event_sources);
1160         list_init(&ctx->hotplug_msgs);
1161         list_init(&ctx->completed_transfers);
1162
1163         r = usbi_create_event(&ctx->event);
1164         if (r < 0)
1165                 goto err;
1166
1167         r = usbi_add_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event), USBI_EVENT_POLL_EVENTS);
1168         if (r < 0)
1169                 goto err_destroy_event;
1170
1171 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1172         r = usbi_create_timer(&ctx->timer);
1173         if (r == 0) {
1174                 usbi_dbg("using timer for timeouts");
1175                 r = usbi_add_event_source(ctx, USBI_TIMER_OS_HANDLE(&ctx->timer), USBI_TIMER_POLL_EVENTS);
1176                 if (r < 0)
1177                         goto err_destroy_timer;
1178         } else {
1179                 usbi_dbg("timer not available for timeouts");
1180         }
1181 #endif
1182
1183         return 0;
1184
1185 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1186 err_destroy_timer:
1187         usbi_destroy_timer(&ctx->timer);
1188         usbi_remove_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event));
1189 #endif
1190 err_destroy_event:
1191         usbi_destroy_event(&ctx->event);
1192 err:
1193         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1194         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1195         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1196         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1197         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1198         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1199         return r;
1200 }
1201
1202 static void cleanup_removed_event_sources(struct libusb_context *ctx)
1203 {
1204         struct usbi_event_source *ievent_source, *tmp;
1205
1206         for_each_removed_event_source_safe(ctx, ievent_source, tmp) {
1207                 list_del(&ievent_source->list);
1208                 free(ievent_source);
1209         }
1210 }
1211
1212 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1213 {
1214 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1215         if (usbi_using_timer(ctx)) {
1216                 usbi_remove_event_source(ctx, USBI_TIMER_OS_HANDLE(&ctx->timer));
1217                 usbi_destroy_timer(&ctx->timer);
1218         }
1219 #endif
1220         usbi_remove_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event));
1221         usbi_destroy_event(&ctx->event);
1222         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1223         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1224         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1225         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1226         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1227         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1228         cleanup_removed_event_sources(ctx);
1229         free(ctx->event_data);
1230 }
1231
1232 static int calculate_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1233 {
1234         int r;
1235         unsigned int timeout =
1236                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout;
1237
1238         if (!timeout) {
1239                 TIMESPEC_CLEAR(&itransfer->timeout);
1240                 return 0;
1241         }
1242
1243         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &itransfer->timeout);
1244         if (r < 0) {
1245                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer),
1246                         "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
1247                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1248         }
1249
1250         itransfer->timeout.tv_sec += timeout / 1000U;
1251         itransfer->timeout.tv_nsec += (timeout % 1000U) * 1000000L;
1252         if (itransfer->timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1253                 ++itransfer->timeout.tv_sec;
1254                 itransfer->timeout.tv_nsec -= 1000000000L;
1255         }
1256
1257         return 0;
1258 }
1259
1260 /** \ingroup libusb_asyncio
1261  * Allocate a libusb transfer with a specified number of isochronous packet
1262  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1263  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1264  * libusb_free_transfer().
1265  *
1266  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1267  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1268  *
1269  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1270  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1271  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1272  * you are still required to set the
1273  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1274  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1275  *
1276  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1277  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1278  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1279  *
1280  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate. Must be non-negative.
1281  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1282  */
1283 DEFAULT_VISIBILITY
1284 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1285         int iso_packets)
1286 {
1287         size_t priv_size;
1288         size_t alloc_size;
1289         unsigned char *ptr;
1290         struct usbi_transfer *itransfer;
1291         struct libusb_transfer *transfer;
1292
1293         assert(iso_packets >= 0);
1294         if (iso_packets < 0)
1295                 return NULL;
1296
1297         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1298         alloc_size = priv_size
1299                 + sizeof(struct usbi_transfer)
1300                 + sizeof(struct libusb_transfer)
1301                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * (size_t)iso_packets);
1302         ptr = calloc(1, alloc_size);
1303         if (!ptr)
1304                 return NULL;
1305
1306         itransfer = (struct usbi_transfer *)(ptr + priv_size);
1307         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1308         itransfer->priv = ptr;
1309         usbi_mutex_init(&itransfer->lock);
1310         transfer = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1311         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1312         return transfer;
1313 }
1314
1315 /** \ingroup libusb_asyncio
1316  * Free a transfer structure. This should be called for all transfers
1317  * allocated with libusb_alloc_transfer().
1318  *
1319  * If the \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
1320  * "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" flag is set and the transfer buffer is
1321  * non-NULL, this function will also free the transfer buffer using the
1322  * standard system memory allocator (e.g. free()).
1323  *
1324  * It is legal to call this function with a NULL transfer. In this case,
1325  * the function will simply return safely.
1326  *
1327  * It is not legal to free an active transfer (one which has been submitted
1328  * and has not yet completed).
1329  *
1330  * \param transfer the transfer to free
1331  */
1332 void API_EXPORTED libusb_free_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1333 {
1334         struct usbi_transfer *itransfer;
1335         size_t priv_size;
1336         unsigned char *ptr;
1337
1338         if (!transfer)
1339                 return;
1340
1341         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1342         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER)
1343                 free(transfer->buffer);
1344
1345         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1346         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1347
1348         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1349         ptr = (unsigned char *)itransfer - priv_size;
1350         assert(ptr == itransfer->priv);
1351         free(ptr);
1352 }
1353
1354 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timer based on the
1355  * next upcoming timeout.
1356  * must be called with flying_list locked.
1357  * returns 0 on success or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1358  */
1359 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1360 static int arm_timer_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1361 {
1362         struct usbi_transfer *itransfer;
1363
1364         if (!usbi_using_timer(ctx))
1365                 return 0;
1366
1367         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
1368                 struct timespec *cur_ts = &itransfer->timeout;
1369
1370                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1371                  * arming to do */
1372                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts))
1373                         break;
1374
1375                 /* act on first transfer that has not already been handled */
1376                 if (!(itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))) {
1377                         usbi_dbg("next timeout originally %ums", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1378                         return usbi_arm_timer(&ctx->timer, cur_ts);
1379                 }
1380         }
1381
1382         usbi_dbg("no timeouts, disarming timer");
1383         return usbi_disarm_timer(&ctx->timer);
1384 }
1385 #else
1386 static inline int arm_timer_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1387 {
1388         UNUSED(ctx);
1389         return 0;
1390 }
1391 #endif
1392
1393 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1394  * This function will return non 0 if fails to update the timer,
1395  * in which case the transfer is *not* on the flying_transfers list. */
1396 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1397 {
1398         struct usbi_transfer *cur;
1399         struct timespec *timeout = &itransfer->timeout;
1400         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1401         int r;
1402         int first = 1;
1403
1404         r = calculate_timeout(itransfer);
1405         if (r)
1406                 return r;
1407
1408         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1409         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1410                 list_add(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1411                 goto out;
1412         }
1413
1414         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1415         if (!TIMESPEC_IS_SET(timeout)) {
1416                 list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1417                 /* first is irrelevant in this case */
1418                 goto out;
1419         }
1420
1421         /* otherwise, find appropriate place in list */
1422         for_each_transfer(ctx, cur) {
1423                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1424                 struct timespec *cur_ts = &cur->timeout;
1425
1426                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts) || TIMESPEC_CMP(cur_ts, timeout, >)) {
1427                         list_add_tail(&itransfer->list, &cur->list);
1428                         goto out;
1429                 }
1430                 first = 0;
1431         }
1432         /* first is 0 at this stage (list not empty) */
1433
1434         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1435         list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1436 out:
1437 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1438         if (first && usbi_using_timer(ctx) && TIMESPEC_IS_SET(timeout)) {
1439                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1440                  * rearm the timer with this transfer's timeout */
1441                 usbi_dbg("arm timer for timeout in %ums (first in line)",
1442                         USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1443                 r = usbi_arm_timer(&ctx->timer, timeout);
1444         }
1445 #else
1446         UNUSED(first);
1447 #endif
1448
1449         if (r)
1450                 list_del(&itransfer->list);
1451
1452         return r;
1453 }
1454
1455 /* remove a transfer from the active transfers list.
1456  * This function will *always* remove the transfer from the
1457  * flying_transfers list. It will return a LIBUSB_ERROR code
1458  * if it fails to update the timer for the next timeout. */
1459 static int remove_from_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1460 {
1461         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1462         int rearm_timer;
1463         int r = 0;
1464
1465         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1466         rearm_timer = (TIMESPEC_IS_SET(&itransfer->timeout) &&
1467                 list_first_entry(&ctx->flying_transfers, struct usbi_transfer, list) == itransfer);
1468         list_del(&itransfer->list);
1469         if (rearm_timer)
1470                 r = arm_timer_for_next_timeout(ctx);
1471         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1472
1473         return r;
1474 }
1475
1476 /** \ingroup libusb_asyncio
1477  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1478  * return immediately.
1479  *
1480  * \param transfer the transfer to submit
1481  * \returns 0 on success
1482  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1483  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1484  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1485  * by the operating system.
1486  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if the transfer size is larger than
1487  * the operating system and/or hardware can support (see \ref asynclimits)
1488  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1489  */
1490 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1491 {
1492         struct usbi_transfer *itransfer =
1493                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1494         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1495         int r;
1496
1497         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1498
1499         /*
1500          * Important note on locking, this function takes / releases locks
1501          * in the following order:
1502          *  take flying_transfers_lock
1503          *  take itransfer->lock
1504          *  clear transfer
1505          *  add to flying_transfers list
1506          *  release flying_transfers_lock
1507          *  submit transfer
1508          *  release itransfer->lock
1509          *  if submit failed:
1510          *   take flying_transfers_lock
1511          *   remove from flying_transfers list
1512          *   release flying_transfers_lock
1513          *
1514          * Note that it takes locks in the order a-b and then releases them
1515          * in the same order a-b. This is somewhat unusual but not wrong,
1516          * release order is not important as long as *all* locks are released
1517          * before re-acquiring any locks.
1518          *
1519          * This means that the ordering of first releasing itransfer->lock
1520          * and then re-acquiring the flying_transfers_list on error is
1521          * important and must not be changed!
1522          *
1523          * This is done this way because when we take both locks we must always
1524          * take flying_transfers_lock first to avoid ab-ba style deadlocks with
1525          * the timeout handling and usbi_handle_disconnect paths.
1526          *
1527          * And we cannot release itransfer->lock before the submission is
1528          * complete otherwise timeout handling for transfers with short
1529          * timeouts may run before submission.
1530          */
1531         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1532         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1533         if (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT) {
1534                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1535                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1536                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
1537         }
1538         itransfer->transferred = 0;
1539         itransfer->state_flags = 0;
1540         itransfer->timeout_flags = 0;
1541         r = add_to_flying_list(itransfer);
1542         if (r) {
1543                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1544                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1545                 return r;
1546         }
1547         /*
1548          * We must release the flying transfers lock here, because with
1549          * some backends the submit_transfer method is synchroneous.
1550          */
1551         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1552
1553         r = usbi_backend.submit_transfer(itransfer);
1554         if (r == LIBUSB_SUCCESS) {
1555                 itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1556                 /* keep a reference to this device */
1557                 libusb_ref_device(transfer->dev_handle->dev);
1558         }
1559         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1560
1561         if (r != LIBUSB_SUCCESS)
1562                 remove_from_flying_list(itransfer);
1563
1564         return r;
1565 }
1566
1567 /** \ingroup libusb_asyncio
1568  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1569  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1570  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1571  * with a transfer status of
1572  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1573  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1574  *
1575  * \param transfer the transfer to cancel
1576  * \returns 0 on success
1577  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is not in progress,
1578  * already complete, or already cancelled.
1579  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1580  */
1581 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1582 {
1583         struct usbi_transfer *itransfer =
1584                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1585         int r;
1586
1587         usbi_dbg("transfer %p", transfer );
1588         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1589         if (!(itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
1590                         || (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_CANCELLING)) {
1591                 r = LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND;
1592                 goto out;
1593         }
1594         r = usbi_backend.cancel_transfer(itransfer);
1595         if (r < 0) {
1596                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND &&
1597                     r != LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1598                         usbi_err(TRANSFER_CTX(transfer),
1599                                 "cancel transfer failed error %d", r);
1600                 else
1601                         usbi_dbg("cancel transfer failed error %d", r);
1602
1603                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1604                         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1605         }
1606
1607         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1608
1609 out:
1610         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1611         return r;
1612 }
1613
1614 /** \ingroup libusb_asyncio
1615  * Set a transfers bulk stream id. Note users are advised to use
1616  * libusb_fill_bulk_stream_transfer() instead of calling this function
1617  * directly.
1618  *
1619  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1620  *
1621  * \param transfer the transfer to set the stream id for
1622  * \param stream_id the stream id to set
1623  * \see libusb_alloc_streams()
1624  */
1625 void API_EXPORTED libusb_transfer_set_stream_id(
1626         struct libusb_transfer *transfer, uint32_t stream_id)
1627 {
1628         struct usbi_transfer *itransfer =
1629                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1630
1631         itransfer->stream_id = stream_id;
1632 }
1633
1634 /** \ingroup libusb_asyncio
1635  * Get a transfers bulk stream id.
1636  *
1637  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1638  *
1639  * \param transfer the transfer to get the stream id for
1640  * \returns the stream id for the transfer
1641  */
1642 uint32_t API_EXPORTED libusb_transfer_get_stream_id(
1643         struct libusb_transfer *transfer)
1644 {
1645         struct usbi_transfer *itransfer =
1646                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1647
1648         return itransfer->stream_id;
1649 }
1650
1651 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1652  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1653  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1654  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1655  * data before calling it.
1656  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1657  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1658  * will attempt to take the lock. */
1659 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1660         enum libusb_transfer_status status)
1661 {
1662         struct libusb_transfer *transfer =
1663                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1664         struct libusb_device_handle *dev_handle = transfer->dev_handle;
1665         uint8_t flags;
1666         int r;
1667
1668         r = remove_from_flying_list(itransfer);
1669         if (r < 0)
1670                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer), "failed to set timer for next timeout");
1671
1672         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1673         itransfer->state_flags &= ~USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1674         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1675
1676         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1677                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1678                 int rqlen = transfer->length;
1679                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1680                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1681                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1682                         usbi_dbg("interpreting short transfer as error");
1683                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1684                 }
1685         }
1686
1687         flags = transfer->flags;
1688         transfer->status = status;
1689         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1690         usbi_dbg("transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1691         if (transfer->callback)
1692                 transfer->callback(transfer);
1693         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1694          * this point. */
1695         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1696                 libusb_free_transfer(transfer);
1697         libusb_unref_device(dev_handle->dev);
1698         return r;
1699 }
1700
1701 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1702  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1703  * transfers exist here.
1704  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1705  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1706  * will attempt to take the lock. */
1707 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *itransfer)
1708 {
1709         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1710         uint8_t timed_out;
1711
1712         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1713         timed_out = itransfer->timeout_flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1714         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1715
1716         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1717         if (timed_out) {
1718                 usbi_dbg("detected timeout cancellation");
1719                 return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1720         }
1721
1722         /* otherwise its a normal async cancel */
1723         return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1724 }
1725
1726 /* Add a completed transfer to the completed_transfers list of the
1727  * context and signal the event. The backend's handle_transfer_completion()
1728  * function will be called the next time an event handler runs. */
1729 void usbi_signal_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer)
1730 {
1731         libusb_device_handle *dev_handle = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->dev_handle;
1732
1733         if (dev_handle) {
1734                 struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
1735                 unsigned int event_flags;
1736
1737                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1738                 event_flags = ctx->event_flags;
1739                 ctx->event_flags |= USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED;
1740                 list_add_tail(&itransfer->completed_list, &ctx->completed_transfers);
1741                 if (!event_flags)
1742                         usbi_signal_event(&ctx->event);
1743                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1744         }
1745 }
1746
1747 /** \ingroup libusb_poll
1748  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1749  * only one thread is monitoring libusb event sources at any one time.
1750  *
1751  * You only need to use this lock if you are developing an application
1752  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1753  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1754  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1755  * locking.
1756  *
1757  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1758  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1759  * as soon as possible.
1760  *
1761  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1762  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1763  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1764  * \ref libusb_mtasync
1765  */
1766 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1767 {
1768         int r;
1769         unsigned int ru;
1770
1771         ctx = usbi_get_context(ctx);
1772
1773         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1774          * start event handling */
1775         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1776         ru = ctx->device_close;
1777         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1778         if (ru) {
1779                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1780                 return 1;
1781         }
1782
1783         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1784         if (r)
1785                 return 1;
1786
1787         ctx->event_handler_active = 1;
1788         return 0;
1789 }
1790
1791 /** \ingroup libusb_poll
1792  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1793  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1794  * monitoring libusb event sources at any one time.
1795  *
1796  * You only need to use this lock if you are developing an application
1797  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1798  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1799  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1800  * locking.
1801  *
1802  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1803  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1804  * as soon as possible.
1805  *
1806  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1807  * \ref libusb_mtasync
1808  */
1809 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1810 {
1811         ctx = usbi_get_context(ctx);
1812         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1813         ctx->event_handler_active = 1;
1814 }
1815
1816 /** \ingroup libusb_poll
1817  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1818  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1819  * on libusb_wait_for_event().
1820  *
1821  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1822  * \ref libusb_mtasync
1823  */
1824 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1825 {
1826         ctx = usbi_get_context(ctx);
1827         ctx->event_handler_active = 0;
1828         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1829
1830         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1831          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1832          * (check ctx->device_close)? */
1833         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1834         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1835         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1836 }
1837
1838 /** \ingroup libusb_poll
1839  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1840  *
1841  * Sometimes, libusb needs to temporarily pause all event handlers, and this
1842  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1843  * this is the case.
1844  *
1845  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1846  * should just continue the usual logic that is documented in \ref libusb_mtasync.
1847  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1848  * and will hence become an event waiter.
1849  *
1850  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1851  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1852  * the current event handler.
1853  *
1854  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1855  * \returns 1 if event handling can start or continue
1856  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1857  * \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1858  */
1859 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1860 {
1861         unsigned int r;
1862
1863         ctx = usbi_get_context(ctx);
1864
1865         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1866          * continue event handling */
1867         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1868         r = ctx->device_close;
1869         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1870         if (r) {
1871                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1872                 return 0;
1873         }
1874
1875         return 1;
1876 }
1877
1878
1879 /** \ingroup libusb_poll
1880  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1881  * the event handling lock).
1882  *
1883  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1884  * \returns 1 if a thread is handling events
1885  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1886  * \ref libusb_mtasync
1887  */
1888 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1889 {
1890         unsigned int r;
1891
1892         ctx = usbi_get_context(ctx);
1893
1894         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1895          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1896         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1897         r = ctx->device_close;
1898         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1899         if (r) {
1900                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1901                 return 1;
1902         }
1903
1904         return ctx->event_handler_active;
1905 }
1906
1907 /** \ingroup libusb_poll
1908  * Interrupt any active thread that is handling events. This is mainly useful
1909  * for interrupting a dedicated event handling thread when an application
1910  * wishes to call libusb_exit().
1911  *
1912  * Since version 1.0.21, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000105
1913  *
1914  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1915  * \ref libusb_mtasync
1916  */
1917 void API_EXPORTED libusb_interrupt_event_handler(libusb_context *ctx)
1918 {
1919         unsigned int event_flags;
1920
1921         usbi_dbg(" ");
1922
1923         ctx = usbi_get_context(ctx);
1924         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1925
1926         event_flags = ctx->event_flags;
1927         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
1928         if (!event_flags)
1929                 usbi_signal_event(&ctx->event);
1930
1931         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1932 }
1933
1934 /** \ingroup libusb_poll
1935  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1936  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1937  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1938  * allowed.
1939  *
1940  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1941  * events, then call libusb_wait_for_event().
1942  *
1943  * You only need to use this lock if you are developing an application
1944  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly,
1945  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaenously.
1946  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1947  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1948  * locking.
1949  *
1950  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1951  * \ref libusb_mtasync
1952  */
1953 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1954 {
1955         ctx = usbi_get_context(ctx);
1956         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1957 }
1958
1959 /** \ingroup libusb_poll
1960  * Release the event waiters lock.
1961  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1962  * \ref libusb_mtasync
1963  */
1964 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1965 {
1966         ctx = usbi_get_context(ctx);
1967         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1968 }
1969
1970 /** \ingroup libusb_poll
1971  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1972  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1973  *
1974  * This function will block until any of the following conditions are met:
1975  * -# The timeout expires
1976  * -# A transfer completes
1977  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1978  *
1979  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1980  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1981  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1982  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1983  * step up and start event handling.
1984  *
1985  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1986  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1987  *
1988  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1989  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1990  * indicates unlimited timeout.
1991  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1992  * \returns 1 if the timeout expired
1993  * \ref libusb_mtasync
1994  */
1995 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1996 {
1997         int r;
1998
1999         ctx = usbi_get_context(ctx);
2000         if (tv == NULL) {
2001                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
2002                 return 0;
2003         }
2004
2005         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
2006                 &ctx->event_waiters_lock, tv);
2007
2008         if (r < 0)
2009                 return r;
2010         else
2011                 return (r == ETIMEDOUT);
2012 }
2013
2014 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
2015 {
2016         struct libusb_transfer *transfer =
2017                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
2018         int r;
2019
2020         itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED;
2021         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
2022         if (r == LIBUSB_SUCCESS)
2023                 itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
2024         else
2025                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
2026                         "async cancel failed %d errno=%d", r, errno);
2027 }
2028
2029 static int handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
2030 {
2031         int r;
2032         struct timespec systime;
2033         struct usbi_transfer *itransfer;
2034
2035         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
2036                 return 0;
2037
2038         /* get current time */
2039         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime);
2040         if (r < 0) {
2041                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2042                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
2043         }
2044
2045         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
2046          * have expired timeouts */
2047         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
2048                 struct timespec *cur_ts = &itransfer->timeout;
2049
2050                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
2051                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts))
2052                         return 0;
2053
2054                 /* ignore timeouts we've already handled */
2055                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2056                         continue;
2057
2058                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
2059                 if (TIMESPEC_CMP(cur_ts, &systime, >))
2060                         return 0;
2061
2062                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
2063                 handle_timeout(itransfer);
2064         }
2065         return 0;
2066 }
2067
2068 static int handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
2069 {
2070         int r;
2071
2072         ctx = usbi_get_context(ctx);
2073         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2074         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2075         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2076         return r;
2077 }
2078
2079 static int handle_event_trigger(struct libusb_context *ctx)
2080 {
2081         struct list_head hotplug_msgs;
2082         int r = 0;
2083
2084         usbi_dbg("event triggered");
2085
2086         list_init(&hotplug_msgs);
2087
2088         /* take the the event data lock while processing events */
2089         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2090
2091         /* check if someone modified the event sources */
2092         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED)
2093                 usbi_dbg("someone updated the event sources");
2094
2095         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_USER_INTERRUPT) {
2096                 usbi_dbg("someone purposefully interrupted");
2097                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
2098         }
2099
2100         /* check if someone is closing a device */
2101         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_DEVICE_CLOSE)
2102                 usbi_dbg("someone is closing a device");
2103
2104         /* check for any pending hotplug messages */
2105         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_HOTPLUG_MSG_PENDING) {
2106                 usbi_dbg("hotplug message received");
2107                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_HOTPLUG_MSG_PENDING;
2108                 assert(!list_empty(&ctx->hotplug_msgs));
2109                 list_cut(&hotplug_msgs, &ctx->hotplug_msgs);
2110         }
2111
2112         /* complete any pending transfers */
2113         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED) {
2114                 assert(!list_empty(&ctx->completed_transfers));
2115                 while (r == 0 && !list_empty(&ctx->completed_transfers)) {
2116                         struct usbi_transfer *itransfer =
2117                                 list_first_entry(&ctx->completed_transfers, struct usbi_transfer, completed_list);
2118
2119                         list_del(&itransfer->completed_list);
2120                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2121                         r = usbi_backend.handle_transfer_completion(itransfer);
2122                         if (r)
2123                                 usbi_err(ctx, "backend handle_transfer_completion failed with error %d", r);
2124                         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2125                 }
2126
2127                 if (list_empty(&ctx->completed_transfers))
2128                         ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED;
2129         }
2130
2131         /* if no further pending events, clear the event */
2132         if (!ctx->event_flags)
2133                 usbi_clear_event(&ctx->event);
2134
2135         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2136
2137         /* process the hotplug messages, if any */
2138         while (!list_empty(&hotplug_msgs)) {
2139                 struct libusb_hotplug_message *message =
2140                         list_first_entry(&hotplug_msgs, struct libusb_hotplug_message, list);
2141
2142                 usbi_hotplug_match(ctx, message->device, message->event);
2143
2144                 /* the device left, dereference the device */
2145                 if (message->event == LIBUSB_HOTPLUG_EVENT_DEVICE_LEFT)
2146                         libusb_unref_device(message->device);
2147
2148                 list_del(&message->list);
2149                 free(message);
2150         }
2151
2152         return r;
2153 }
2154
2155 #ifdef HAVE_OS_TIMER
2156 static int handle_timer_trigger(struct libusb_context *ctx)
2157 {
2158         int r;
2159
2160         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2161
2162         /* process the timeout that just happened */
2163         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2164         if (r < 0)
2165                 goto out;
2166
2167         /* arm for next timeout */
2168         r = arm_timer_for_next_timeout(ctx);
2169
2170 out:
2171         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2172         return r;
2173 }
2174 #endif
2175
2176 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
2177  * doing the same thing. */
2178 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
2179 {
2180         struct usbi_reported_events reported_events;
2181         int r, timeout_ms;
2182
2183         /* prevent attempts to recursively handle events (e.g. calling into
2184          * libusb_handle_events() from within a hotplug or transfer callback) */
2185         if (usbi_handling_events(ctx))
2186                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
2187
2188         /* only reallocate the event source data when the list of event sources has
2189          * been modified since the last handle_events(), otherwise reuse them to
2190          * save the additional overhead */
2191         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2192         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED) {
2193                 usbi_dbg("event sources modified, reallocating event data");
2194
2195                 /* free anything removed since we last ran */
2196                 cleanup_removed_event_sources(ctx);
2197
2198                 r = usbi_alloc_event_data(ctx);
2199                 if (r) {
2200                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2201                         return r;
2202                 }
2203
2204                 /* reset the flag now that we have the updated list */
2205                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED;
2206
2207                 /* if no further pending events, clear the event so that we do
2208                  * not immediately return from the wait function */
2209                 if (!ctx->event_flags)
2210                         usbi_clear_event(&ctx->event);
2211         }
2212         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2213
2214         timeout_ms = (int)(tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
2215
2216         /* round up to next millisecond */
2217         if (tv->tv_usec % 1000)
2218                 timeout_ms++;
2219
2220         usbi_start_event_handling(ctx);
2221
2222         r = usbi_wait_for_events(ctx, &reported_events, timeout_ms);
2223         if (r != LIBUSB_SUCCESS) {
2224                 if (r == LIBUSB_ERROR_TIMEOUT)
2225                         r = handle_timeouts(ctx);
2226                 goto done;
2227         }
2228
2229         if (reported_events.event_triggered) {
2230                 r = handle_event_trigger(ctx);
2231                 if (r) {
2232                         /* return error code */
2233                         goto done;
2234                 }
2235         }
2236
2237 #ifdef HAVE_OS_TIMER
2238         if (reported_events.timer_triggered) {
2239                 r = handle_timer_trigger(ctx);
2240                 if (r) {
2241                         /* return error code */
2242                         goto done;
2243                 }
2244         }
2245 #endif
2246
2247         if (!reported_events.num_ready)
2248                 goto done;
2249
2250         r = usbi_backend.handle_events(ctx, reported_events.event_data,
2251                 reported_events.event_data_count, reported_events.num_ready);
2252         if (r)
2253                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
2254
2255 done:
2256         usbi_end_event_handling(ctx);
2257         return r;
2258 }
2259
2260 /* returns the smallest of:
2261  *  1. timeout of next URB
2262  *  2. user-supplied timeout
2263  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
2264  * and populates out
2265  */
2266 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
2267         struct timeval *out)
2268 {
2269         struct timeval timeout;
2270         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
2271         if (r) {
2272                 /* timeout already expired? */
2273                 if (!timerisset(&timeout))
2274                         return 1;
2275
2276                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
2277                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
2278                         *out = timeout;
2279                 else
2280                         *out = *tv;
2281         } else {
2282                 *out = *tv;
2283         }
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 /** \ingroup libusb_poll
2288  * Handle any pending events.
2289  *
2290  * libusb determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
2291  * and by checking the set of file descriptors for activity.
2292  *
2293  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
2294  * events and then immediately return in non-blocking style.
2295  *
2296  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
2297  * function will block waiting for events to handle up until the specified
2298  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
2299  * return early.
2300  *
2301  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2302  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2303  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2304  * of a specific transfer.
2305  *
2306  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2307  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2308  * timeval struct for non-blocking mode
2309  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2310  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2311  * \ref libusb_mtasync
2312  */
2313 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2314         struct timeval *tv, int *completed)
2315 {
2316         int r;
2317         struct timeval poll_timeout;
2318
2319         ctx = usbi_get_context(ctx);
2320         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2321         if (r) {
2322                 /* timeout already expired */
2323                 return handle_timeouts(ctx);
2324         }
2325
2326 retry:
2327         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2328                 if (completed == NULL || !*completed) {
2329                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2330                         usbi_dbg("doing our own event handling");
2331                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2332                 }
2333                 libusb_unlock_events(ctx);
2334                 return r;
2335         }
2336
2337         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2338          * notify event completion. */
2339         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2340
2341         if (completed && *completed)
2342                 goto already_done;
2343
2344         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2345                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2346                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2347                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2348                 usbi_dbg("event handler was active but went away, retrying");
2349                 goto retry;
2350         }
2351
2352         usbi_dbg("another thread is doing event handling");
2353         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2354
2355 already_done:
2356         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2357
2358         if (r < 0)
2359                 return r;
2360         else if (r == 1)
2361                 return handle_timeouts(ctx);
2362         else
2363                 return 0;
2364 }
2365
2366 /** \ingroup libusb_poll
2367  * Handle any pending events
2368  *
2369  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2370  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2371  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2372  *
2373  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2374  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2375  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2376  *
2377  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2378  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2379  * timeval struct for non-blocking mode
2380  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2381  */
2382 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2383         struct timeval *tv)
2384 {
2385         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2386 }
2387
2388 /** \ingroup libusb_poll
2389  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2390  * hardcoded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2391  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2392  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2393  * instead.
2394  *
2395  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2396  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2397  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2398  *
2399  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2400  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2401  */
2402 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2403 {
2404         struct timeval tv;
2405         tv.tv_sec = 60;
2406         tv.tv_usec = 0;
2407         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2408 }
2409
2410 /** \ingroup libusb_poll
2411  * Handle any pending events in blocking mode.
2412  *
2413  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2414  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2415  *
2416  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2417  * parameter.
2418  *
2419  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2420  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2421  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2422  * \ref libusb_mtasync
2423  */
2424 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2425         int *completed)
2426 {
2427         struct timeval tv;
2428         tv.tv_sec = 60;
2429         tv.tv_usec = 0;
2430         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2431 }
2432
2433 /** \ingroup libusb_poll
2434  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2435  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2436  * held, see libusb_lock_events().
2437  *
2438  * This function is designed to be called under the situation where you have
2439  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusb's
2440  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2441  * You detect events on libusb's descriptors, so you then call this function
2442  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2443  *
2444  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2445  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2446  * non-blocking mode
2447  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2448  * \ref libusb_mtasync
2449  */
2450 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2451         struct timeval *tv)
2452 {
2453         int r;
2454         struct timeval poll_timeout;
2455
2456         ctx = usbi_get_context(ctx);
2457         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2458         if (r) {
2459                 /* timeout already expired */
2460                 return handle_timeouts(ctx);
2461         }
2462
2463         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2464 }
2465
2466 /** \ingroup libusb_poll
2467  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2468  * when monitoring libusb's file descriptors.
2469  *
2470  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2471  * libusb's file descriptors in their own main loop (\ref libusb_pollmain).
2472  *
2473  * Ordinarily, libusb's event handler needs to be called into at specific
2474  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2475  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2476  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2477  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2478  * library at that time.
2479  *
2480  * Some platforms supported by libusb do not come with this baggage - any
2481  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2482  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2483  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2484  * platform.
2485  *
2486  * Since v1.0.5.
2487  *
2488  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2489  * \returns 0 if you must call into libusb at times determined by
2490  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2491  * or through regular activity on the file descriptors.
2492  * \ref libusb_pollmain "Polling libusb file descriptors for event handling"
2493  */
2494 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2495 {
2496         ctx = usbi_get_context(ctx);
2497         return usbi_using_timer(ctx);
2498 }
2499
2500 /** \ingroup libusb_poll
2501  * Determine the next internal timeout that libusb needs to handle. You only
2502  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2503  * on libusb's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2504  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2505  *
2506  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2507  * long to wait for select() or poll() to return results. libusb needs to be
2508  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2509  * your select() or poll() call.
2510  *
2511  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2512  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusb can handle the timeout.
2513  *
2514  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2515  * the case, it indicates that libusb has a timeout that has already expired
2516  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2517  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2518  *
2519  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2520  * timeouts). See \ref polltime.
2521  *
2522  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2523  * \param tv output location for a relative time against the current
2524  * clock in which libusb must be called into in order to process timeout events
2525  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2526  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2527  */
2528 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2529         struct timeval *tv)
2530 {
2531         struct usbi_transfer *itransfer;
2532         struct timespec systime;
2533         struct timespec next_timeout = { 0, 0 };
2534         int r;
2535
2536         ctx = usbi_get_context(ctx);
2537         if (usbi_using_timer(ctx))
2538                 return 0;
2539
2540         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2541         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2542                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2543                 usbi_dbg("no URBs, no timeout!");
2544                 return 0;
2545         }
2546
2547         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2548         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
2549                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2550                         continue;
2551
2552                 /* if we've reached transfers of infinte timeout, we're done looking */
2553                 if (!TIMESPEC_IS_SET(&itransfer->timeout))
2554                         break;
2555
2556                 next_timeout = itransfer->timeout;
2557                 break;
2558         }
2559         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2560
2561         if (!TIMESPEC_IS_SET(&next_timeout)) {
2562                 usbi_dbg("no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2563                 return 0;
2564         }
2565
2566         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime);
2567         if (r < 0) {
2568                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2569                 return 0;
2570         }
2571
2572         if (!TIMESPEC_CMP(&systime, &next_timeout, <)) {
2573                 usbi_dbg("first timeout already expired");
2574                 timerclear(tv);
2575         } else {
2576                 TIMESPEC_SUB(&next_timeout, &systime, &next_timeout);
2577                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(tv, &next_timeout);
2578                 usbi_dbg("next timeout in %ld.%06lds", (long)tv->tv_sec, (long)tv->tv_usec);
2579         }
2580
2581         return 1;
2582 }
2583
2584 /** \ingroup libusb_poll
2585  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2586  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2587  * that libusb uses as an event source.
2588  *
2589  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2590  *
2591  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2592  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2593  *
2594  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2595  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2596  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2597  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2598  *
2599  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2600  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2601  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2602  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2603  * passing context information)
2604  */
2605 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2606         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2607         void *user_data)
2608 {
2609 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2610         ctx = usbi_get_context(ctx);
2611         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2612         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2613         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2614 #else
2615         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal event sources " \
2616                 "is not yet supported on Windows");
2617         UNUSED(added_cb);
2618         UNUSED(removed_cb);
2619         UNUSED(user_data);
2620 #endif
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Interrupt the iteration of the event handling thread, so that it picks
2625  * up the event source change. Callers of this function must hold the event_data_lock.
2626  */
2627 static void usbi_event_source_notification(struct libusb_context *ctx)
2628 {
2629         unsigned int event_flags;
2630
2631         /* Record that there is a new poll fd.
2632          * Only signal an event if there are no prior pending events. */
2633         event_flags = ctx->event_flags;
2634         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED;
2635         if (!event_flags)
2636                 usbi_signal_event(&ctx->event);
2637 }
2638
2639 /* Add an event source to the list of event sources to be monitored.
2640  * poll_events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2641  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2642 int usbi_add_event_source(struct libusb_context *ctx, usbi_os_handle_t os_handle, short poll_events)
2643 {
2644         struct usbi_event_source *ievent_source = malloc(sizeof(*ievent_source));
2645
2646         if (!ievent_source)
2647                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2648
2649         usbi_dbg("add " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING " events %d", os_handle, poll_events);
2650         ievent_source->data.os_handle = os_handle;
2651         ievent_source->data.poll_events = poll_events;
2652         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2653         list_add_tail(&ievent_source->list, &ctx->event_sources);
2654         usbi_event_source_notification(ctx);
2655         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2656
2657 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2658         if (ctx->fd_added_cb)
2659                 ctx->fd_added_cb(os_handle, poll_events, ctx->fd_cb_user_data);
2660 #endif
2661
2662         return 0;
2663 }
2664
2665 /* Remove an event source from the list of event sources to be monitored. */
2666 void usbi_remove_event_source(struct libusb_context *ctx, usbi_os_handle_t os_handle)
2667 {
2668         struct usbi_event_source *ievent_source;
2669         int found = 0;
2670
2671         usbi_dbg("remove " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING, os_handle);
2672         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2673         for_each_event_source(ctx, ievent_source) {
2674                 if (ievent_source->data.os_handle == os_handle) {
2675                         found = 1;
2676                         break;
2677                 }
2678         }
2679
2680         if (!found) {
2681                 usbi_dbg("couldn't find " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING " to remove", os_handle);
2682                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2683                 return;
2684         }
2685
2686         list_del(&ievent_source->list);
2687         list_add_tail(&ievent_source->list, &ctx->removed_event_sources);
2688         usbi_event_source_notification(ctx);
2689         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2690
2691 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2692         if (ctx->fd_removed_cb)
2693                 ctx->fd_removed_cb(os_handle, ctx->fd_cb_user_data);
2694 #endif
2695 }
2696
2697 /** \ingroup libusb_poll
2698  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2699  * as libusb event sources.
2700  *
2701  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with libusb_free_pollfds()
2702  * when done. The actual list contents must not be touched.
2703  *
2704  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2705  * available on Windows and will always return NULL.
2706  *
2707  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2708  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2709  * \returns NULL on error
2710  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2711  */
2712 DEFAULT_VISIBILITY
2713 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2714         libusb_context *ctx)
2715 {
2716 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2717         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2718         struct usbi_event_source *ievent_source;
2719         size_t i;
2720
2721         static_assert(sizeof(struct usbi_event_source_data) == sizeof(struct libusb_pollfd),
2722                       "mismatch between usbi_event_source_data and libusb_pollfd sizes");
2723
2724         ctx = usbi_get_context(ctx);
2725
2726         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2727
2728         i = 0;
2729         for_each_event_source(ctx, ievent_source)
2730                 i++;
2731
2732         ret = calloc(i + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2733         if (!ret)
2734                 goto out;
2735
2736         i = 0;
2737         for_each_event_source(ctx, ievent_source)
2738                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *)ievent_source;
2739
2740 out:
2741         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2742         return (const struct libusb_pollfd **)ret;
2743 #else
2744         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal event sources " \
2745                 "is not yet supported on Windows");
2746         return NULL;
2747 #endif
2748 }
2749
2750 /** \ingroup libusb_poll
2751  * Free a list of libusb_pollfd structures. This should be called for all
2752  * pollfd lists allocated with libusb_get_pollfds().
2753  *
2754  * Since version 1.0.20, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000104
2755  *
2756  * It is legal to call this function with a NULL pollfd list. In this case,
2757  * the function will simply do nothing.
2758  *
2759  * \param pollfds the list of libusb_pollfd structures to free
2760  */
2761 void API_EXPORTED libusb_free_pollfds(const struct libusb_pollfd **pollfds)
2762 {
2763 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2764         free((void *)pollfds);
2765 #else
2766         UNUSED(pollfds);
2767 #endif
2768 }
2769
2770 /* Backends may call this from handle_events to report disconnection of a
2771  * device. This function ensures transfers get cancelled appropriately.
2772  * Callers of this function must hold the events_lock.
2773  */
2774 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *dev_handle)
2775 {
2776         struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
2777         struct usbi_transfer *cur;
2778         struct usbi_transfer *to_cancel;
2779
2780         usbi_dbg("device %d.%d",
2781                 dev_handle->dev->bus_number, dev_handle->dev->device_address);
2782
2783         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2784          * status code.
2785          *
2786          * when we find a transfer for this device on the list, there are two
2787          * possible scenarios:
2788          * 1. the transfer is currently in-flight, in which case we terminate the
2789          *    transfer here
2790          * 2. the transfer has been added to the flying transfer list by
2791          *    libusb_submit_transfer, has failed to submit and
2792          *    libusb_submit_transfer is waiting for us to release the
2793          *    flying_transfers_lock to remove it, so we ignore it
2794          */
2795
2796         while (1) {
2797                 to_cancel = NULL;
2798                 usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2799                 for_each_transfer(ctx, cur) {
2800                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == dev_handle) {
2801                                 usbi_mutex_lock(&cur->lock);
2802                                 if (cur->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
2803                                         to_cancel = cur;
2804                                 usbi_mutex_unlock(&cur->lock);
2805
2806                                 if (to_cancel)
2807                                         break;
2808                         }
2809                 }
2810                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2811
2812                 if (!to_cancel)
2813                         break;
2814
2815                 usbi_dbg("cancelling transfer %p from disconnect",
2816                          USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(to_cancel));
2817
2818                 usbi_mutex_lock(&to_cancel->lock);
2819                 usbi_backend.clear_transfer_priv(to_cancel);
2820                 usbi_mutex_unlock(&to_cancel->lock);
2821                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2822         }
2823 }