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