Doxygen: fix a duplicate label
[platform/upstream/libusb.git] / libusb / io.c
1 /* -*- Mode: C; indent-tabs-mode:t ; c-basic-offset:8 -*- */
2 /*
3  * I/O functions for libusb
4  * Copyright © 2007-2009 Daniel Drake <dsd@gentoo.org>
5  * Copyright © 2001 Johannes Erdfelt <johannes@erdfelt.com>
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include <config.h>
23
24 #include <assert.h>
25 #include <errno.h>
26 #include <stdint.h>
27 #include <stdlib.h>
28 #include <string.h>
29 #include <time.h>
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 io_intro Introduction
47  *
48  * If you're using libusb in your application, you're probably wanting to
49  * perform I/O with devices - you want to perform USB data transfers.
50  *
51  * libusb 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  * libusb 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  * libusb'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 libusb 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, libusb does not create
150  * threads and can only operate when your application is calling into it. Your
151  * application must call into libusb from it's main loop when events are ready
152  * to be handled, or you must use some other scheme to allow libusb to
153  * undertake whatever work needs to be done.
154  * - libusb 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, libusb'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  * libusb 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, libusb requires you to supply a
189  * buffer and the maximum number of bytes of data that libusb 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. libusb 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. libusb 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 libusb'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, libusb 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 libusb 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, libusb 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  * libusb 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 libusb 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 libusb 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 libusb to automatically free the
497  *   transfer after the transfer callback returns.
498  *
499  * \section asyncevent Event handling
500  *
501  * An asynchronous model requires that libusb perform work at various
502  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
503  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
504  *
505  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
506  * application must call into when libusb has work do to. This gives libusb
507  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
508  *
509  * There are 2 different approaches to dealing with libusb_handle_events:
510  *
511  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
512  *    thread.
513  * -# Integrate libusb with your application's main event loop. libusb
514  *    exposes a set of file descriptors which allow you to do this.
515  *
516  * The first approach has the big advantage that it will also work on Windows
517  * were libusb' poll API for select / poll integration is not available. So
518  * if you want to support Windows and use the async API, you must use this
519  * approach, see the \ref eventthread "Using an event handling thread" section
520  * below for details.
521  *
522  * If you prefer a single threaded approach with a single central event loop,
523  * see the \ref poll "polling and timing" section for how to integrate libusb
524  * into your application's main event loop.
525  *
526  * \section eventthread Using an event handling thread
527  *
528  * Lets begin with stating the obvious: If you're going to use a separate
529  * thread for libusb event handling, your callback functions MUST be
530  * threadsafe.
531  *
532  * Other then that doing event handling from a separate thread, is mostly
533  * simple. You can use an event thread function as follows:
534 \code
535 void *event_thread_func(void *ctx)
536 {
537     while (event_thread_run)
538         libusb_handle_events(ctx);
539
540     return NULL;
541 }
542 \endcode
543  *
544  * There is one caveat though, stopping this thread requires setting the
545  * event_thread_run variable to 0, and after that libusb_handle_events() needs
546  * to return control to event_thread_func. But unless some event happens,
547  * libusb_handle_events() will not return.
548  *
549  * There are 2 different ways of dealing with this, depending on if your
550  * application uses libusb' \ref hotplug "hotplug" support or not.
551  *
552  * Applications which do not use hotplug support, should not start the event
553  * thread until after their first call to libusb_open(), and should stop the
554  * thread when closing the last open device as follows:
555 \code
556 void my_close_handle(libusb_device_handle *handle)
557 {
558     if (open_devs == 1)
559         event_thread_run = 0;
560
561     libusb_close(handle); // This wakes up libusb_handle_events()
562
563     if (open_devs == 1)
564         pthread_join(event_thread);
565
566     open_devs--;
567 }
568 \endcode
569  *
570  * Applications using hotplug support should start the thread at program init,
571  * after having successfully called libusb_hotplug_register_callback(), and
572  * should stop the thread at program exit as follows:
573 \code
574 void my_libusb_exit(void)
575
576     event_thread_run = 0;
577     libusb_hotplug_deregister_callback(ctx, hotplug_cb_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
578     pthread_join(event_thread);
579     libusb_exit(ctx);
580 }
581 \endcode
582  */
583
584 /**
585  * @defgroup poll Polling and timing
586  *
587  * This page documents libusb's functions for polling events and timing.
588  * These functions are only necessary for users of the
589  * \ref asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
590  * \ref syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
591  * functions.
592  *
593  * The justification for the functionality described here has already been
594  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
595  * asynchronous API documentation. In summary, libusb does not create internal
596  * threads for event processing and hence relies on your application calling
597  * into libusb at certain points in time so that pending events can be handled.
598  *
599  * Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
600  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
601  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
602  * libusb's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
603  * is detected on such descriptors you know it is time to call
604  * libusb_handle_events().
605  *
606  * There is one final event handling complication. libusb supports
607  * asynchronous transfers which time out after a specified time period.
608  *
609  * On some platforms a timerfd is used, so the timeout handling is just another
610  * fd, on other platforms this requires that libusb is called into at or after
611  * the timeout to handle it. So, in addition to considering libusb's file
612  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusb
613  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
614  * is no file descriptor activity, see \ref polltime details.
615  * 
616  * In order to know precisely when libusb needs to be called into, libusb
617  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
618  * the next timeout expires.
619  *
620  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
621  * following options, otherwise your I/O will not complete.
622  *
623  * \section pollsimple The simple option
624  *
625  * If your application revolves solely around libusb and does not need to
626  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
627 \code
628 // initialize libusb
629 // find and open device
630 // maybe fire off some initial async I/O
631
632 while (user_has_not_requested_exit)
633         libusb_handle_events(ctx);
634
635 // clean up and exit
636 \endcode
637  *
638  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
639  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
640  * handle those details internally.
641  *
642  * \section pollmain The more advanced option
643  *
644  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
645  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Applications which
646  * want to support Windows are advised to use an \ref eventthread
647  * "event handling thread" instead.
648  *
649  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
650  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
651  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusb is
652  * designed to cleanly integrate into such main loops.
653  *
654  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
655  * take a set of file descriptors from libusb and monitor those too. When you
656  * detect activity on libusb's file descriptors, you call
657  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
658  *
659  * What's more, libusb may also need to handle events at specific moments in
660  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
661  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
662  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
663  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
664  * these moments occur. This means that you need to adjust your
665  * poll()/select() timeout accordingly.
666  *
667  * libusb provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
668  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
669  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
670  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
671  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusb indicates,
672  * polling all of them at once.
673  *
674  * In pseudo-code, you want something that looks like:
675 \code
676 // initialise libusb
677
678 libusb_get_pollfds(ctx)
679 while (user has not requested application exit) {
680         libusb_get_next_timeout(ctx);
681         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
682                 using a timeout no larger than the value libusb just suggested)
683         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
684                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
685         if (time has elapsed to or beyond the libusb timeout)
686                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
687         // handle events from other sources here
688 }
689
690 // clean up and exit
691 \endcode
692  *
693  * \subsection polltime Notes on time-based events
694  *
695  * The above complication with having to track time and call into libusb at
696  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
697  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
698  * restrict the supported platforms of your application and get away with
699  * a more simplistic scheme.
700  *
701  * These time-based event complications are \b not required on the following
702  * platforms:
703  *  - Darwin
704  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
705  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
706  *   - glibc v2.9 or newer
707  *   - libusb v1.0.5 or newer
708  *
709  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
710  * 0, so your main loop can be simplified to:
711 \code
712 // initialise libusb
713
714 libusb_get_pollfds(ctx)
715 while (user has not requested application exit) {
716         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
717                 using any timeout that you like)
718         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
719                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
720         // handle events from other sources here
721 }
722
723 // clean up and exit
724 \endcode
725  *
726  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
727  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
728  * and <em>any future platforms supported by libusb which may have time-based
729  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
730  * strange bugs in your application.
731  *
732  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
733  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
734  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusb's next timeout
735  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
736  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
737  * if the platform does suffer from these timing complications.
738  *
739  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
740  *
741  * The set of file descriptors that libusb uses as event sources may change
742  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
743  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
744  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
745  *
746  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
747  *
748  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
749  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
750  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
751  * some headaches.
752  *
753  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
754  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
755  * with these entities otherwise.
756  *
757  * See the extra documentation: \ref mtasync
758  */
759
760 /** \page mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
761  *
762  * libusb is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
763  * to applications which interact with libusb from multiple threads.
764  *
765  * The underlying issue that must be addressed is that all libusb I/O
766  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
767  * system calls. This is directly exposed at the
768  * \ref asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
769  * \ref syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
770  * asynchonrous interface, therefore the same considerations apply.
771  *
772  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
773  * or select() on libusb's file descriptors then only one of those threads
774  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
775  * oblivious that anything has happened.
776  *
777  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
778  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
779  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusb
780  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
781  * explained on this page).
782  *
783 \code
784 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
785 {
786         int *completed = transfer->user_data;
787         *completed = 1;
788 }
789
790 void myfunc() {
791         struct libusb_transfer *transfer;
792         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE] __attribute__ ((aligned (2)));
793         int completed = 0;
794
795         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
796         libusb_fill_control_setup(buffer,
797                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
798         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
799         libusb_submit_transfer(transfer);
800
801         while (!completed) {
802                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
803                 if (poll indicates activity)
804                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
805         }
806         printf("completed!");
807         // other code here
808 }
809 \endcode
810  *
811  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
812  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
813  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
814  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
815  *
816  * If this is the only thread that is polling libusb's file descriptors, there
817  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
818  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
819  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
820  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
821  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
822  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
823  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
824  * this issue!
825  *
826  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
827  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
828  * impact the capabilities of the library, so libusb offers the scheme
829  * documented below to ensure no loss of functionality.
830  *
831  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
832  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
833  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
834  * synchronous I/O functions - libusb hides this headache from you.
835  *
836  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
837  *
838  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
839  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
840  * above with libusb_handle_events() like so:
841  *
842 \code
843         libusb_submit_transfer(transfer);
844
845         while (!completed) {
846                 libusb_handle_events(ctx);
847         }
848         printf("completed!");
849 \endcode
850  *
851  * This however has a race between the checking of completed and
852  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
853  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
854  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
855  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
856  * synchronous API implementation of libusb.
857  *
858  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
859  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
860  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
861  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
862  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
863  * completion check for you after they have acquired the lock:
864  *
865 \code
866         libusb_submit_transfer(transfer);
867
868         while (!completed) {
869                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
870         }
871         printf("completed!");
872 \endcode
873  *
874  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
875  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
876  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
877  *
878  * \section eventlock The events lock
879  *
880  * The problem is when we consider the fact that libusb exposes file
881  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
882  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
883  * libusb's back. If you do take libusb's file descriptors and pass them to
884  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
885  *
886  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
887  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
888  * one thread is handling events at any one time.
889  *
890  * You must take the events lock before polling libusb file descriptors,
891  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
892  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
893  *
894  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
895  *
896  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
897  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
898 \code
899         libusb_lock_events(ctx);
900         while (!completed) {
901                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
902                 if (poll indicates activity)
903                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
904         }
905         libusb_unlock_events(ctx);
906 \endcode
907  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
908  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
909  * the lock is not released until the transfer is completed.
910  *
911  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
912  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
913  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
914  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
915  * due to contention on the lock.
916  *
917  * To solve this, libusb offers you a mechanism to determine when another
918  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
919  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
920  * does not involve polling of file descriptors).
921  *
922  * After determining that another thread is currently handling events, you
923  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
924  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
925  * so, you call libusb_wait_for_event().
926  *
927  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
928  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
929  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
930  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
931  * events, and if not, it should start handling events itself.
932  *
933  * This looks like the following, as pseudo-code:
934 \code
935 retry:
936 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
937         // we obtained the event lock: do our own event handling
938         while (!completed) {
939                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
940                         libusb_unlock_events(ctx);
941                         goto retry;
942                 }
943                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
944                 if (poll indicates activity)
945                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
946         }
947         libusb_unlock_events(ctx);
948 } else {
949         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
950         // an event has completed
951         libusb_lock_event_waiters(ctx);
952
953         while (!completed) {
954                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
955                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
956                 // events in the time it took us to reach this point)
957                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
958                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
959                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
960                         goto retry;
961                 }
962
963                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
964         }
965         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
966 }
967 printf("completed!\n");
968 \endcode
969  *
970  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
971  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
972  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
973  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
974  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
975  * the lock while waiting, and reaquires it before continuing.
976  *
977  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
978  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
979  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
980  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
981  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
982  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
983  * over the event handling.
984  *
985  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
986  * should be apparent from the code shown above.
987  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
988  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
989  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusb is still happy for your
990  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusb needs to
991  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
992  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
993  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
994  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
995  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
996  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
997  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
998  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
999  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
1000  *    "working behind libusb's back", as is the case here.
1001  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
1002  *    holding the events lock
1003  *
1004  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
1005  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusb can do this
1006  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
1007  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
1008  * callback has returned).
1009  *
1010  * \subsection fullstory The full story
1011  *
1012  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
1013  * really thinking through the issues then you may be left with some more
1014  * questions regarding libusb's internals. If you're curious, read on, and if
1015  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
1016  *
1017  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
1018  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
1019  * thread is doing event handling?
1020  *
1021  * There are 2 situations in which this may happen.
1022  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
1023  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
1024  *    restarts, picking up the new descriptor.
1025  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
1026  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
1027  *    important that nobody is doing event handling at this time.
1028  *
1029  * libusb handles these issues internally, so application developers do not
1030  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
1031  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
1032  *
1033  * -# During initialization, libusb opens an internal pipe, and it adds the read
1034  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
1035  * -# During libusb_close(), libusb writes some dummy data on this control pipe.
1036  *    This immediately interrupts the event handler. libusb also records
1037  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
1038  *    high-priority event.
1039  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
1040  *    differently:
1041  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
1042  *     OK for event handling to continue.
1043  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
1044  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
1045  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
1046  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
1047  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
1048  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
1049  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
1050  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
1051  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusb can safely remove
1052  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
1053  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
1054  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
1055  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
1056  *    the events lock.
1057  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
1058  *    reverts to the original, documented behaviour.
1059  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1060  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1061  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1062  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1063  *
1064  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1065  * call to libusb_open():
1066  *
1067  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1068  * -# libusb sends some dummy data on the control pipe, and records that it
1069  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1070  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1071  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1072  *    event waiters.
1073  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1074  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1075  *    releases the events lock.
1076  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1077  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1078  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1079  *
1080  * \subsection concl Closing remarks
1081  *
1082  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1083  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1084  * applies to applications that take libusb's file descriptors and integrate
1085  * them into their own polling loops.
1086  *
1087  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1088  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1089  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1090  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1091  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1092  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1093  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1094  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1095  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1096  * undesirable behaviour occuring. The solution is for your polling thread to
1097  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1098  * in them getting along in perfect harmony.
1099  *
1100  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1101  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1102  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1103  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1104  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1105  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1106  * give up the events lock if instructed.
1107  */
1108
1109 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1110 {
1111         int r;
1112
1113         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock, NULL);
1114         usbi_mutex_init(&ctx->pollfds_lock, NULL);
1115         usbi_mutex_init(&ctx->pollfd_modify_lock, NULL);
1116         usbi_mutex_init_recursive(&ctx->events_lock, NULL);
1117         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock, NULL);
1118         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond, NULL);
1119         list_init(&ctx->flying_transfers);
1120         list_init(&ctx->ipollfds);
1121
1122         /* FIXME should use an eventfd on kernels that support it */
1123         r = usbi_pipe(ctx->ctrl_pipe);
1124         if (r < 0) {
1125                 r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1126                 goto err;
1127         }
1128
1129         r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->ctrl_pipe[0], POLLIN);
1130         if (r < 0)
1131                 goto err_close_pipe;
1132
1133         /* create hotplug pipe */
1134         r = usbi_pipe(ctx->hotplug_pipe);
1135         if (r < 0) {
1136                 r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1137                 goto err_remove_pipe;
1138         }
1139
1140         r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->hotplug_pipe[0], POLLIN);
1141         if (r < 0)
1142                 goto err_close_hp_pipe;
1143
1144 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1145         ctx->timerfd = timerfd_create(usbi_backend->get_timerfd_clockid(),
1146                 TFD_NONBLOCK);
1147         if (ctx->timerfd >= 0) {
1148                 usbi_dbg("using timerfd for timeouts");
1149                 r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->timerfd, POLLIN);
1150                 if (r < 0)
1151                         goto err_close_timerfd;
1152         } else {
1153                 usbi_dbg("timerfd not available (code %d error %d)", ctx->timerfd, errno);
1154                 ctx->timerfd = -1;
1155         }
1156 #endif
1157
1158         return 0;
1159
1160 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1161 err_close_timerfd:
1162         close(ctx->timerfd);
1163         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->hotplug_pipe[0]);
1164 #endif
1165 err_close_hp_pipe:
1166         usbi_close(ctx->hotplug_pipe[0]);
1167         usbi_close(ctx->hotplug_pipe[1]);
1168 err_remove_pipe:
1169         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->ctrl_pipe[0]);
1170 err_close_pipe:
1171         usbi_close(ctx->ctrl_pipe[0]);
1172         usbi_close(ctx->ctrl_pipe[1]);
1173 err:
1174         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1175         usbi_mutex_destroy(&ctx->pollfds_lock);
1176         usbi_mutex_destroy(&ctx->pollfd_modify_lock);
1177         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1178         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1179         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1180         return r;
1181 }
1182
1183 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1184 {
1185         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->ctrl_pipe[0]);
1186         usbi_close(ctx->ctrl_pipe[0]);
1187         usbi_close(ctx->ctrl_pipe[1]);
1188         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->hotplug_pipe[0]);
1189         usbi_close(ctx->hotplug_pipe[0]);
1190         usbi_close(ctx->hotplug_pipe[1]);
1191 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1192         if (usbi_using_timerfd(ctx)) {
1193                 usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->timerfd);
1194                 close(ctx->timerfd);
1195         }
1196 #endif
1197         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1198         usbi_mutex_destroy(&ctx->pollfds_lock);
1199         usbi_mutex_destroy(&ctx->pollfd_modify_lock);
1200         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1201         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1202         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1203         if (ctx->pollfds)
1204                 free(ctx->pollfds);
1205 }
1206
1207 static int calculate_timeout(struct usbi_transfer *transfer)
1208 {
1209         int r;
1210         struct timespec current_time;
1211         unsigned int timeout =
1212                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout;
1213
1214         if (!timeout)
1215                 return 0;
1216
1217         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &current_time);
1218         if (r < 0) {
1219                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(transfer),
1220                         "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
1221                 return r;
1222         }
1223
1224         current_time.tv_sec += timeout / 1000;
1225         current_time.tv_nsec += (timeout % 1000) * 1000000;
1226
1227         while (current_time.tv_nsec >= 1000000000) {
1228                 current_time.tv_nsec -= 1000000000;
1229                 current_time.tv_sec++;
1230         }
1231
1232         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&transfer->timeout, &current_time);
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1237  * Callers of this function must hold the flying_transfers_lock.
1238  * This function *always* adds the transfer to the flying_transfers list,
1239  * it will return non 0 if it fails to update the timer, but even then the
1240  * transfer is added to the flying_transfers list. */
1241 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *transfer)
1242 {
1243         struct usbi_transfer *cur;
1244         struct timeval *timeout = &transfer->timeout;
1245         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1246         int r = 0;
1247         int first = 1;
1248
1249         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1250         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1251                 list_add(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1252                 goto out;
1253         }
1254
1255         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1256         if (!timerisset(timeout)) {
1257                 list_add_tail(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1258                 /* first is irrelevant in this case */
1259                 goto out;
1260         }
1261
1262         /* otherwise, find appropriate place in list */
1263         list_for_each_entry(cur, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1264                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1265                 struct timeval *cur_tv = &cur->timeout;
1266
1267                 if (!timerisset(cur_tv) || (cur_tv->tv_sec > timeout->tv_sec) ||
1268                                 (cur_tv->tv_sec == timeout->tv_sec &&
1269                                         cur_tv->tv_usec > timeout->tv_usec)) {
1270                         list_add_tail(&transfer->list, &cur->list);
1271                         goto out;
1272                 }
1273                 first = 0;
1274         }
1275         /* first is 0 at this stage (list not empty) */
1276
1277         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1278         list_add_tail(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1279 out:
1280 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1281         if (first && usbi_using_timerfd(ctx) && timerisset(timeout)) {
1282                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1283                  * rearm the timerfd with this transfer's timeout */
1284                 const struct itimerspec it = { {0, 0},
1285                         { timeout->tv_sec, timeout->tv_usec * 1000 } };
1286                 usbi_dbg("arm timerfd for timeout in %dms (first in line)",
1287                         USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout);
1288                 r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1289                 if (r < 0) {
1290                         usbi_warn(ctx, "failed to arm first timerfd (errno %d)", errno);
1291                         r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1292                 }
1293         }
1294 #else
1295         UNUSED(first);
1296 #endif
1297
1298         return r;
1299 }
1300
1301 /** \ingroup asyncio
1302  * Allocate a libusb transfer with a specified number of isochronous packet
1303  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1304  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1305  * libusb_free_transfer().
1306  *
1307  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1308  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1309  *
1310  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1311  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1312  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1313  * you are still required to set the
1314  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1315  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1316  *
1317  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1318  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1319  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1320  *
1321  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate
1322  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1323  */
1324 DEFAULT_VISIBILITY
1325 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1326         int iso_packets)
1327 {
1328         size_t os_alloc_size = usbi_backend->transfer_priv_size
1329                 + (usbi_backend->add_iso_packet_size * iso_packets);
1330         size_t alloc_size = sizeof(struct usbi_transfer)
1331                 + sizeof(struct libusb_transfer)
1332                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * iso_packets)
1333                 + os_alloc_size;
1334         struct usbi_transfer *itransfer = calloc(1, alloc_size);
1335         if (!itransfer)
1336                 return NULL;
1337
1338         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1339         usbi_mutex_init(&itransfer->lock, NULL);
1340         return USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1341 }
1342
1343 /** \ingroup asyncio
1344  * Free a transfer structure. This should be called for all transfers
1345  * allocated with libusb_alloc_transfer().
1346  *
1347  * If the \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
1348  * "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" flag is set and the transfer buffer is
1349  * non-NULL, this function will also free the transfer buffer using the
1350  * standard system memory allocator (e.g. free()).
1351  *
1352  * It is legal to call this function with a NULL transfer. In this case,
1353  * the function will simply return safely.
1354  *
1355  * It is not legal to free an active transfer (one which has been submitted
1356  * and has not yet completed).
1357  *
1358  * \param transfer the transfer to free
1359  */
1360 void API_EXPORTED libusb_free_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1361 {
1362         struct usbi_transfer *itransfer;
1363         if (!transfer)
1364                 return;
1365
1366         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER && transfer->buffer)
1367                 free(transfer->buffer);
1368
1369         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1370         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1371         free(itransfer);
1372 }
1373
1374 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1375 static int disarm_timerfd(struct libusb_context *ctx)
1376 {
1377         const struct itimerspec disarm_timer = { { 0, 0 }, { 0, 0 } };
1378         int r;
1379
1380         usbi_dbg("");
1381         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, 0, &disarm_timer, NULL);
1382         if (r < 0)
1383                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1384         else
1385                 return 0;
1386 }
1387
1388 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timerfd based on the
1389  * next upcoming timeout.
1390  * must be called with flying_list locked.
1391  * returns 0 if there was no timeout to arm, 1 if the next timeout was armed,
1392  * or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1393  */
1394 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1395 {
1396         struct usbi_transfer *transfer;
1397
1398         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1399                 struct timeval *cur_tv = &transfer->timeout;
1400
1401                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1402                  * arming to do */
1403                 if (!timerisset(cur_tv))
1404                         goto disarm;
1405
1406                 /* act on first transfer that is not already cancelled */
1407                 if (!(transfer->flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT)) {
1408                         int r;
1409                         const struct itimerspec it = { {0, 0},
1410                                 { cur_tv->tv_sec, cur_tv->tv_usec * 1000 } };
1411                         usbi_dbg("next timeout originally %dms", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout);
1412                         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1413                         if (r < 0)
1414                                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1415                         return 1;
1416                 }
1417         }
1418
1419 disarm:
1420         return disarm_timerfd(ctx);
1421 }
1422 #else
1423 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1424 {
1425         (void)ctx;
1426         return 0;
1427 }
1428 #endif
1429
1430 /** \ingroup asyncio
1431  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1432  * return immediately.
1433  *
1434  * \param transfer the transfer to submit
1435  * \returns 0 on success
1436  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1437  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1438  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1439  * by the operating system.
1440  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1441  */
1442 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1443 {
1444         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1445         struct usbi_transfer *itransfer =
1446                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1447         int r;
1448         int updated_fds;
1449
1450         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1451         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1452         itransfer->transferred = 0;
1453         itransfer->flags = 0;
1454         r = calculate_timeout(itransfer);
1455         if (r < 0) {
1456                 r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1457                 goto out;
1458         }
1459
1460         r = add_to_flying_list(itransfer);
1461         if (r == LIBUSB_SUCCESS) {
1462                 r = usbi_backend->submit_transfer(itransfer);
1463         }
1464         if (r != LIBUSB_SUCCESS) {
1465                 list_del(&itransfer->list);
1466                 arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
1467         } else {
1468                 /* keep a reference to this device */
1469                 libusb_ref_device(transfer->dev_handle->dev);
1470         }
1471 out:
1472         updated_fds = (itransfer->flags & USBI_TRANSFER_UPDATED_FDS);
1473         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1474         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1475         if (updated_fds)
1476                 usbi_fd_notification(ctx);
1477         return r;
1478 }
1479
1480 /** \ingroup asyncio
1481  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1482  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1483  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1484  * with a transfer status of
1485  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1486  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1487  *
1488  * \param transfer the transfer to cancel
1489  * \returns 0 on success
1490  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is already complete or
1491  * cancelled.
1492  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1493  */
1494 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1495 {
1496         struct usbi_transfer *itransfer =
1497                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1498         int r;
1499
1500         usbi_dbg("");
1501         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1502         r = usbi_backend->cancel_transfer(itransfer);
1503         if (r < 0) {
1504                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND &&
1505                     r != LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1506                         usbi_err(TRANSFER_CTX(transfer),
1507                                 "cancel transfer failed error %d", r);
1508                 else
1509                         usbi_dbg("cancel transfer failed error %d", r);
1510
1511                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1512                         itransfer->flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1513         }
1514
1515         itransfer->flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1516
1517         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1518         return r;
1519 }
1520
1521 /** \ingroup asyncio
1522  * Set a transfers bulk stream id. Note users are advised to use
1523  * libusb_fill_bulk_stream_transfer() instead of calling this function
1524  * directly.
1525  *
1526  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1527  *
1528  * \param transfer the transfer to set the stream id for
1529  * \param stream_id the stream id to set
1530  * \see libusb_alloc_streams()
1531  */
1532 void API_EXPORTED libusb_transfer_set_stream_id(
1533         struct libusb_transfer *transfer, uint32_t stream_id)
1534 {
1535         struct usbi_transfer *itransfer =
1536                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1537
1538         itransfer->stream_id = stream_id;
1539 }
1540
1541 /** \ingroup asyncio
1542  * Get a transfers bulk stream id.
1543  *
1544  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1545  *
1546  * \param transfer the transfer to get the stream id for
1547  * \returns the stream id for the transfer
1548  */
1549 uint32_t API_EXPORTED libusb_transfer_get_stream_id(
1550         struct libusb_transfer *transfer)
1551 {
1552         struct usbi_transfer *itransfer =
1553                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1554
1555         return itransfer->stream_id;
1556 }
1557
1558 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1559  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1560  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1561  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1562  * data before calling it.
1563  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1564  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1565  * will attempt to take the lock. */
1566 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1567         enum libusb_transfer_status status)
1568 {
1569         struct libusb_transfer *transfer =
1570                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1571         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1572         struct libusb_device_handle *handle = transfer->dev_handle;
1573         uint8_t flags;
1574         int r = 0;
1575
1576         /* FIXME: could be more intelligent with the timerfd here. we don't need
1577          * to disarm the timerfd if there was no timer running, and we only need
1578          * to rearm the timerfd if the transfer that expired was the one with
1579          * the shortest timeout. */
1580
1581         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1582         list_del(&itransfer->list);
1583         if (usbi_using_timerfd(ctx))
1584                 r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
1585         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1586         if (usbi_using_timerfd(ctx) && (r < 0))
1587                 return r;
1588
1589         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1590                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1591                 int rqlen = transfer->length;
1592                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1593                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1594                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1595                         usbi_dbg("interpreting short transfer as error");
1596                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1597                 }
1598         }
1599
1600         flags = transfer->flags;
1601         transfer->status = status;
1602         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1603         usbi_dbg("transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1604         if (transfer->callback)
1605                 transfer->callback(transfer);
1606         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1607          * this point. */
1608         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1609                 libusb_free_transfer(transfer);
1610         libusb_unref_device(handle->dev);
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1615  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1616  * transfers exist here.
1617  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1618  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1619  * will attempt to take the lock. */
1620 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *transfer)
1621 {
1622         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1623         if (transfer->flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT) {
1624                 usbi_dbg("detected timeout cancellation");
1625                 return usbi_handle_transfer_completion(transfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1626         }
1627
1628         /* otherwise its a normal async cancel */
1629         return usbi_handle_transfer_completion(transfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1630 }
1631
1632 /** \ingroup poll
1633  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1634  * only one thread is monitoring libusb event sources at any one time.
1635  *
1636  * You only need to use this lock if you are developing an application
1637  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1638  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1639  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1640  * locking.
1641  *
1642  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1643  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1644  * as soon as possible.
1645  *
1646  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1647  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1648  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1649  * \ref mtasync
1650  */
1651 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1652 {
1653         int r;
1654         unsigned int ru;
1655         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1656
1657         /* is someone else waiting to modify poll fds? if so, don't let this thread
1658          * start event handling */
1659         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1660         ru = ctx->pollfd_modify;
1661         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1662         if (ru) {
1663                 usbi_dbg("someone else is modifying poll fds");
1664                 return 1;
1665         }
1666
1667         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1668         if (r)
1669                 return 1;
1670
1671         ctx->event_handler_active = 1;
1672         return 0;
1673 }
1674
1675 /** \ingroup poll
1676  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1677  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1678  * monitoring libusb event sources at any one time.
1679  *
1680  * You only need to use this lock if you are developing an application
1681  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1682  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1683  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1684  * locking.
1685  *
1686  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1687  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1688  * as soon as possible.
1689  *
1690  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1691  * \ref mtasync
1692  */
1693 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1694 {
1695         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1696         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1697         ctx->event_handler_active = 1;
1698 }
1699
1700 /** \ingroup poll
1701  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1702  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1703  * on libusb_wait_for_event().
1704  *
1705  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1706  * \ref mtasync
1707  */
1708 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1709 {
1710         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1711         ctx->event_handler_active = 0;
1712         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1713
1714         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1715          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1716          * (check ctx->pollfd_modify)? */
1717         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1718         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1719         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1720 }
1721
1722 /** \ingroup poll
1723  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1724  *
1725  * Sometimes, libusb needs to temporarily pause all event handlers, and this
1726  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1727  * this is the case.
1728  *
1729  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1730  * should just continue the usual logic that is documented in \ref mtasync.
1731  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1732  * and will hence become an event waiter.
1733  *
1734  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1735  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1736  * the current event handler.
1737  *
1738  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1739  * \returns 1 if event handling can start or continue
1740  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1741  * \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1742  */
1743 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1744 {
1745         unsigned int r;
1746         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1747
1748         /* is someone else waiting to modify poll fds? if so, don't let this thread
1749          * continue event handling */
1750         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1751         r = ctx->pollfd_modify;
1752         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1753         if (r) {
1754                 usbi_dbg("someone else is modifying poll fds");
1755                 return 0;
1756         }
1757
1758         return 1;
1759 }
1760
1761
1762 /** \ingroup poll
1763  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1764  * the event handling lock).
1765  *
1766  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1767  * \returns 1 if a thread is handling events
1768  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1769  * \ref mtasync
1770  */
1771 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1772 {
1773         unsigned int r;
1774         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1775
1776         /* is someone else waiting to modify poll fds? if so, don't let this thread
1777          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1778         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1779         r = ctx->pollfd_modify;
1780         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1781         if (r) {
1782                 usbi_dbg("someone else is modifying poll fds");
1783                 return 1;
1784         }
1785
1786         return ctx->event_handler_active;
1787 }
1788
1789 /** \ingroup poll
1790  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1791  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1792  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1793  * allowed.
1794  *
1795  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1796  * events, then call libusb_wait_for_event().
1797  *
1798  * You only need to use this lock if you are developing an application
1799  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly,
1800  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaenously.
1801  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1802  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1803  * locking.
1804  *
1805  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1806  * \ref mtasync
1807  */
1808 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1809 {
1810         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1811         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1812 }
1813
1814 /** \ingroup poll
1815  * Release the event waiters lock.
1816  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1817  * \ref mtasync
1818  */
1819 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1820 {
1821         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1822         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1823 }
1824
1825 /** \ingroup poll
1826  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1827  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1828  *
1829  * This function will block until any of the following conditions are met:
1830  * -# The timeout expires
1831  * -# A transfer completes
1832  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1833  *
1834  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1835  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1836  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1837  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1838  * step up and start event handling.
1839  *
1840  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1841  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1842  *
1843  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1844  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1845  * indicates unlimited timeout.
1846  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1847  * \returns 1 if the timeout expired
1848  * \ref mtasync
1849  */
1850 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1851 {
1852         struct timespec timeout;
1853         int r;
1854
1855         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1856         if (tv == NULL) {
1857                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
1858                 return 0;
1859         }
1860
1861         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_REALTIME, &timeout);
1862         if (r < 0) {
1863                 usbi_err(ctx, "failed to read realtime clock, error %d", errno);
1864                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1865         }
1866
1867         timeout.tv_sec += tv->tv_sec;
1868         timeout.tv_nsec += tv->tv_usec * 1000;
1869         while (timeout.tv_nsec >= 1000000000) {
1870                 timeout.tv_nsec -= 1000000000;
1871                 timeout.tv_sec++;
1872         }
1873
1874         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
1875                 &ctx->event_waiters_lock, &timeout);
1876         return (r == ETIMEDOUT);
1877 }
1878
1879 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1880 {
1881         struct libusb_transfer *transfer =
1882                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1883         int r;
1884
1885         itransfer->flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1886         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
1887         if (r < 0)
1888                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
1889                         "async cancel failed %d errno=%d", r, errno);
1890 }
1891
1892 static int handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
1893 {
1894         int r;
1895         struct timespec systime_ts;
1896         struct timeval systime;
1897         struct usbi_transfer *transfer;
1898
1899         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
1900                 return 0;
1901
1902         /* get current time */
1903         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime_ts);
1904         if (r < 0)
1905                 return r;
1906
1907         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&systime, &systime_ts);
1908
1909         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
1910          * have expired timeouts */
1911         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1912                 struct timeval *cur_tv = &transfer->timeout;
1913
1914                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
1915                 if (!timerisset(cur_tv))
1916                         return 0;
1917
1918                 /* ignore timeouts we've already handled */
1919                 if (transfer->flags & (USBI_TRANSFER_TIMED_OUT | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
1920                         continue;
1921
1922                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
1923                 if ((cur_tv->tv_sec > systime.tv_sec) ||
1924                                 (cur_tv->tv_sec == systime.tv_sec &&
1925                                         cur_tv->tv_usec > systime.tv_usec))
1926                         return 0;
1927
1928                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
1929                 handle_timeout(transfer);
1930         }
1931         return 0;
1932 }
1933
1934 static int handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
1935 {
1936         int r;
1937         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1938         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1939         r = handle_timeouts_locked(ctx);
1940         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1941         return r;
1942 }
1943
1944 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1945 static int handle_timerfd_trigger(struct libusb_context *ctx)
1946 {
1947         int r;
1948
1949         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1950
1951         /* process the timeout that just happened */
1952         r = handle_timeouts_locked(ctx);
1953         if (r < 0)
1954                 goto out;
1955
1956         /* arm for next timeout*/
1957         r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
1958
1959 out:
1960         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1961         return r;
1962 }
1963 #endif
1964
1965 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
1966  * doing the same thing. */
1967 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1968 {
1969         int r;
1970         struct usbi_pollfd *ipollfd;
1971         POLL_NFDS_TYPE nfds = 0;
1972         POLL_NFDS_TYPE internal_nfds;
1973         struct pollfd *fds = NULL;
1974         int i = -1;
1975         int timeout_ms;
1976         int special_event;
1977
1978         /* there are certain fds that libusb uses internally, currently:
1979          *
1980          *   1) control pipe
1981          *   2) hotplug pipe
1982          *   3) timerfd
1983          *
1984          * the backend will never need to attempt to handle events on these fds, so
1985          * we determine how many fds are in use internally for this context and when
1986          * handle_events() is called in the backend, the pollfd list and count will
1987          * be adjusted to skip over these internal fds */
1988         if (usbi_using_timerfd(ctx))
1989                 internal_nfds = 3;
1990         else
1991                 internal_nfds = 2;
1992
1993         /* only reallocate the poll fds when the list of poll fds has been modified
1994          * since the last poll, otherwise reuse them to save the additional overhead */
1995         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfds_lock);
1996         if (ctx->pollfds_modified) {
1997                 usbi_dbg("poll fds modified, reallocating");
1998
1999                 if (ctx->pollfds) {
2000                         free(ctx->pollfds);
2001                         ctx->pollfds = NULL;
2002                 }
2003
2004                 /* sanity check - it is invalid for a context to have fewer than the
2005                  * required internal fds (memory corruption?) */
2006                 assert(ctx->pollfds_cnt >= internal_nfds);
2007
2008                 ctx->pollfds = calloc(ctx->pollfds_cnt, sizeof(*ctx->pollfds));
2009                 if (!ctx->pollfds) {
2010                         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2011                         return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2012                 }
2013
2014                 list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd) {
2015                         struct libusb_pollfd *pollfd = &ipollfd->pollfd;
2016                         i++;
2017                         ctx->pollfds[i].fd = pollfd->fd;
2018                         ctx->pollfds[i].events = pollfd->events;
2019                 }
2020
2021                 /* reset the flag now that we have the updated list */
2022                 ctx->pollfds_modified = 0;
2023         }
2024         fds = ctx->pollfds;
2025         nfds = ctx->pollfds_cnt;
2026         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2027
2028         timeout_ms = (int)(tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
2029
2030         /* round up to next millisecond */
2031         if (tv->tv_usec % 1000)
2032                 timeout_ms++;
2033
2034 redo_poll:
2035         usbi_dbg("poll() %d fds with timeout in %dms", nfds, timeout_ms);
2036         r = usbi_poll(fds, nfds, timeout_ms);
2037         usbi_dbg("poll() returned %d", r);
2038         if (r == 0)
2039                 return handle_timeouts(ctx);
2040         else if (r == -1 && errno == EINTR)
2041                 return LIBUSB_ERROR_INTERRUPTED;
2042         else if (r < 0) {
2043                 usbi_err(ctx, "poll failed %d err=%d\n", r, errno);
2044                 return LIBUSB_ERROR_IO;
2045         }
2046
2047         special_event = 0;
2048
2049         /* fd[0] is always the ctrl pipe */
2050         if (fds[0].revents) {
2051                 /* another thread wanted to interrupt event handling, and it succeeded!
2052                  * handle any other events that cropped up at the same time, and
2053                  * simply return */
2054                 usbi_dbg("caught a fish on the control pipe");
2055
2056                 if (0 == --r)
2057                         goto handled;
2058         }
2059
2060         /* fd[1] is always the hotplug pipe */
2061         if (libusb_has_capability(LIBUSB_CAP_HAS_HOTPLUG) && fds[1].revents) {
2062                 libusb_hotplug_message message;
2063                 ssize_t ret;
2064
2065                 usbi_dbg("caught a fish on the hotplug pipe");
2066                 special_event = 1;
2067
2068                 /* read the message from the hotplug thread */
2069                 ret = usbi_read(ctx->hotplug_pipe[0], &message, sizeof (message));
2070                 if (ret != sizeof(message)) {
2071                         usbi_err(ctx, "hotplug pipe read error %d != %u",
2072                                  ret, sizeof(message));
2073                         r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
2074                         goto handled;
2075                 }
2076
2077                 usbi_hotplug_match(ctx, message.device, message.event);
2078
2079                 /* the device left. dereference the device */
2080                 if (LIBUSB_HOTPLUG_EVENT_DEVICE_LEFT == message.event)
2081                         libusb_unref_device(message.device);
2082
2083                 if (0 == --r)
2084                         goto handled;
2085         } /* else there shouldn't be anything on this pipe */
2086
2087 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
2088         /* on timerfd configurations, fds[2] is the timerfd */
2089         if (usbi_using_timerfd(ctx) && fds[2].revents) {
2090                 /* timerfd indicates that a timeout has expired */
2091                 int ret;
2092                 usbi_dbg("timerfd triggered");
2093                 special_event = 1;
2094
2095                 ret = handle_timerfd_trigger(ctx);
2096                 if (ret < 0) {
2097                         /* return error code */
2098                         r = ret;
2099                         goto handled;
2100                 }
2101
2102                 if (0 == --r)
2103                         goto handled;
2104         }
2105 #endif
2106
2107         r = usbi_backend->handle_events(ctx, fds + internal_nfds, nfds - internal_nfds, r);
2108         if (r)
2109                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
2110
2111 handled:
2112         if (r == 0 && special_event) {
2113                 timeout_ms = 0;
2114                 goto redo_poll;
2115         }
2116
2117         return r;
2118 }
2119
2120 /* returns the smallest of:
2121  *  1. timeout of next URB
2122  *  2. user-supplied timeout
2123  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
2124  * and populates out
2125  */
2126 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
2127         struct timeval *out)
2128 {
2129         struct timeval timeout;
2130         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
2131         if (r) {
2132                 /* timeout already expired? */
2133                 if (!timerisset(&timeout))
2134                         return 1;
2135
2136                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
2137                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
2138                         *out = timeout;
2139                 else
2140                         *out = *tv;
2141         } else {
2142                 *out = *tv;
2143         }
2144         return 0;
2145 }
2146
2147 /** \ingroup poll
2148  * Handle any pending events.
2149  *
2150  * libusb determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
2151  * and by checking the set of file descriptors for activity.
2152  *
2153  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
2154  * events and then immediately return in non-blocking style.
2155  *
2156  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
2157  * function will block waiting for events to handle up until the specified
2158  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
2159  * return early.
2160  *
2161  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2162  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2163  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2164  * of a specific transfer.
2165  *
2166  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2167  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2168  * timeval struct for non-blocking mode
2169  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2170  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2171  * \ref mtasync
2172  */
2173 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2174         struct timeval *tv, int *completed)
2175 {
2176         int r;
2177         struct timeval poll_timeout;
2178
2179         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2180         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2181         if (r) {
2182                 /* timeout already expired */
2183                 return handle_timeouts(ctx);
2184         }
2185
2186 retry:
2187         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2188                 if (completed == NULL || !*completed) {
2189                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2190                         usbi_dbg("doing our own event handling");
2191                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2192                 }
2193                 libusb_unlock_events(ctx);
2194                 return r;
2195         }
2196
2197         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2198          * notify event completion. */
2199         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2200
2201         if (completed && *completed)
2202                 goto already_done;
2203
2204         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2205                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2206                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2207                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2208                 usbi_dbg("event handler was active but went away, retrying");
2209                 goto retry;
2210         }
2211
2212         usbi_dbg("another thread is doing event handling");
2213         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2214
2215 already_done:
2216         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2217
2218         if (r < 0)
2219                 return r;
2220         else if (r == 1)
2221                 return handle_timeouts(ctx);
2222         else
2223                 return 0;
2224 }
2225
2226 /** \ingroup poll
2227  * Handle any pending events
2228  *
2229  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2230  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2231  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2232  *
2233  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2234  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2235  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2236  *
2237  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2238  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2239  * timeval struct for non-blocking mode
2240  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2241  */
2242 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2243         struct timeval *tv)
2244 {
2245         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2246 }
2247
2248 /** \ingroup poll
2249  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2250  * hardcoded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2251  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2252  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2253  * instead.
2254  *
2255  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2256  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2257  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2258  *
2259  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2260  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2261  */
2262 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2263 {
2264         struct timeval tv;
2265         tv.tv_sec = 60;
2266         tv.tv_usec = 0;
2267         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2268 }
2269
2270 /** \ingroup poll
2271  * Handle any pending events in blocking mode.
2272  *
2273  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2274  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2275  *
2276  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2277  * parameter.
2278  *
2279  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2280  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2281  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2282  * \ref mtasync
2283  */
2284 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2285         int *completed)
2286 {
2287         struct timeval tv;
2288         tv.tv_sec = 60;
2289         tv.tv_usec = 0;
2290         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2291 }
2292
2293 /** \ingroup poll
2294  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2295  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2296  * held, see libusb_lock_events().
2297  *
2298  * This function is designed to be called under the situation where you have
2299  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusb's
2300  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2301  * You detect events on libusb's descriptors, so you then call this function
2302  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2303  *
2304  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2305  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2306  * non-blocking mode
2307  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2308  * \ref mtasync
2309  */
2310 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2311         struct timeval *tv)
2312 {
2313         int r;
2314         struct timeval poll_timeout;
2315
2316         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2317         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2318         if (r) {
2319                 /* timeout already expired */
2320                 return handle_timeouts(ctx);
2321         }
2322
2323         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2324 }
2325
2326 /** \ingroup poll
2327  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2328  * when monitoring libusb's file descriptors.
2329  *
2330  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2331  * libusb's file descriptors in their own main loop (\ref pollmain).
2332  *
2333  * Ordinarily, libusb's event handler needs to be called into at specific
2334  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2335  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2336  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2337  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2338  * library at that time.
2339  *
2340  * Some platforms supported by libusb do not come with this baggage - any
2341  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2342  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2343  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2344  * platform.
2345  *
2346  * Since v1.0.5.
2347  *
2348  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2349  * \returns 0 if you must call into libusb at times determined by
2350  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2351  * or through regular activity on the file descriptors.
2352  * \ref pollmain "Polling libusb file descriptors for event handling"
2353  */
2354 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2355 {
2356 #if defined(USBI_TIMERFD_AVAILABLE)
2357         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2358         return usbi_using_timerfd(ctx);
2359 #else
2360         (void)ctx;
2361         return 0;
2362 #endif
2363 }
2364
2365 /** \ingroup poll
2366  * Determine the next internal timeout that libusb needs to handle. You only
2367  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2368  * on libusb's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2369  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2370  *
2371  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2372  * long to wait for select() or poll() to return results. libusb needs to be
2373  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2374  * your select() or poll() call.
2375  *
2376  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2377  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusb can handle the timeout.
2378  *
2379  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2380  * the case, it indicates that libusb has a timeout that has already expired
2381  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2382  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2383  *
2384  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2385  * timeouts). See \ref polltime.
2386  *
2387  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2388  * \param tv output location for a relative time against the current
2389  * clock in which libusb must be called into in order to process timeout events
2390  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2391  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2392  */
2393 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2394         struct timeval *tv)
2395 {
2396         struct usbi_transfer *transfer;
2397         struct timespec cur_ts;
2398         struct timeval cur_tv;
2399         struct timeval *next_timeout;
2400         int r;
2401         int found = 0;
2402
2403         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2404         if (usbi_using_timerfd(ctx))
2405                 return 0;
2406
2407         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2408         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2409                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2410                 usbi_dbg("no URBs, no timeout!");
2411                 return 0;
2412         }
2413
2414         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2415         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
2416                 if (transfer->flags & (USBI_TRANSFER_TIMED_OUT | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2417                         continue;
2418
2419                 /* no timeout for this transfer? */
2420                 if (!timerisset(&transfer->timeout))
2421                         continue;
2422
2423                 found = 1;
2424                 break;
2425         }
2426         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2427
2428         if (!found) {
2429                 usbi_dbg("no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2430                 return 0;
2431         }
2432
2433         next_timeout = &transfer->timeout;
2434
2435         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &cur_ts);
2436         if (r < 0) {
2437                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2438                 return 0;
2439         }
2440         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&cur_tv, &cur_ts);
2441
2442         if (!timercmp(&cur_tv, next_timeout, <)) {
2443                 usbi_dbg("first timeout already expired");
2444                 timerclear(tv);
2445         } else {
2446                 timersub(next_timeout, &cur_tv, tv);
2447                 usbi_dbg("next timeout in %d.%06ds", tv->tv_sec, tv->tv_usec);
2448         }
2449
2450         return 1;
2451 }
2452
2453 /** \ingroup poll
2454  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2455  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2456  * that libusb uses as an event source.
2457  *
2458  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2459  *
2460  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2461  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2462  *
2463  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2464  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2465  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2466  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2467  *
2468  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2469  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2470  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2471  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2472  * passing context information)
2473  */
2474 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2475         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2476         void *user_data)
2477 {
2478         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2479         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2480         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2481         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2482 }
2483
2484 /* Add a file descriptor to the list of file descriptors to be monitored.
2485  * events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2486  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2487 int usbi_add_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd, short events)
2488 {
2489         struct usbi_pollfd *ipollfd = malloc(sizeof(*ipollfd));
2490         if (!ipollfd)
2491                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2492
2493         usbi_dbg("add fd %d events %d", fd, events);
2494         ipollfd->pollfd.fd = fd;
2495         ipollfd->pollfd.events = events;
2496         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfds_lock);
2497         list_add_tail(&ipollfd->list, &ctx->ipollfds);
2498         ctx->pollfds_cnt++;
2499         ctx->pollfds_modified = 1;
2500         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2501
2502         if (ctx->fd_added_cb)
2503                 ctx->fd_added_cb(fd, events, ctx->fd_cb_user_data);
2504         return 0;
2505 }
2506
2507 /* Remove a file descriptor from the list of file descriptors to be polled. */
2508 void usbi_remove_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd)
2509 {
2510         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2511         int found = 0;
2512
2513         usbi_dbg("remove fd %d", fd);
2514         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfds_lock);
2515         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd)
2516                 if (ipollfd->pollfd.fd == fd) {
2517                         found = 1;
2518                         break;
2519                 }
2520
2521         if (!found) {
2522                 usbi_dbg("couldn't find fd %d to remove", fd);
2523                 usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2524                 return;
2525         }
2526
2527         list_del(&ipollfd->list);
2528         ctx->pollfds_cnt--;
2529         ctx->pollfds_modified = 1;
2530         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2531         free(ipollfd);
2532         if (ctx->fd_removed_cb)
2533                 ctx->fd_removed_cb(fd, ctx->fd_cb_user_data);
2534 }
2535
2536 /** \ingroup poll
2537  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2538  * as libusb event sources.
2539  *
2540  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with free() when
2541  * done. The actual list contents must not be touched.
2542  *
2543  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2544  * available on Windows and will always return NULL.
2545  *
2546  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2547  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2548  * \returns NULL on error
2549  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2550  */
2551 DEFAULT_VISIBILITY
2552 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2553         libusb_context *ctx)
2554 {
2555 #ifndef OS_WINDOWS
2556         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2557         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2558         size_t i = 0;
2559         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2560
2561         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfds_lock);
2562
2563         ret = calloc(ctx->pollfds_cnt + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2564         if (!ret)
2565                 goto out;
2566
2567         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd)
2568                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *) ipollfd;
2569         ret[ctx->pollfds_cnt] = NULL;
2570
2571 out:
2572         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2573         return (const struct libusb_pollfd **) ret;
2574 #else
2575         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal descriptors "\
2576                 "is not yet supported on Windows platforms");
2577         return NULL;
2578 #endif
2579 }
2580
2581 /* Backends may call this from handle_events to report disconnection of a
2582  * device. This function ensures transfers get cancelled appropriately.
2583  * Callers of this function must hold the events_lock.
2584  */
2585 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *handle)
2586 {
2587         struct usbi_transfer *cur;
2588         struct usbi_transfer *to_cancel;
2589
2590         usbi_dbg("device %d.%d",
2591                 handle->dev->bus_number, handle->dev->device_address);
2592
2593         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2594          * status code.
2595          *
2596          * this is a bit tricky because:
2597          * 1. we can't do transfer completion while holding flying_transfers_lock
2598          *    because the completion handler may try to re-submit the transfer
2599          * 2. the transfers list can change underneath us - if we were to build a
2600          *    list of transfers to complete (while holding lock), the situation
2601          *    might be different by the time we come to free them
2602          *
2603          * so we resort to a loop-based approach as below
2604          *
2605          * This is safe because transfers are only removed from the
2606          * flying_transfer list by usbi_handle_transfer_completion and
2607          * libusb_close, both of which hold the events_lock while doing so,
2608          * so usbi_handle_disconnect cannot be running at the same time.
2609          *
2610          * Note that libusb_submit_transfer also removes the transfer from
2611          * the flying_transfer list on submission failure, but it keeps the
2612          * flying_transfer list locked between addition and removal, so
2613          * usbi_handle_disconnect never sees such transfers.
2614          */
2615
2616         while (1) {
2617                 usbi_mutex_lock(&HANDLE_CTX(handle)->flying_transfers_lock);
2618                 to_cancel = NULL;
2619                 list_for_each_entry(cur, &HANDLE_CTX(handle)->flying_transfers, list, struct usbi_transfer)
2620                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == handle) {
2621                                 to_cancel = cur;
2622                                 break;
2623                         }
2624                 usbi_mutex_unlock(&HANDLE_CTX(handle)->flying_transfers_lock);
2625
2626                 if (!to_cancel)
2627                         break;
2628
2629                 usbi_dbg("cancelling transfer %p from disconnect",
2630                          USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(to_cancel));
2631
2632                 usbi_backend->clear_transfer_priv(to_cancel);
2633                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2634         }
2635
2636 }