linux: Mark internal file descriptors as CLOEXEC
[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_SYS_TIME_H
31 #include <sys/time.h>
32 #endif
33 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
34 #include <sys/timerfd.h>
35 #endif
36
37 #include "libusbi.h"
38 #include "hotplug.h"
39
40 /**
41  * \page libusb_io Synchronous and asynchronous device I/O
42  *
43  * \section io_intro Introduction
44  *
45  * If you're using libusb in your application, you're probably wanting to
46  * perform I/O with devices - you want to perform USB data transfers.
47  *
48  * libusb offers two separate interfaces for device I/O. This page aims to
49  * introduce the two in order to help you decide which one is more suitable
50  * for your application. You can also choose to use both interfaces in your
51  * application by considering each transfer on a case-by-case basis.
52  *
53  * Once you have read through the following discussion, you should consult the
54  * detailed API documentation pages for the details:
55  * - \ref libusb_syncio
56  * - \ref libusb_asyncio
57  *
58  * \section theory Transfers at a logical level
59  *
60  * At a logical level, USB transfers typically happen in two parts. For
61  * example, when reading data from a endpoint:
62  * -# A request for data is sent to the device
63  * -# Some time later, the incoming data is received by the host
64  *
65  * or when writing data to an endpoint:
66  *
67  * -# The data is sent to the device
68  * -# Some time later, the host receives acknowledgement from the device that
69  *    the data has been transferred.
70  *
71  * There may be an indefinite delay between the two steps. Consider a
72  * fictional USB input device with a button that the user can press. In order
73  * to determine when the button is pressed, you would likely submit a request
74  * to read data on a bulk or interrupt endpoint and wait for data to arrive.
75  * Data will arrive when the button is pressed by the user, which is
76  * potentially hours later.
77  *
78  * libusb offers both a synchronous and an asynchronous interface to performing
79  * USB transfers. The main difference is that the synchronous interface
80  * combines both steps indicated above into a single function call, whereas
81  * the asynchronous interface separates them.
82  *
83  * \section sync The synchronous interface
84  *
85  * The synchronous I/O interface allows you to perform a USB transfer with
86  * a single function call. When the function call returns, the transfer has
87  * completed and you can parse the results.
88  *
89  * If you have used the libusb-0.1 before, this I/O style will seem familar to
90  * you. libusb-0.1 only offered a synchronous interface.
91  *
92  * In our input device example, to read button presses you might write code
93  * in the following style:
94 \code
95 unsigned char data[4];
96 int actual_length;
97 int r = libusb_bulk_transfer(dev_handle, LIBUSB_ENDPOINT_IN, data, sizeof(data), &actual_length, 0);
98 if (r == 0 && actual_length == sizeof(data)) {
99         // results of the transaction can now be found in the data buffer
100         // parse them here and report button press
101 } else {
102         error();
103 }
104 \endcode
105  *
106  * The main advantage of this model is simplicity: you did everything with
107  * a single simple function call.
108  *
109  * However, this interface has its limitations. Your application will sleep
110  * inside libusb_bulk_transfer() until the transaction has completed. If it
111  * takes the user 3 hours to press the button, your application will be
112  * sleeping for that long. Execution will be tied up inside the library -
113  * the entire thread will be useless for that duration.
114  *
115  * Another issue is that by tieing up the thread with that single transaction
116  * there is no possibility of performing I/O with multiple endpoints and/or
117  * multiple devices simultaneously, unless you resort to creating one thread
118  * per transaction.
119  *
120  * Additionally, there is no opportunity to cancel the transfer after the
121  * request has been submitted.
122  *
123  * For details on how to use the synchronous API, see the
124  * \ref libusb_syncio "synchronous I/O API documentation" pages.
125  *
126  * \section async The asynchronous interface
127  *
128  * Asynchronous I/O is the most significant new feature in libusb-1.0.
129  * Although it is a more complex interface, it solves all the issues detailed
130  * above.
131  *
132  * Instead of providing which functions that block until the I/O has complete,
133  * libusb's asynchronous interface presents non-blocking functions which
134  * begin a transfer and then return immediately. Your application passes a
135  * callback function pointer to this non-blocking function, which libusb will
136  * call with the results of the transaction when it has completed.
137  *
138  * Transfers which have been submitted through the non-blocking functions
139  * can be cancelled with a separate function call.
140  *
141  * The non-blocking nature of this interface allows you to be simultaneously
142  * performing I/O to multiple endpoints on multiple devices, without having
143  * to use threads.
144  *
145  * This added flexibility does come with some complications though:
146  * - In the interest of being a lightweight library, libusb does not create
147  * threads and can only operate when your application is calling into it. Your
148  * application must call into libusb from it's main loop when events are ready
149  * to be handled, or you must use some other scheme to allow libusb to
150  * undertake whatever work needs to be done.
151  * - libusb also needs to be called into at certain fixed points in time in
152  * order to accurately handle transfer timeouts.
153  * - Memory handling becomes more complex. You cannot use stack memory unless
154  * the function with that stack is guaranteed not to return until the transfer
155  * callback has finished executing.
156  * - You generally lose some linearity from your code flow because submitting
157  * the transfer request is done in a separate function from where the transfer
158  * results are handled. This becomes particularly obvious when you want to
159  * submit a second transfer based on the results of an earlier transfer.
160  *
161  * Internally, libusb's synchronous interface is expressed in terms of function
162  * calls to the asynchronous interface.
163  *
164  * For details on how to use the asynchronous API, see the
165  * \ref libusb_asyncio "asynchronous I/O API" documentation pages.
166  */
167
168
169 /**
170  * \page libusb_packetoverflow Packets and overflows
171  *
172  * \section packets Packet abstraction
173  *
174  * The USB specifications describe how data is transmitted in packets, with
175  * constraints on packet size defined by endpoint descriptors. The host must
176  * not send data payloads larger than the endpoint's maximum packet size.
177  *
178  * libusb and the underlying OS abstract out the packet concept, allowing you
179  * to request transfers of any size. Internally, the request will be divided
180  * up into correctly-sized packets. You do not have to be concerned with
181  * packet sizes, but there is one exception when considering overflows.
182  *
183  * \section overflow Bulk/interrupt transfer overflows
184  *
185  * When requesting data on a bulk endpoint, libusb requires you to supply a
186  * buffer and the maximum number of bytes of data that libusb can put in that
187  * buffer. However, the size of the buffer is not communicated to the device -
188  * the device is just asked to send any amount of data.
189  *
190  * There is no problem if the device sends an amount of data that is less than
191  * or equal to the buffer size. libusb reports this condition to you through
192  * the \ref libusb_transfer::actual_length "libusb_transfer.actual_length"
193  * field.
194  *
195  * Problems may occur if the device attempts to send more data than can fit in
196  * the buffer. libusb reports LIBUSB_TRANSFER_OVERFLOW for this condition but
197  * other behaviour is largely undefined: actual_length may or may not be
198  * accurate, the chunk of data that can fit in the buffer (before overflow)
199  * may or may not have been transferred.
200  *
201  * Overflows are nasty, but can be avoided. Even though you were told to
202  * ignore packets above, think about the lower level details: each transfer is
203  * split into packets (typically small, with a maximum size of 512 bytes).
204  * Overflows can only happen if the final packet in an incoming data transfer
205  * is smaller than the actual packet that the device wants to transfer.
206  * Therefore, you will never see an overflow if your transfer buffer size is a
207  * multiple of the endpoint's packet size: the final packet will either
208  * fill up completely or will be only partially filled.
209  */
210
211 /**
212  * @defgroup libusb_asyncio Asynchronous device I/O
213  *
214  * This page details libusb's asynchronous (non-blocking) API for USB device
215  * I/O. This interface is very powerful but is also quite complex - you will
216  * need to read this page carefully to understand the necessary considerations
217  * and issues surrounding use of this interface. Simplistic applications
218  * may wish to consider the \ref libusb_syncio "synchronous I/O API" instead.
219  *
220  * The asynchronous interface is built around the idea of separating transfer
221  * submission and handling of transfer completion (the synchronous model
222  * combines both of these into one). There may be a long delay between
223  * submission and completion, however the asynchronous submission function
224  * is non-blocking so will return control to your application during that
225  * potentially long delay.
226  *
227  * \section asyncabstraction Transfer abstraction
228  *
229  * For the asynchronous I/O, libusb implements the concept of a generic
230  * transfer entity for all types of I/O (control, bulk, interrupt,
231  * isochronous). The generic transfer object must be treated slightly
232  * differently depending on which type of I/O you are performing with it.
233  *
234  * This is represented by the public libusb_transfer structure type.
235  *
236  * \section asynctrf Asynchronous transfers
237  *
238  * We can view asynchronous I/O as a 5 step process:
239  * -# <b>Allocation</b>: allocate a libusb_transfer
240  * -# <b>Filling</b>: populate the libusb_transfer instance with information
241  *    about the transfer you wish to perform
242  * -# <b>Submission</b>: ask libusb to submit the transfer
243  * -# <b>Completion handling</b>: examine transfer results in the
244  *    libusb_transfer structure
245  * -# <b>Deallocation</b>: clean up resources
246  *
247  *
248  * \subsection asyncalloc Allocation
249  *
250  * This step involves allocating memory for a USB transfer. This is the
251  * generic transfer object mentioned above. At this stage, the transfer
252  * is "blank" with no details about what type of I/O it will be used for.
253  *
254  * Allocation is done with the libusb_alloc_transfer() function. You must use
255  * this function rather than allocating your own transfers.
256  *
257  * \subsection asyncfill Filling
258  *
259  * This step is where you take a previously allocated transfer and fill it
260  * with information to determine the message type and direction, data buffer,
261  * callback function, etc.
262  *
263  * You can either fill the required fields yourself or you can use the
264  * helper functions: libusb_fill_control_transfer(), libusb_fill_bulk_transfer()
265  * and libusb_fill_interrupt_transfer().
266  *
267  * \subsection asyncsubmit Submission
268  *
269  * When you have allocated a transfer and filled it, you can submit it using
270  * libusb_submit_transfer(). This function returns immediately but can be
271  * regarded as firing off the I/O request in the background.
272  *
273  * \subsection asynccomplete Completion handling
274  *
275  * After a transfer has been submitted, one of four things can happen to it:
276  *
277  * - The transfer completes (i.e. some data was transferred)
278  * - The transfer has a timeout and the timeout expires before all data is
279  * transferred
280  * - The transfer fails due to an error
281  * - The transfer is cancelled
282  *
283  * Each of these will cause the user-specified transfer callback function to
284  * be invoked. It is up to the callback function to determine which of the
285  * above actually happened and to act accordingly.
286  *
287  * The user-specified callback is passed a pointer to the libusb_transfer
288  * structure which was used to setup and submit the transfer. At completion
289  * time, libusb has populated this structure with results of the transfer:
290  * success or failure reason, number of bytes of data transferred, etc. See
291  * the libusb_transfer structure documentation for more information.
292  *
293  * <b>Important Note</b>: The user-specified callback is called from an event
294  * handling context. It is therefore important that no calls are made into
295  * libusb that will attempt to perform any event handling. Examples of such
296  * functions are any listed in the \ref libusb_syncio "synchronous API" and any of
297  * the blocking functions that retrieve \ref libusb_desc "USB descriptors".
298  *
299  * \subsection Deallocation
300  *
301  * When a transfer has completed (i.e. the callback function has been invoked),
302  * you are advised to free the transfer (unless you wish to resubmit it, see
303  * below). Transfers are deallocated with libusb_free_transfer().
304  *
305  * It is undefined behaviour to free a transfer which has not completed.
306  *
307  * \section asyncresubmit Resubmission
308  *
309  * You may be wondering why allocation, filling, and submission are all
310  * separated above where they could reasonably be combined into a single
311  * operation.
312  *
313  * The reason for separation is to allow you to resubmit transfers without
314  * having to allocate new ones every time. This is especially useful for
315  * common situations dealing with interrupt endpoints - you allocate one
316  * transfer, fill and submit it, and when it returns with results you just
317  * resubmit it for the next interrupt.
318  *
319  * \section asynccancel Cancellation
320  *
321  * Another advantage of using the asynchronous interface is that you have
322  * the ability to cancel transfers which have not yet completed. This is
323  * done by calling the libusb_cancel_transfer() function.
324  *
325  * libusb_cancel_transfer() is asynchronous/non-blocking in itself. When the
326  * cancellation actually completes, the transfer's callback function will
327  * be invoked, and the callback function should check the transfer status to
328  * determine that it was cancelled.
329  *
330  * Freeing the transfer after it has been cancelled but before cancellation
331  * has completed will result in undefined behaviour.
332  *
333  * When a transfer is cancelled, some of the data may have been transferred.
334  * libusb will communicate this to you in the transfer callback. Do not assume
335  * that no data was transferred.
336  *
337  * \section bulk_overflows Overflows on device-to-host bulk/interrupt endpoints
338  *
339  * If your device does not have predictable transfer sizes (or it misbehaves),
340  * your application may submit a request for data on an IN endpoint which is
341  * smaller than the data that the device wishes to send. In some circumstances
342  * this will cause an overflow, which is a nasty condition to deal with. See
343  * the \ref libusb_packetoverflow page for discussion.
344  *
345  * \section asyncctrl Considerations for control transfers
346  *
347  * The <tt>libusb_transfer</tt> structure is generic and hence does not
348  * include specific fields for the control-specific setup packet structure.
349  *
350  * In order to perform a control transfer, you must place the 8-byte setup
351  * packet at the start of the data buffer. To simplify this, you could
352  * cast the buffer pointer to type struct libusb_control_setup, or you can
353  * use the helper function libusb_fill_control_setup().
354  *
355  * The wLength field placed in the setup packet must be the length you would
356  * expect to be sent in the setup packet: the length of the payload that
357  * follows (or the expected maximum number of bytes to receive). However,
358  * the length field of the libusb_transfer object must be the length of
359  * the data buffer - i.e. it should be wLength <em>plus</em> the size of
360  * the setup packet (LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE).
361  *
362  * If you use the helper functions, this is simplified for you:
363  * -# Allocate a buffer of size LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE plus the size of the
364  * data you are sending/requesting.
365  * -# Call libusb_fill_control_setup() on the data buffer, using the transfer
366  * request size as the wLength value (i.e. do not include the extra space you
367  * allocated for the control setup).
368  * -# If this is a host-to-device transfer, place the data to be transferred
369  * in the data buffer, starting at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE.
370  * -# Call libusb_fill_control_transfer() to associate the data buffer with
371  * the transfer (and to set the remaining details such as callback and timeout).
372  *   - Note that there is no parameter to set the length field of the transfer.
373  *     The length is automatically inferred from the wLength field of the setup
374  *     packet.
375  * -# Submit the transfer.
376  *
377  * The multi-byte control setup fields (wValue, wIndex and wLength) must
378  * be given in little-endian byte order (the endianness of the USB bus).
379  * Endianness conversion is transparently handled by
380  * libusb_fill_control_setup() which is documented to accept host-endian
381  * values.
382  *
383  * Further considerations are needed when handling transfer completion in
384  * your callback function:
385  * - As you might expect, the setup packet will still be sitting at the start
386  * of the data buffer.
387  * - If this was a device-to-host transfer, the received data will be sitting
388  * at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE into the buffer.
389  * - The actual_length field of the transfer structure is relative to the
390  * wLength of the setup packet, rather than the size of the data buffer. So,
391  * if your wLength was 4, your transfer's <tt>length</tt> was 12, then you
392  * should expect an <tt>actual_length</tt> of 4 to indicate that the data was
393  * transferred in entirity.
394  *
395  * To simplify parsing of setup packets and obtaining the data from the
396  * correct offset, you may wish to use the libusb_control_transfer_get_data()
397  * and libusb_control_transfer_get_setup() functions within your transfer
398  * callback.
399  *
400  * Even though control endpoints do not halt, a completed control transfer
401  * may have a LIBUSB_TRANSFER_STALL status code. This indicates the control
402  * request was not supported.
403  *
404  * \section asyncintr Considerations for interrupt transfers
405  *
406  * All interrupt transfers are performed using the polling interval presented
407  * by the bInterval value of the endpoint descriptor.
408  *
409  * \section asynciso Considerations for isochronous transfers
410  *
411  * Isochronous transfers are more complicated than transfers to
412  * non-isochronous endpoints.
413  *
414  * To perform I/O to an isochronous endpoint, allocate the transfer by calling
415  * libusb_alloc_transfer() with an appropriate number of isochronous packets.
416  *
417  * During filling, set \ref libusb_transfer::type "type" to
418  * \ref libusb_transfer_type::LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS
419  * "LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS", and set
420  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" to a value less than
421  * or equal to the number of packets you requested during allocation.
422  * libusb_alloc_transfer() does not set either of these fields for you, given
423  * that you might not even use the transfer on an isochronous endpoint.
424  *
425  * Next, populate the length field for the first num_iso_packets entries in
426  * the \ref libusb_transfer::iso_packet_desc "iso_packet_desc" array. Section
427  * 5.6.3 of the USB2 specifications describe how the maximum isochronous
428  * packet length is determined by the wMaxPacketSize field in the endpoint
429  * descriptor.
430  * Two functions can help you here:
431  *
432  * - libusb_get_max_iso_packet_size() is an easy way to determine the max
433  *   packet size for an isochronous endpoint. Note that the maximum packet
434  *   size is actually the maximum number of bytes that can be transmitted in
435  *   a single microframe, therefore this function multiplies the maximum number
436  *   of bytes per transaction by the number of transaction opportunities per
437  *   microframe.
438  * - libusb_set_iso_packet_lengths() assigns the same length to all packets
439  *   within a transfer, which is usually what you want.
440  *
441  * For outgoing transfers, you'll obviously fill the buffer and populate the
442  * packet descriptors in hope that all the data gets transferred. For incoming
443  * transfers, you must ensure the buffer has sufficient capacity for
444  * the situation where all packets transfer the full amount of requested data.
445  *
446  * Completion handling requires some extra consideration. The
447  * \ref libusb_transfer::actual_length "actual_length" field of the transfer
448  * is meaningless and should not be examined; instead you must refer to the
449  * \ref libusb_iso_packet_descriptor::actual_length "actual_length" field of
450  * each individual packet.
451  *
452  * The \ref libusb_transfer::status "status" field of the transfer is also a
453  * little misleading:
454  *  - If the packets were submitted and the isochronous data microframes
455  *    completed normally, status will have value
456  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
457  *    "LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED". Note that bus errors and software-incurred
458  *    delays are not counted as transfer errors; the transfer.status field may
459  *    indicate COMPLETED even if some or all of the packets failed. Refer to
460  *    the \ref libusb_iso_packet_descriptor::status "status" field of each
461  *    individual packet to determine packet failures.
462  *  - The status field will have value
463  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR
464  *    "LIBUSB_TRANSFER_ERROR" only when serious errors were encountered.
465  *  - Other transfer status codes occur with normal behaviour.
466  *
467  * The data for each packet will be found at an offset into the buffer that
468  * can be calculated as if each prior packet completed in full. The
469  * libusb_get_iso_packet_buffer() and libusb_get_iso_packet_buffer_simple()
470  * functions may help you here.
471  *
472  * <b>Note</b>: Some operating systems (e.g. Linux) may impose limits on the
473  * length of individual isochronous packets and/or the total length of the
474  * isochronous transfer. Such limits can be difficult for libusb to detect,
475  * so the library will simply try and submit the transfer as set up by you.
476  * If the transfer fails to submit because it is too large,
477  * libusb_submit_transfer() will return
478  * \ref libusb_error::LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM "LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM".
479  *
480  * \section asyncmem Memory caveats
481  *
482  * In most circumstances, it is not safe to use stack memory for transfer
483  * buffers. This is because the function that fired off the asynchronous
484  * transfer may return before libusb has finished using the buffer, and when
485  * the function returns it's stack gets destroyed. This is true for both
486  * host-to-device and device-to-host transfers.
487  *
488  * The only case in which it is safe to use stack memory is where you can
489  * guarantee that the function owning the stack space for the buffer does not
490  * return until after the transfer's callback function has completed. In every
491  * other case, you need to use heap memory instead.
492  *
493  * \section asyncflags Fine control
494  *
495  * Through using this asynchronous interface, you may find yourself repeating
496  * a few simple operations many times. You can apply a bitwise OR of certain
497  * flags to a transfer to simplify certain things:
498  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK
499  *   "LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK" results in transfers which transferred
500  *   less than the requested amount of data being marked with status
501  *   \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR "LIBUSB_TRANSFER_ERROR"
502  *   (they would normally be regarded as COMPLETED)
503  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
504  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" allows you to ask libusb to free the transfer
505  *   buffer when freeing the transfer.
506  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER
507  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER" causes libusb to automatically free the
508  *   transfer after the transfer callback returns.
509  *
510  * \section asyncevent Event handling
511  *
512  * An asynchronous model requires that libusb perform work at various
513  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
514  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
515  *
516  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
517  * application must call into when libusb has work do to. This gives libusb
518  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
519  *
520  * There are 2 different approaches to dealing with libusb_handle_events:
521  *
522  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
523  *    thread.
524  * -# Integrate libusb with your application's main event loop. libusb
525  *    exposes a set of file descriptors which allow you to do this.
526  *
527  * The first approach has the big advantage that it will also work on Windows
528  * were libusb' poll API for select / poll integration is not available. So
529  * if you want to support Windows and use the async API, you must use this
530  * approach, see the \ref eventthread "Using an event handling thread" section
531  * below for details.
532  *
533  * If you prefer a single threaded approach with a single central event loop,
534  * see the \ref libusb_poll "polling and timing" section for how to integrate libusb
535  * into your application's main event loop.
536  *
537  * \section eventthread Using an event handling thread
538  *
539  * Lets begin with stating the obvious: If you're going to use a separate
540  * thread for libusb event handling, your callback functions MUST be
541  * threadsafe.
542  *
543  * Other then that doing event handling from a separate thread, is mostly
544  * simple. You can use an event thread function as follows:
545 \code
546 void *event_thread_func(void *ctx)
547 {
548     while (event_thread_run)
549         libusb_handle_events(ctx);
550
551     return NULL;
552 }
553 \endcode
554  *
555  * There is one caveat though, stopping this thread requires setting the
556  * event_thread_run variable to 0, and after that libusb_handle_events() needs
557  * to return control to event_thread_func. But unless some event happens,
558  * libusb_handle_events() will not return.
559  *
560  * There are 2 different ways of dealing with this, depending on if your
561  * application uses libusb' \ref libusb_hotplug "hotplug" support or not.
562  *
563  * Applications which do not use hotplug support, should not start the event
564  * thread until after their first call to libusb_open(), and should stop the
565  * thread when closing the last open device as follows:
566 \code
567 void my_close_handle(libusb_device_handle *dev_handle)
568 {
569     if (open_devs == 1)
570         event_thread_run = 0;
571
572     libusb_close(dev_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
573
574     if (open_devs == 1)
575         pthread_join(event_thread);
576
577     open_devs--;
578 }
579 \endcode
580  *
581  * Applications using hotplug support should start the thread at program init,
582  * after having successfully called libusb_hotplug_register_callback(), and
583  * should stop the thread at program exit as follows:
584 \code
585 void my_libusb_exit(void)
586 {
587     event_thread_run = 0;
588     libusb_hotplug_deregister_callback(ctx, hotplug_cb_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
589     pthread_join(event_thread);
590     libusb_exit(ctx);
591 }
592 \endcode
593  */
594
595 /**
596  * @defgroup libusb_poll Polling and timing
597  *
598  * This page documents libusb's functions for polling events and timing.
599  * These functions are only necessary for users of the
600  * \ref libusb_asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
601  * \ref libusb_syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
602  * functions.
603  *
604  * The justification for the functionality described here has already been
605  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
606  * asynchronous API documentation. In summary, libusb does not create internal
607  * threads for event processing and hence relies on your application calling
608  * into libusb at certain points in time so that pending events can be handled.
609  *
610  * Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
611  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
612  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
613  * libusb's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
614  * is detected on such descriptors you know it is time to call
615  * libusb_handle_events().
616  *
617  * There is one final event handling complication. libusb supports
618  * asynchronous transfers which time out after a specified time period.
619  *
620  * On some platforms a timerfd is used, so the timeout handling is just another
621  * fd, on other platforms this requires that libusb is called into at or after
622  * the timeout to handle it. So, in addition to considering libusb's file
623  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusb
624  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
625  * is no file descriptor activity, see \ref polltime details.
626  *
627  * In order to know precisely when libusb needs to be called into, libusb
628  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
629  * the next timeout expires.
630  *
631  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
632  * following options, otherwise your I/O will not complete.
633  *
634  * \section pollsimple The simple option
635  *
636  * If your application revolves solely around libusb and does not need to
637  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
638 \code
639 // initialize libusb
640 // find and open device
641 // maybe fire off some initial async I/O
642
643 while (user_has_not_requested_exit)
644         libusb_handle_events(ctx);
645
646 // clean up and exit
647 \endcode
648  *
649  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
650  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
651  * handle those details internally.
652  *
653  * \section libusb_pollmain The more advanced option
654  *
655  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
656  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Applications which
657  * want to support Windows are advised to use an \ref eventthread
658  * "event handling thread" instead.
659  *
660  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
661  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
662  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusb is
663  * designed to cleanly integrate into such main loops.
664  *
665  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
666  * take a set of file descriptors from libusb and monitor those too. When you
667  * detect activity on libusb's file descriptors, you call
668  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
669  *
670  * What's more, libusb may also need to handle events at specific moments in
671  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
672  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
673  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
674  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
675  * these moments occur. This means that you need to adjust your
676  * poll()/select() timeout accordingly.
677  *
678  * libusb provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
679  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
680  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
681  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
682  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusb indicates,
683  * polling all of them at once.
684  *
685  * In pseudo-code, you want something that looks like:
686 \code
687 // initialise libusb
688
689 libusb_get_pollfds(ctx)
690 while (user has not requested application exit) {
691         libusb_get_next_timeout(ctx);
692         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
693                 using a timeout no larger than the value libusb just suggested)
694         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
695                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
696         if (time has elapsed to or beyond the libusb timeout)
697                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
698         // handle events from other sources here
699 }
700
701 // clean up and exit
702 \endcode
703  *
704  * \subsection polltime Notes on time-based events
705  *
706  * The above complication with having to track time and call into libusb at
707  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
708  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
709  * restrict the supported platforms of your application and get away with
710  * a more simplistic scheme.
711  *
712  * These time-based event complications are \b not required on the following
713  * platforms:
714  *  - Darwin
715  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
716  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
717  *   - glibc v2.9 or newer
718  *   - libusb v1.0.5 or newer
719  *
720  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
721  * 0, so your main loop can be simplified to:
722 \code
723 // initialise libusb
724
725 libusb_get_pollfds(ctx)
726 while (user has not requested application exit) {
727         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
728                 using any timeout that you like)
729         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
730                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
731         // handle events from other sources here
732 }
733
734 // clean up and exit
735 \endcode
736  *
737  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
738  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
739  * and <em>any future platforms supported by libusb which may have time-based
740  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
741  * strange bugs in your application.
742  *
743  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
744  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
745  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusb's next timeout
746  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
747  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
748  * if the platform does suffer from these timing complications.
749  *
750  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
751  *
752  * The set of file descriptors that libusb uses as event sources may change
753  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
754  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
755  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
756  *
757  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
758  *
759  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
760  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
761  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
762  * some headaches.
763  *
764  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
765  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
766  * with these entities otherwise.
767  *
768  * See the extra documentation: \ref libusb_mtasync
769  */
770
771 /** \page libusb_mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
772  *
773  * libusb is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
774  * to applications which interact with libusb from multiple threads.
775  *
776  * The underlying issue that must be addressed is that all libusb I/O
777  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
778  * system calls. This is directly exposed at the
779  * \ref libusb_asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
780  * \ref libusb_syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
781  * asynchonrous interface, therefore the same considerations apply.
782  *
783  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
784  * or select() on libusb's file descriptors then only one of those threads
785  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
786  * oblivious that anything has happened.
787  *
788  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
789  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
790  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusb
791  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
792  * explained on this page).
793  *
794 \code
795 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
796 {
797         int *completed = transfer->user_data;
798         *completed = 1;
799 }
800
801 void myfunc() {
802         struct libusb_transfer *transfer;
803         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE] __attribute__ ((aligned (2)));
804         int completed = 0;
805
806         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
807         libusb_fill_control_setup(buffer,
808                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
809         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
810         libusb_submit_transfer(transfer);
811
812         while (!completed) {
813                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
814                 if (poll indicates activity)
815                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
816         }
817         printf("completed!");
818         // other code here
819 }
820 \endcode
821  *
822  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
823  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
824  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
825  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
826  *
827  * If this is the only thread that is polling libusb's file descriptors, there
828  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
829  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
830  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
831  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
832  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
833  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
834  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
835  * this issue!
836  *
837  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
838  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
839  * impact the capabilities of the library, so libusb offers the scheme
840  * documented below to ensure no loss of functionality.
841  *
842  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
843  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
844  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
845  * synchronous I/O functions - libusb hides this headache from you.
846  *
847  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
848  *
849  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
850  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
851  * above with libusb_handle_events() like so:
852  *
853 \code
854         libusb_submit_transfer(transfer);
855
856         while (!completed) {
857                 libusb_handle_events(ctx);
858         }
859         printf("completed!");
860 \endcode
861  *
862  * This however has a race between the checking of completed and
863  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
864  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
865  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
866  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
867  * synchronous API implementation of libusb.
868  *
869  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
870  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
871  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
872  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
873  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
874  * completion check for you after they have acquired the lock:
875  *
876 \code
877         libusb_submit_transfer(transfer);
878
879         while (!completed) {
880                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
881         }
882         printf("completed!");
883 \endcode
884  *
885  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
886  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
887  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
888  *
889  * \section eventlock The events lock
890  *
891  * The problem is when we consider the fact that libusb exposes file
892  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
893  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
894  * libusb's back. If you do take libusb's file descriptors and pass them to
895  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
896  *
897  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
898  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
899  * one thread is handling events at any one time.
900  *
901  * You must take the events lock before polling libusb file descriptors,
902  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
903  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
904  *
905  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
906  *
907  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
908  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
909 \code
910         libusb_lock_events(ctx);
911         while (!completed) {
912                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
913                 if (poll indicates activity)
914                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
915         }
916         libusb_unlock_events(ctx);
917 \endcode
918  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
919  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
920  * the lock is not released until the transfer is completed.
921  *
922  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
923  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
924  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
925  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
926  * due to contention on the lock.
927  *
928  * To solve this, libusb offers you a mechanism to determine when another
929  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
930  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
931  * does not involve polling of file descriptors).
932  *
933  * After determining that another thread is currently handling events, you
934  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
935  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
936  * so, you call libusb_wait_for_event().
937  *
938  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
939  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
940  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
941  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
942  * events, and if not, it should start handling events itself.
943  *
944  * This looks like the following, as pseudo-code:
945 \code
946 retry:
947 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
948         // we obtained the event lock: do our own event handling
949         while (!completed) {
950                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
951                         libusb_unlock_events(ctx);
952                         goto retry;
953                 }
954                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
955                 if (poll indicates activity)
956                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
957         }
958         libusb_unlock_events(ctx);
959 } else {
960         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
961         // an event has completed
962         libusb_lock_event_waiters(ctx);
963
964         while (!completed) {
965                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
966                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
967                 // events in the time it took us to reach this point)
968                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
969                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
970                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
971                         goto retry;
972                 }
973
974                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
975         }
976         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
977 }
978 printf("completed!\n");
979 \endcode
980  *
981  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
982  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
983  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
984  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
985  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
986  * the lock while waiting, and reaquires it before continuing.
987  *
988  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
989  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
990  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
991  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
992  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
993  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
994  * over the event handling.
995  *
996  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
997  * should be apparent from the code shown above.
998  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
999  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
1000  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusb is still happy for your
1001  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusb needs to
1002  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
1003  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
1004  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
1005  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
1006  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
1007  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
1008  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
1009  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
1010  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
1011  *    "working behind libusb's back", as is the case here.
1012  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
1013  *    holding the events lock
1014  *
1015  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
1016  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusb can do this
1017  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
1018  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
1019  * callback has returned).
1020  *
1021  * \subsection fullstory The full story
1022  *
1023  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
1024  * really thinking through the issues then you may be left with some more
1025  * questions regarding libusb's internals. If you're curious, read on, and if
1026  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
1027  *
1028  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
1029  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
1030  * thread is doing event handling?
1031  *
1032  * There are 2 situations in which this may happen.
1033  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
1034  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
1035  *    restarts, picking up the new descriptor.
1036  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
1037  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
1038  *    important that nobody is doing event handling at this time.
1039  *
1040  * libusb handles these issues internally, so application developers do not
1041  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
1042  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
1043  *
1044  * -# During initialization, libusb opens an internal pipe, and it adds the read
1045  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
1046  * -# During libusb_close(), libusb writes some dummy data on this event pipe.
1047  *    This immediately interrupts the event handler. libusb also records
1048  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
1049  *    high-priority event.
1050  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
1051  *    differently:
1052  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
1053  *     OK for event handling to continue.
1054  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
1055  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
1056  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
1057  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
1058  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
1059  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
1060  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
1061  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
1062  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusb can safely remove
1063  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
1064  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
1065  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
1066  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
1067  *    the events lock.
1068  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
1069  *    reverts to the original, documented behaviour.
1070  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1071  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1072  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1073  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1074  *
1075  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1076  * call to libusb_open():
1077  *
1078  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1079  * -# libusb sends some dummy data on the event pipe, and records that it
1080  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1081  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1082  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1083  *    event waiters.
1084  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1085  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1086  *    releases the events lock.
1087  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1088  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1089  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1090  *
1091  * \subsection concl Closing remarks
1092  *
1093  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1094  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1095  * applies to applications that take libusb's file descriptors and integrate
1096  * them into their own polling loops.
1097  *
1098  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1099  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1100  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1101  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1102  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1103  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1104  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1105  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1106  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1107  * undesirable behaviour occurring. The solution is for your polling thread to
1108  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1109  * in them getting along in perfect harmony.
1110  *
1111  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1112  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1113  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1114  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1115  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1116  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1117  * give up the events lock if instructed.
1118  */
1119
1120 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1121 {
1122         int r;
1123
1124         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock);
1125         usbi_mutex_init(&ctx->events_lock);
1126         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock);
1127         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond);
1128         usbi_mutex_init(&ctx->event_data_lock);
1129         usbi_tls_key_create(&ctx->event_handling_key);
1130         list_init(&ctx->flying_transfers);
1131         list_init(&ctx->ipollfds);
1132         list_init(&ctx->hotplug_msgs);
1133         list_init(&ctx->completed_transfers);
1134
1135         /* FIXME should use an eventfd on kernels that support it */
1136         r = usbi_pipe(ctx->event_pipe);
1137         if (r < 0) {
1138                 r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1139                 goto err;
1140         }
1141
1142         r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0], POLLIN);
1143         if (r < 0)
1144                 goto err_close_pipe;
1145
1146 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1147         ctx->timerfd = timerfd_create(usbi_backend->get_timerfd_clockid(),
1148                 TFD_NONBLOCK | TFD_CLOEXEC);
1149         if (ctx->timerfd >= 0) {
1150                 usbi_dbg("using timerfd for timeouts");
1151                 r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->timerfd, POLLIN);
1152                 if (r < 0)
1153                         goto err_close_timerfd;
1154         } else {
1155                 usbi_dbg("timerfd not available (code %d error %d)", ctx->timerfd, errno);
1156                 ctx->timerfd = -1;
1157         }
1158 #endif
1159
1160         return 0;
1161
1162 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1163 err_close_timerfd:
1164         close(ctx->timerfd);
1165         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0]);
1166 #endif
1167 err_close_pipe:
1168         usbi_close(ctx->event_pipe[0]);
1169         usbi_close(ctx->event_pipe[1]);
1170 err:
1171         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1172         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1173         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1174         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1175         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1176         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1177         return r;
1178 }
1179
1180 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1181 {
1182         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0]);
1183         usbi_close(ctx->event_pipe[0]);
1184         usbi_close(ctx->event_pipe[1]);
1185 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1186         if (usbi_using_timerfd(ctx)) {
1187                 usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->timerfd);
1188                 close(ctx->timerfd);
1189         }
1190 #endif
1191         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1192         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1193         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1194         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1195         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1196         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1197         if (ctx->pollfds)
1198                 free(ctx->pollfds);
1199 }
1200
1201 static int calculate_timeout(struct usbi_transfer *transfer)
1202 {
1203         int r;
1204         struct timespec current_time;
1205         unsigned int timeout =
1206                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout;
1207
1208         if (!timeout)
1209                 return 0;
1210
1211         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &current_time);
1212         if (r < 0) {
1213                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(transfer),
1214                         "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
1215                 return r;
1216         }
1217
1218         current_time.tv_sec += timeout / 1000;
1219         current_time.tv_nsec += (timeout % 1000) * 1000000;
1220
1221         while (current_time.tv_nsec >= 1000000000) {
1222                 current_time.tv_nsec -= 1000000000;
1223                 current_time.tv_sec++;
1224         }
1225
1226         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&transfer->timeout, &current_time);
1227         return 0;
1228 }
1229
1230 /** \ingroup libusb_asyncio
1231  * Allocate a libusb transfer with a specified number of isochronous packet
1232  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1233  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1234  * libusb_free_transfer().
1235  *
1236  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1237  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1238  *
1239  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1240  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1241  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1242  * you are still required to set the
1243  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1244  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1245  *
1246  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1247  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1248  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1249  *
1250  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate
1251  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1252  */
1253 DEFAULT_VISIBILITY
1254 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1255         int iso_packets)
1256 {
1257         struct libusb_transfer *transfer;
1258         size_t os_alloc_size = usbi_backend->transfer_priv_size;
1259         size_t alloc_size = sizeof(struct usbi_transfer)
1260                 + sizeof(struct libusb_transfer)
1261                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * iso_packets)
1262                 + os_alloc_size;
1263         struct usbi_transfer *itransfer = calloc(1, alloc_size);
1264         if (!itransfer)
1265                 return NULL;
1266
1267         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1268         usbi_mutex_init(&itransfer->lock);
1269         transfer = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1270         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1271         return transfer;
1272 }
1273
1274 /** \ingroup libusb_asyncio
1275  * Free a transfer structure. This should be called for all transfers
1276  * allocated with libusb_alloc_transfer().
1277  *
1278  * If the \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
1279  * "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" flag is set and the transfer buffer is
1280  * non-NULL, this function will also free the transfer buffer using the
1281  * standard system memory allocator (e.g. free()).
1282  *
1283  * It is legal to call this function with a NULL transfer. In this case,
1284  * the function will simply return safely.
1285  *
1286  * It is not legal to free an active transfer (one which has been submitted
1287  * and has not yet completed).
1288  *
1289  * \param transfer the transfer to free
1290  */
1291 void API_EXPORTED libusb_free_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1292 {
1293         struct usbi_transfer *itransfer;
1294         if (!transfer)
1295                 return;
1296
1297         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1298         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER && transfer->buffer)
1299                 free(transfer->buffer);
1300
1301         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1302         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1303         free(itransfer);
1304 }
1305
1306 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1307 static int disarm_timerfd(struct libusb_context *ctx)
1308 {
1309         const struct itimerspec disarm_timer = { { 0, 0 }, { 0, 0 } };
1310         int r;
1311
1312         usbi_dbg("");
1313         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, 0, &disarm_timer, NULL);
1314         if (r < 0)
1315                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1316         else
1317                 return 0;
1318 }
1319
1320 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timerfd based on the
1321  * next upcoming timeout.
1322  * must be called with flying_list locked.
1323  * returns 0 on success or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1324  */
1325 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1326 {
1327         struct usbi_transfer *transfer;
1328
1329         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1330                 struct timeval *cur_tv = &transfer->timeout;
1331
1332                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1333                  * arming to do */
1334                 if (!timerisset(cur_tv))
1335                         goto disarm;
1336
1337                 /* act on first transfer that has not already been handled */
1338                 if (!(transfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))) {
1339                         int r;
1340                         const struct itimerspec it = { {0, 0},
1341                                 { cur_tv->tv_sec, cur_tv->tv_usec * 1000 } };
1342                         usbi_dbg("next timeout originally %dms", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout);
1343                         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1344                         if (r < 0)
1345                                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1346                         return 0;
1347                 }
1348         }
1349
1350 disarm:
1351         return disarm_timerfd(ctx);
1352 }
1353 #else
1354 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1355 {
1356         UNUSED(ctx);
1357         return 0;
1358 }
1359 #endif
1360
1361 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1362  * This function will return non 0 if fails to update the timer,
1363  * in which case the transfer is *not* on the flying_transfers list. */
1364 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *transfer)
1365 {
1366         struct usbi_transfer *cur;
1367         struct timeval *timeout = &transfer->timeout;
1368         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1369         int r;
1370         int first = 1;
1371
1372         r = calculate_timeout(transfer);
1373         if (r)
1374                 return r;
1375
1376         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1377         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1378                 list_add(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1379                 goto out;
1380         }
1381
1382         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1383         if (!timerisset(timeout)) {
1384                 list_add_tail(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1385                 /* first is irrelevant in this case */
1386                 goto out;
1387         }
1388
1389         /* otherwise, find appropriate place in list */
1390         list_for_each_entry(cur, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1391                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1392                 struct timeval *cur_tv = &cur->timeout;
1393
1394                 if (!timerisset(cur_tv) || (cur_tv->tv_sec > timeout->tv_sec) ||
1395                                 (cur_tv->tv_sec == timeout->tv_sec &&
1396                                         cur_tv->tv_usec > timeout->tv_usec)) {
1397                         list_add_tail(&transfer->list, &cur->list);
1398                         goto out;
1399                 }
1400                 first = 0;
1401         }
1402         /* first is 0 at this stage (list not empty) */
1403
1404         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1405         list_add_tail(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1406 out:
1407 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1408         if (first && usbi_using_timerfd(ctx) && timerisset(timeout)) {
1409                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1410                  * rearm the timerfd with this transfer's timeout */
1411                 const struct itimerspec it = { {0, 0},
1412                         { timeout->tv_sec, timeout->tv_usec * 1000 } };
1413                 usbi_dbg("arm timerfd for timeout in %dms (first in line)",
1414                         USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout);
1415                 r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1416                 if (r < 0) {
1417                         usbi_warn(ctx, "failed to arm first timerfd (errno %d)", errno);
1418                         r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1419                 }
1420         }
1421 #else
1422         UNUSED(first);
1423 #endif
1424
1425         if (r)
1426                 list_del(&transfer->list);
1427
1428         return r;
1429 }
1430
1431 /* remove a transfer from the active transfers list.
1432  * This function will *always* remove the transfer from the
1433  * flying_transfers list. It will return a LIBUSB_ERROR code
1434  * if it fails to update the timer for the next timeout. */
1435 static int remove_from_flying_list(struct usbi_transfer *transfer)
1436 {
1437         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1438         int rearm_timerfd;
1439         int r = 0;
1440
1441         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1442         rearm_timerfd = (timerisset(&transfer->timeout) &&
1443                 list_first_entry(&ctx->flying_transfers, struct usbi_transfer, list) == transfer);
1444         list_del(&transfer->list);
1445         if (usbi_using_timerfd(ctx) && rearm_timerfd)
1446                 r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
1447         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1448
1449         return r;
1450 }
1451
1452 /** \ingroup libusb_asyncio
1453  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1454  * return immediately.
1455  *
1456  * \param transfer the transfer to submit
1457  * \returns 0 on success
1458  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1459  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1460  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1461  * by the operating system.
1462  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if the transfer size is larger than
1463  * the operating system and/or hardware can support
1464  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1465  */
1466 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1467 {
1468         struct usbi_transfer *itransfer =
1469                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1470         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1471         int r;
1472
1473         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1474
1475         /*
1476          * Important note on locking, this function takes / releases locks
1477          * in the following order:
1478          *  take flying_transfers_lock
1479          *  take itransfer->lock
1480          *  clear transfer
1481          *  add to flying_transfers list
1482          *  release flying_transfers_lock
1483          *  submit transfer
1484          *  release itransfer->lock
1485          *  if submit failed:
1486          *   take flying_transfers_lock
1487          *   remove from flying_transfers list
1488          *   release flying_transfers_lock
1489          *
1490          * Note that it takes locks in the order a-b and then releases them
1491          * in the same order a-b. This is somewhat unusual but not wrong,
1492          * release order is not important as long as *all* locks are released
1493          * before re-acquiring any locks.
1494          *
1495          * This means that the ordering of first releasing itransfer->lock
1496          * and then re-acquiring the flying_transfers_list on error is
1497          * important and must not be changed!
1498          *
1499          * This is done this way because when we take both locks we must always
1500          * take flying_transfers_lock first to avoid ab-ba style deadlocks with
1501          * the timeout handling and usbi_handle_disconnect paths.
1502          *
1503          * And we cannot release itransfer->lock before the submission is
1504          * complete otherwise timeout handling for transfers with short
1505          * timeouts may run before submission.
1506          */
1507         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1508         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1509         if (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT) {
1510                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1511                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1512                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
1513         }
1514         itransfer->transferred = 0;
1515         itransfer->state_flags = 0;
1516         itransfer->timeout_flags = 0;
1517         r = add_to_flying_list(itransfer);
1518         if (r) {
1519                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1520                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1521                 return r;
1522         }
1523         /*
1524          * We must release the flying transfers lock here, because with
1525          * some backends the submit_transfer method is synchroneous.
1526          */
1527         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1528
1529         r = usbi_backend->submit_transfer(itransfer);
1530         if (r == LIBUSB_SUCCESS) {
1531                 itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1532                 /* keep a reference to this device */
1533                 libusb_ref_device(transfer->dev_handle->dev);
1534         }
1535         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1536
1537         if (r != LIBUSB_SUCCESS)
1538                 remove_from_flying_list(itransfer);
1539
1540         return r;
1541 }
1542
1543 /** \ingroup libusb_asyncio
1544  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1545  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1546  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1547  * with a transfer status of
1548  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1549  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1550  *
1551  * \param transfer the transfer to cancel
1552  * \returns 0 on success
1553  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is not in progress,
1554  * already complete, or already cancelled.
1555  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1556  */
1557 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1558 {
1559         struct usbi_transfer *itransfer =
1560                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1561         int r;
1562
1563         usbi_dbg("transfer %p", transfer );
1564         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1565         if (!(itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
1566                         || (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_CANCELLING)) {
1567                 r = LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND;
1568                 goto out;
1569         }
1570         r = usbi_backend->cancel_transfer(itransfer);
1571         if (r < 0) {
1572                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND &&
1573                     r != LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1574                         usbi_err(TRANSFER_CTX(transfer),
1575                                 "cancel transfer failed error %d", r);
1576                 else
1577                         usbi_dbg("cancel transfer failed error %d", r);
1578
1579                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1580                         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1581         }
1582
1583         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1584
1585 out:
1586         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1587         return r;
1588 }
1589
1590 /** \ingroup libusb_asyncio
1591  * Set a transfers bulk stream id. Note users are advised to use
1592  * libusb_fill_bulk_stream_transfer() instead of calling this function
1593  * directly.
1594  *
1595  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1596  *
1597  * \param transfer the transfer to set the stream id for
1598  * \param stream_id the stream id to set
1599  * \see libusb_alloc_streams()
1600  */
1601 void API_EXPORTED libusb_transfer_set_stream_id(
1602         struct libusb_transfer *transfer, uint32_t stream_id)
1603 {
1604         struct usbi_transfer *itransfer =
1605                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1606
1607         itransfer->stream_id = stream_id;
1608 }
1609
1610 /** \ingroup libusb_asyncio
1611  * Get a transfers bulk stream id.
1612  *
1613  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1614  *
1615  * \param transfer the transfer to get the stream id for
1616  * \returns the stream id for the transfer
1617  */
1618 uint32_t API_EXPORTED libusb_transfer_get_stream_id(
1619         struct libusb_transfer *transfer)
1620 {
1621         struct usbi_transfer *itransfer =
1622                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1623
1624         return itransfer->stream_id;
1625 }
1626
1627 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1628  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1629  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1630  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1631  * data before calling it.
1632  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1633  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1634  * will attempt to take the lock. */
1635 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1636         enum libusb_transfer_status status)
1637 {
1638         struct libusb_transfer *transfer =
1639                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1640         struct libusb_device_handle *dev_handle = transfer->dev_handle;
1641         uint8_t flags;
1642         int r;
1643
1644         r = remove_from_flying_list(itransfer);
1645         if (r < 0)
1646                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer), "failed to set timer for next timeout, errno=%d", errno);
1647
1648         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1649         itransfer->state_flags &= ~USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1650         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1651
1652         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1653                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1654                 int rqlen = transfer->length;
1655                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1656                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1657                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1658                         usbi_dbg("interpreting short transfer as error");
1659                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1660                 }
1661         }
1662
1663         flags = transfer->flags;
1664         transfer->status = status;
1665         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1666         usbi_dbg("transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1667         if (transfer->callback)
1668                 transfer->callback(transfer);
1669         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1670          * this point. */
1671         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1672                 libusb_free_transfer(transfer);
1673         libusb_unref_device(dev_handle->dev);
1674         return r;
1675 }
1676
1677 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1678  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1679  * transfers exist here.
1680  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1681  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1682  * will attempt to take the lock. */
1683 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *transfer)
1684 {
1685         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1686         uint8_t timed_out;
1687
1688         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1689         timed_out = transfer->timeout_flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1690         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1691
1692         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1693         if (timed_out) {
1694                 usbi_dbg("detected timeout cancellation");
1695                 return usbi_handle_transfer_completion(transfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1696         }
1697
1698         /* otherwise its a normal async cancel */
1699         return usbi_handle_transfer_completion(transfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1700 }
1701
1702 /* Add a completed transfer to the completed_transfers list of the
1703  * context and signal the event. The backend's handle_transfer_completion()
1704  * function will be called the next time an event handler runs. */
1705 void usbi_signal_transfer_completion(struct usbi_transfer *transfer)
1706 {
1707         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1708         int pending_events;
1709
1710         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1711         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
1712         list_add_tail(&transfer->completed_list, &ctx->completed_transfers);
1713         if (!pending_events)
1714                 usbi_signal_event(ctx);
1715         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1716 }
1717
1718 /** \ingroup libusb_poll
1719  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1720  * only one thread is monitoring libusb event sources at any one time.
1721  *
1722  * You only need to use this lock if you are developing an application
1723  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1724  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1725  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1726  * locking.
1727  *
1728  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1729  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1730  * as soon as possible.
1731  *
1732  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1733  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1734  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1735  * \ref libusb_mtasync
1736  */
1737 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1738 {
1739         int r;
1740         unsigned int ru;
1741         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1742
1743         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1744          * start event handling */
1745         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1746         ru = ctx->device_close;
1747         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1748         if (ru) {
1749                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1750                 return 1;
1751         }
1752
1753         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1754         if (r)
1755                 return 1;
1756
1757         ctx->event_handler_active = 1;
1758         return 0;
1759 }
1760
1761 /** \ingroup libusb_poll
1762  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1763  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1764  * monitoring libusb event sources at any one time.
1765  *
1766  * You only need to use this lock if you are developing an application
1767  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1768  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1769  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1770  * locking.
1771  *
1772  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1773  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1774  * as soon as possible.
1775  *
1776  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1777  * \ref libusb_mtasync
1778  */
1779 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1780 {
1781         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1782         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1783         ctx->event_handler_active = 1;
1784 }
1785
1786 /** \ingroup libusb_poll
1787  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1788  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1789  * on libusb_wait_for_event().
1790  *
1791  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1792  * \ref libusb_mtasync
1793  */
1794 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1795 {
1796         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1797         ctx->event_handler_active = 0;
1798         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1799
1800         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1801          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1802          * (check ctx->device_close)? */
1803         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1804         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1805         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1806 }
1807
1808 /** \ingroup libusb_poll
1809  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1810  *
1811  * Sometimes, libusb needs to temporarily pause all event handlers, and this
1812  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1813  * this is the case.
1814  *
1815  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1816  * should just continue the usual logic that is documented in \ref libusb_mtasync.
1817  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1818  * and will hence become an event waiter.
1819  *
1820  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1821  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1822  * the current event handler.
1823  *
1824  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1825  * \returns 1 if event handling can start or continue
1826  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1827  * \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1828  */
1829 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1830 {
1831         unsigned int r;
1832         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1833
1834         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1835          * continue event handling */
1836         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1837         r = ctx->device_close;
1838         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1839         if (r) {
1840                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1841                 return 0;
1842         }
1843
1844         return 1;
1845 }
1846
1847
1848 /** \ingroup libusb_poll
1849  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1850  * the event handling lock).
1851  *
1852  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1853  * \returns 1 if a thread is handling events
1854  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1855  * \ref libusb_mtasync
1856  */
1857 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1858 {
1859         unsigned int r;
1860         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1861
1862         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1863          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1864         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1865         r = ctx->device_close;
1866         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1867         if (r) {
1868                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1869                 return 1;
1870         }
1871
1872         return ctx->event_handler_active;
1873 }
1874
1875 /** \ingroup libusb_poll
1876  * Interrupt any active thread that is handling events. This is mainly useful
1877  * for interrupting a dedicated event handling thread when an application
1878  * wishes to call libusb_exit().
1879  *
1880  * Since version 1.0.21, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000105
1881  *
1882  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1883  * \ref libusb_mtasync
1884  */
1885 void API_EXPORTED libusb_interrupt_event_handler(libusb_context *ctx)
1886 {
1887         int pending_events;
1888         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1889
1890         usbi_dbg("");
1891         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1892
1893         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
1894         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
1895         if (!pending_events)
1896                 usbi_signal_event(ctx);
1897
1898         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1899 }
1900
1901 /** \ingroup libusb_poll
1902  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1903  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1904  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1905  * allowed.
1906  *
1907  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1908  * events, then call libusb_wait_for_event().
1909  *
1910  * You only need to use this lock if you are developing an application
1911  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly,
1912  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaenously.
1913  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1914  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1915  * locking.
1916  *
1917  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1918  * \ref libusb_mtasync
1919  */
1920 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1921 {
1922         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1923         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1924 }
1925
1926 /** \ingroup libusb_poll
1927  * Release the event waiters lock.
1928  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1929  * \ref libusb_mtasync
1930  */
1931 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1932 {
1933         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1934         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1935 }
1936
1937 /** \ingroup libusb_poll
1938  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1939  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1940  *
1941  * This function will block until any of the following conditions are met:
1942  * -# The timeout expires
1943  * -# A transfer completes
1944  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1945  *
1946  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1947  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1948  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1949  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1950  * step up and start event handling.
1951  *
1952  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1953  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1954  *
1955  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1956  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1957  * indicates unlimited timeout.
1958  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1959  * \returns 1 if the timeout expired
1960  * \ref libusb_mtasync
1961  */
1962 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1963 {
1964         int r;
1965
1966         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1967         if (tv == NULL) {
1968                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
1969                 return 0;
1970         }
1971
1972         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
1973                 &ctx->event_waiters_lock, tv);
1974
1975         if (r < 0)
1976                 return r;
1977         else
1978                 return (r == ETIMEDOUT);
1979 }
1980
1981 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1982 {
1983         struct libusb_transfer *transfer =
1984                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1985         int r;
1986
1987         itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED;
1988         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
1989         if (r == LIBUSB_SUCCESS)
1990                 itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1991         else
1992                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
1993                         "async cancel failed %d errno=%d", r, errno);
1994 }
1995
1996 static int handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
1997 {
1998         int r;
1999         struct timespec systime_ts;
2000         struct timeval systime;
2001         struct usbi_transfer *transfer;
2002
2003         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
2004                 return 0;
2005
2006         /* get current time */
2007         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime_ts);
2008         if (r < 0)
2009                 return r;
2010
2011         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&systime, &systime_ts);
2012
2013         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
2014          * have expired timeouts */
2015         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
2016                 struct timeval *cur_tv = &transfer->timeout;
2017
2018                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
2019                 if (!timerisset(cur_tv))
2020                         return 0;
2021
2022                 /* ignore timeouts we've already handled */
2023                 if (transfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2024                         continue;
2025
2026                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
2027                 if ((cur_tv->tv_sec > systime.tv_sec) ||
2028                                 (cur_tv->tv_sec == systime.tv_sec &&
2029                                         cur_tv->tv_usec > systime.tv_usec))
2030                         return 0;
2031
2032                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
2033                 handle_timeout(transfer);
2034         }
2035         return 0;
2036 }
2037
2038 static int handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
2039 {
2040         int r;
2041         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2042         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2043         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2044         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2045         return r;
2046 }
2047
2048 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
2049 static int handle_timerfd_trigger(struct libusb_context *ctx)
2050 {
2051         int r;
2052
2053         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2054
2055         /* process the timeout that just happened */
2056         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2057         if (r < 0)
2058                 goto out;
2059
2060         /* arm for next timeout*/
2061         r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
2062
2063 out:
2064         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2065         return r;
2066 }
2067 #endif
2068
2069 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
2070  * doing the same thing. */
2071 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
2072 {
2073         int r;
2074         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2075         POLL_NFDS_TYPE nfds = 0;
2076         POLL_NFDS_TYPE internal_nfds;
2077         struct pollfd *fds = NULL;
2078         int i = -1;
2079         int timeout_ms;
2080         int special_event;
2081
2082         /* prevent attempts to recursively handle events (e.g. calling into
2083          * libusb_handle_events() from within a hotplug or transfer callback) */
2084         if (usbi_handling_events(ctx))
2085                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
2086         usbi_start_event_handling(ctx);
2087
2088         /* there are certain fds that libusb uses internally, currently:
2089          *
2090          *   1) event pipe
2091          *   2) timerfd
2092          *
2093          * the backend will never need to attempt to handle events on these fds, so
2094          * we determine how many fds are in use internally for this context and when
2095          * handle_events() is called in the backend, the pollfd list and count will
2096          * be adjusted to skip over these internal fds */
2097         if (usbi_using_timerfd(ctx))
2098                 internal_nfds = 2;
2099         else
2100                 internal_nfds = 1;
2101
2102         /* only reallocate the poll fds when the list of poll fds has been modified
2103          * since the last poll, otherwise reuse them to save the additional overhead */
2104         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2105         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED) {
2106                 usbi_dbg("poll fds modified, reallocating");
2107
2108                 if (ctx->pollfds) {
2109                         free(ctx->pollfds);
2110                         ctx->pollfds = NULL;
2111                 }
2112
2113                 /* sanity check - it is invalid for a context to have fewer than the
2114                  * required internal fds (memory corruption?) */
2115                 assert(ctx->pollfds_cnt >= internal_nfds);
2116
2117                 ctx->pollfds = calloc(ctx->pollfds_cnt, sizeof(*ctx->pollfds));
2118                 if (!ctx->pollfds) {
2119                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2120                         r = LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2121                         goto done;
2122                 }
2123
2124                 list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd) {
2125                         struct libusb_pollfd *pollfd = &ipollfd->pollfd;
2126                         i++;
2127                         ctx->pollfds[i].fd = pollfd->fd;
2128                         ctx->pollfds[i].events = pollfd->events;
2129                 }
2130
2131                 /* reset the flag now that we have the updated list */
2132                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED;
2133
2134                 /* if no further pending events, clear the event pipe so that we do
2135                  * not immediately return from poll */
2136                 if (!usbi_pending_events(ctx))
2137                         usbi_clear_event(ctx);
2138         }
2139         fds = ctx->pollfds;
2140         nfds = ctx->pollfds_cnt;
2141         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2142
2143         timeout_ms = (int)(tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
2144
2145         /* round up to next millisecond */
2146         if (tv->tv_usec % 1000)
2147                 timeout_ms++;
2148
2149 redo_poll:
2150         usbi_dbg("poll() %d fds with timeout in %dms", nfds, timeout_ms);
2151         r = usbi_poll(fds, nfds, timeout_ms);
2152         usbi_dbg("poll() returned %d", r);
2153         if (r == 0) {
2154                 r = handle_timeouts(ctx);
2155                 goto done;
2156         }
2157         else if (r == -1 && errno == EINTR) {
2158                 r = LIBUSB_ERROR_INTERRUPTED;
2159                 goto done;
2160         }
2161         else if (r < 0) {
2162                 usbi_err(ctx, "poll failed %d err=%d", r, errno);
2163                 r = LIBUSB_ERROR_IO;
2164                 goto done;
2165         }
2166
2167         special_event = 0;
2168
2169         /* fds[0] is always the event pipe */
2170         if (fds[0].revents) {
2171                 libusb_hotplug_message *message = NULL;
2172                 struct usbi_transfer *itransfer;
2173                 int ret = 0;
2174
2175                 usbi_dbg("caught a fish on the event pipe");
2176
2177                 /* take the the event data lock while processing events */
2178                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2179
2180                 /* check if someone added a new poll fd */
2181                 if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED)
2182                         usbi_dbg("someone updated the poll fds");
2183
2184                 if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_USER_INTERRUPT) {
2185                         usbi_dbg("someone purposely interrupted");
2186                         ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
2187                 }
2188
2189                 /* check if someone is closing a device */
2190                 if (ctx->device_close)
2191                         usbi_dbg("someone is closing a device");
2192
2193                 /* check for any pending hotplug messages */
2194                 if (!list_empty(&ctx->hotplug_msgs)) {
2195                         usbi_dbg("hotplug message received");
2196                         special_event = 1;
2197                         message = list_first_entry(&ctx->hotplug_msgs, libusb_hotplug_message, list);
2198                         list_del(&message->list);
2199                 }
2200
2201                 /* complete any pending transfers */
2202                 while (ret == 0 && !list_empty(&ctx->completed_transfers)) {
2203                         itransfer = list_first_entry(&ctx->completed_transfers, struct usbi_transfer, completed_list);
2204                         list_del(&itransfer->completed_list);
2205                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2206                         ret = usbi_backend->handle_transfer_completion(itransfer);
2207                         if (ret)
2208                                 usbi_err(ctx, "backend handle_transfer_completion failed with error %d", ret);
2209                         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2210                 }
2211
2212                 /* if no further pending events, clear the event pipe */
2213                 if (!usbi_pending_events(ctx))
2214                         usbi_clear_event(ctx);
2215
2216                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2217
2218                 /* process the hotplug message, if any */
2219                 if (message) {
2220                         usbi_hotplug_match(ctx, message->device, message->event);
2221
2222                         /* the device left, dereference the device */
2223                         if (LIBUSB_HOTPLUG_EVENT_DEVICE_LEFT == message->event)
2224                                 libusb_unref_device(message->device);
2225
2226                         free(message);
2227                 }
2228
2229                 if (ret) {
2230                         /* return error code */
2231                         r = ret;
2232                         goto done;
2233                 }
2234
2235                 if (0 == --r)
2236                         goto handled;
2237         }
2238
2239 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
2240         /* on timerfd configurations, fds[1] is the timerfd */
2241         if (usbi_using_timerfd(ctx) && fds[1].revents) {
2242                 /* timerfd indicates that a timeout has expired */
2243                 int ret;
2244                 usbi_dbg("timerfd triggered");
2245                 special_event = 1;
2246
2247                 ret = handle_timerfd_trigger(ctx);
2248                 if (ret < 0) {
2249                         /* return error code */
2250                         r = ret;
2251                         goto done;
2252                 }
2253
2254                 if (0 == --r)
2255                         goto handled;
2256         }
2257 #endif
2258
2259         r = usbi_backend->handle_events(ctx, fds + internal_nfds, nfds - internal_nfds, r);
2260         if (r)
2261                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
2262
2263 handled:
2264         if (r == 0 && special_event) {
2265                 timeout_ms = 0;
2266                 goto redo_poll;
2267         }
2268
2269 done:
2270         usbi_end_event_handling(ctx);
2271         return r;
2272 }
2273
2274 /* returns the smallest of:
2275  *  1. timeout of next URB
2276  *  2. user-supplied timeout
2277  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
2278  * and populates out
2279  */
2280 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
2281         struct timeval *out)
2282 {
2283         struct timeval timeout;
2284         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
2285         if (r) {
2286                 /* timeout already expired? */
2287                 if (!timerisset(&timeout))
2288                         return 1;
2289
2290                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
2291                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
2292                         *out = timeout;
2293                 else
2294                         *out = *tv;
2295         } else {
2296                 *out = *tv;
2297         }
2298         return 0;
2299 }
2300
2301 /** \ingroup libusb_poll
2302  * Handle any pending events.
2303  *
2304  * libusb determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
2305  * and by checking the set of file descriptors for activity.
2306  *
2307  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
2308  * events and then immediately return in non-blocking style.
2309  *
2310  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
2311  * function will block waiting for events to handle up until the specified
2312  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
2313  * return early.
2314  *
2315  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2316  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2317  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2318  * of a specific transfer.
2319  *
2320  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2321  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2322  * timeval struct for non-blocking mode
2323  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2324  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2325  * \ref libusb_mtasync
2326  */
2327 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2328         struct timeval *tv, int *completed)
2329 {
2330         int r;
2331         struct timeval poll_timeout;
2332
2333         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2334         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2335         if (r) {
2336                 /* timeout already expired */
2337                 return handle_timeouts(ctx);
2338         }
2339
2340 retry:
2341         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2342                 if (completed == NULL || !*completed) {
2343                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2344                         usbi_dbg("doing our own event handling");
2345                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2346                 }
2347                 libusb_unlock_events(ctx);
2348                 return r;
2349         }
2350
2351         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2352          * notify event completion. */
2353         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2354
2355         if (completed && *completed)
2356                 goto already_done;
2357
2358         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2359                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2360                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2361                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2362                 usbi_dbg("event handler was active but went away, retrying");
2363                 goto retry;
2364         }
2365
2366         usbi_dbg("another thread is doing event handling");
2367         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2368
2369 already_done:
2370         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2371
2372         if (r < 0)
2373                 return r;
2374         else if (r == 1)
2375                 return handle_timeouts(ctx);
2376         else
2377                 return 0;
2378 }
2379
2380 /** \ingroup libusb_poll
2381  * Handle any pending events
2382  *
2383  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2384  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2385  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2386  *
2387  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2388  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2389  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2390  *
2391  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2392  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2393  * timeval struct for non-blocking mode
2394  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2395  */
2396 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2397         struct timeval *tv)
2398 {
2399         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2400 }
2401
2402 /** \ingroup libusb_poll
2403  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2404  * hardcoded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2405  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2406  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2407  * instead.
2408  *
2409  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2410  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2411  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2412  *
2413  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2414  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2415  */
2416 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2417 {
2418         struct timeval tv;
2419         tv.tv_sec = 60;
2420         tv.tv_usec = 0;
2421         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2422 }
2423
2424 /** \ingroup libusb_poll
2425  * Handle any pending events in blocking mode.
2426  *
2427  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2428  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2429  *
2430  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2431  * parameter.
2432  *
2433  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2434  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2435  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2436  * \ref libusb_mtasync
2437  */
2438 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2439         int *completed)
2440 {
2441         struct timeval tv;
2442         tv.tv_sec = 60;
2443         tv.tv_usec = 0;
2444         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2445 }
2446
2447 /** \ingroup libusb_poll
2448  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2449  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2450  * held, see libusb_lock_events().
2451  *
2452  * This function is designed to be called under the situation where you have
2453  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusb's
2454  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2455  * You detect events on libusb's descriptors, so you then call this function
2456  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2457  *
2458  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2459  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2460  * non-blocking mode
2461  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2462  * \ref libusb_mtasync
2463  */
2464 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2465         struct timeval *tv)
2466 {
2467         int r;
2468         struct timeval poll_timeout;
2469
2470         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2471         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2472         if (r) {
2473                 /* timeout already expired */
2474                 return handle_timeouts(ctx);
2475         }
2476
2477         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2478 }
2479
2480 /** \ingroup libusb_poll
2481  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2482  * when monitoring libusb's file descriptors.
2483  *
2484  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2485  * libusb's file descriptors in their own main loop (\ref libusb_pollmain).
2486  *
2487  * Ordinarily, libusb's event handler needs to be called into at specific
2488  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2489  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2490  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2491  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2492  * library at that time.
2493  *
2494  * Some platforms supported by libusb do not come with this baggage - any
2495  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2496  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2497  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2498  * platform.
2499  *
2500  * Since v1.0.5.
2501  *
2502  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2503  * \returns 0 if you must call into libusb at times determined by
2504  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2505  * or through regular activity on the file descriptors.
2506  * \ref libusb_pollmain "Polling libusb file descriptors for event handling"
2507  */
2508 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2509 {
2510 #if defined(USBI_TIMERFD_AVAILABLE)
2511         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2512         return usbi_using_timerfd(ctx);
2513 #else
2514         UNUSED(ctx);
2515         return 0;
2516 #endif
2517 }
2518
2519 /** \ingroup libusb_poll
2520  * Determine the next internal timeout that libusb needs to handle. You only
2521  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2522  * on libusb's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2523  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2524  *
2525  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2526  * long to wait for select() or poll() to return results. libusb needs to be
2527  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2528  * your select() or poll() call.
2529  *
2530  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2531  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusb can handle the timeout.
2532  *
2533  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2534  * the case, it indicates that libusb has a timeout that has already expired
2535  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2536  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2537  *
2538  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2539  * timeouts). See \ref polltime.
2540  *
2541  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2542  * \param tv output location for a relative time against the current
2543  * clock in which libusb must be called into in order to process timeout events
2544  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2545  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2546  */
2547 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2548         struct timeval *tv)
2549 {
2550         struct usbi_transfer *transfer;
2551         struct timespec cur_ts;
2552         struct timeval cur_tv;
2553         struct timeval next_timeout = { 0, 0 };
2554         int r;
2555
2556         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2557         if (usbi_using_timerfd(ctx))
2558                 return 0;
2559
2560         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2561         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2562                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2563                 usbi_dbg("no URBs, no timeout!");
2564                 return 0;
2565         }
2566
2567         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2568         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
2569                 if (transfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2570                         continue;
2571
2572                 /* if we've reached transfers of infinte timeout, we're done looking */
2573                 if (!timerisset(&transfer->timeout))
2574                         break;
2575
2576                 next_timeout = transfer->timeout;
2577                 break;
2578         }
2579         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2580
2581         if (!timerisset(&next_timeout)) {
2582                 usbi_dbg("no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2583                 return 0;
2584         }
2585
2586         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &cur_ts);
2587         if (r < 0) {
2588                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2589                 return 0;
2590         }
2591         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&cur_tv, &cur_ts);
2592
2593         if (!timercmp(&cur_tv, &next_timeout, <)) {
2594                 usbi_dbg("first timeout already expired");
2595                 timerclear(tv);
2596         } else {
2597                 timersub(&next_timeout, &cur_tv, tv);
2598                 usbi_dbg("next timeout in %d.%06ds", tv->tv_sec, tv->tv_usec);
2599         }
2600
2601         return 1;
2602 }
2603
2604 /** \ingroup libusb_poll
2605  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2606  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2607  * that libusb uses as an event source.
2608  *
2609  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2610  *
2611  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2612  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2613  *
2614  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2615  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2616  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2617  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2618  *
2619  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2620  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2621  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2622  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2623  * passing context information)
2624  */
2625 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2626         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2627         void *user_data)
2628 {
2629         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2630         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2631         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2632         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2633 }
2634
2635 /*
2636  * Interrupt the iteration of the event handling thread, so that it picks
2637  * up the fd change. Callers of this function must hold the event_data_lock.
2638  */
2639 static void usbi_fd_notification(struct libusb_context *ctx)
2640 {
2641         int pending_events;
2642
2643         /* Record that there is a new poll fd.
2644          * Only signal an event if there are no prior pending events. */
2645         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
2646         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED;
2647         if (!pending_events)
2648                 usbi_signal_event(ctx);
2649 }
2650
2651 /* Add a file descriptor to the list of file descriptors to be monitored.
2652  * events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2653  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2654 int usbi_add_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd, short events)
2655 {
2656         struct usbi_pollfd *ipollfd = malloc(sizeof(*ipollfd));
2657         if (!ipollfd)
2658                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2659
2660         usbi_dbg("add fd %d events %d", fd, events);
2661         ipollfd->pollfd.fd = fd;
2662         ipollfd->pollfd.events = events;
2663         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2664         list_add_tail(&ipollfd->list, &ctx->ipollfds);
2665         ctx->pollfds_cnt++;
2666         usbi_fd_notification(ctx);
2667         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2668
2669         if (ctx->fd_added_cb)
2670                 ctx->fd_added_cb(fd, events, ctx->fd_cb_user_data);
2671         return 0;
2672 }
2673
2674 /* Remove a file descriptor from the list of file descriptors to be polled. */
2675 void usbi_remove_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd)
2676 {
2677         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2678         int found = 0;
2679
2680         usbi_dbg("remove fd %d", fd);
2681         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2682         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd)
2683                 if (ipollfd->pollfd.fd == fd) {
2684                         found = 1;
2685                         break;
2686                 }
2687
2688         if (!found) {
2689                 usbi_dbg("couldn't find fd %d to remove", fd);
2690                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2691                 return;
2692         }
2693
2694         list_del(&ipollfd->list);
2695         ctx->pollfds_cnt--;
2696         usbi_fd_notification(ctx);
2697         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2698         free(ipollfd);
2699         if (ctx->fd_removed_cb)
2700                 ctx->fd_removed_cb(fd, ctx->fd_cb_user_data);
2701 }
2702
2703 /** \ingroup libusb_poll
2704  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2705  * as libusb event sources.
2706  *
2707  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with libusb_free_pollfds()
2708  * when done. The actual list contents must not be touched.
2709  *
2710  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2711  * available on Windows and will always return NULL.
2712  *
2713  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2714  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2715  * \returns NULL on error
2716  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2717  */
2718 DEFAULT_VISIBILITY
2719 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2720         libusb_context *ctx)
2721 {
2722 #ifndef OS_WINDOWS
2723         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2724         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2725         size_t i = 0;
2726         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2727
2728         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2729
2730         ret = calloc(ctx->pollfds_cnt + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2731         if (!ret)
2732                 goto out;
2733
2734         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd)
2735                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *) ipollfd;
2736         ret[ctx->pollfds_cnt] = NULL;
2737
2738 out:
2739         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2740         return (const struct libusb_pollfd **) ret;
2741 #else
2742         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal descriptors "\
2743                 "is not yet supported on Windows platforms");
2744         return NULL;
2745 #endif
2746 }
2747
2748 /** \ingroup libusb_poll
2749  * Free a list of libusb_pollfd structures. This should be called for all
2750  * pollfd lists allocated with libusb_get_pollfds().
2751  *
2752  * Since version 1.0.20, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000104
2753  *
2754  * It is legal to call this function with a NULL pollfd list. In this case,
2755  * the function will simply return safely.
2756  *
2757  * \param pollfds the list of libusb_pollfd structures to free
2758  */
2759 void API_EXPORTED libusb_free_pollfds(const struct libusb_pollfd **pollfds)
2760 {
2761         if (!pollfds)
2762                 return;
2763
2764         free((void *)pollfds);
2765 }
2766
2767 /* Backends may call this from handle_events to report disconnection of a
2768  * device. This function ensures transfers get cancelled appropriately.
2769  * Callers of this function must hold the events_lock.
2770  */
2771 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *dev_handle)
2772 {
2773         struct usbi_transfer *cur;
2774         struct usbi_transfer *to_cancel;
2775
2776         usbi_dbg("device %d.%d",
2777                 dev_handle->dev->bus_number, dev_handle->dev->device_address);
2778
2779         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2780          * status code.
2781          *
2782          * when we find a transfer for this device on the list, there are two
2783          * possible scenarios:
2784          * 1. the transfer is currently in-flight, in which case we terminate the
2785          *    transfer here
2786          * 2. the transfer has been added to the flying transfer list by
2787          *    libusb_submit_transfer, has failed to submit and
2788          *    libusb_submit_transfer is waiting for us to release the
2789          *    flying_transfers_lock to remove it, so we ignore it
2790          */
2791
2792         while (1) {
2793                 to_cancel = NULL;
2794                 usbi_mutex_lock(&HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers_lock);
2795                 list_for_each_entry(cur, &HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers, list, struct usbi_transfer)
2796                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == dev_handle) {
2797                                 usbi_mutex_lock(&cur->lock);
2798                                 if (cur->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
2799                                         to_cancel = cur;
2800                                 usbi_mutex_unlock(&cur->lock);
2801
2802                                 if (to_cancel)
2803                                         break;
2804                         }
2805                 usbi_mutex_unlock(&HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers_lock);
2806
2807                 if (!to_cancel)
2808                         break;
2809
2810                 usbi_dbg("cancelling transfer %p from disconnect",
2811                          USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(to_cancel));
2812
2813                 usbi_mutex_lock(&to_cancel->lock);
2814                 usbi_backend->clear_transfer_priv(to_cancel);
2815                 usbi_mutex_unlock(&to_cancel->lock);
2816                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2817         }
2818
2819 }