core: Test for LIBUSB_SUCCESS instead of 0 in handle_timeout()
[platform/upstream/libusb.git] / libusb / io.c
1 /* -*- Mode: C; indent-tabs-mode:t ; c-basic-offset:8 -*- */
2 /*
3  * I/O functions for libusb
4  * Copyright © 2007-2009 Daniel Drake <dsd@gentoo.org>
5  * Copyright © 2001 Johannes Erdfelt <johannes@erdfelt.com>
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include <config.h>
23
24 #include <assert.h>
25 #include <errno.h>
26 #include <stdint.h>
27 #include <stdlib.h>
28 #include <string.h>
29 #include <time.h>
30 #ifdef HAVE_SIGNAL_H
31 #include <signal.h>
32 #endif
33 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
34 #include <sys/time.h>
35 #endif
36 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
37 #include <sys/timerfd.h>
38 #endif
39
40 #include "libusbi.h"
41 #include "hotplug.h"
42
43 /**
44  * \page libusb_io Synchronous and asynchronous device I/O
45  *
46  * \section io_intro Introduction
47  *
48  * If you're using libusb in your application, you're probably wanting to
49  * perform I/O with devices - you want to perform USB data transfers.
50  *
51  * libusb offers two separate interfaces for device I/O. This page aims to
52  * introduce the two in order to help you decide which one is more suitable
53  * for your application. You can also choose to use both interfaces in your
54  * application by considering each transfer on a case-by-case basis.
55  *
56  * Once you have read through the following discussion, you should consult the
57  * detailed API documentation pages for the details:
58  * - \ref libusb_syncio
59  * - \ref libusb_asyncio
60  *
61  * \section theory Transfers at a logical level
62  *
63  * At a logical level, USB transfers typically happen in two parts. For
64  * example, when reading data from a endpoint:
65  * -# A request for data is sent to the device
66  * -# Some time later, the incoming data is received by the host
67  *
68  * or when writing data to an endpoint:
69  *
70  * -# The data is sent to the device
71  * -# Some time later, the host receives acknowledgement from the device that
72  *    the data has been transferred.
73  *
74  * There may be an indefinite delay between the two steps. Consider a
75  * fictional USB input device with a button that the user can press. In order
76  * to determine when the button is pressed, you would likely submit a request
77  * to read data on a bulk or interrupt endpoint and wait for data to arrive.
78  * Data will arrive when the button is pressed by the user, which is
79  * potentially hours later.
80  *
81  * libusb offers both a synchronous and an asynchronous interface to performing
82  * USB transfers. The main difference is that the synchronous interface
83  * combines both steps indicated above into a single function call, whereas
84  * the asynchronous interface separates them.
85  *
86  * \section sync The synchronous interface
87  *
88  * The synchronous I/O interface allows you to perform a USB transfer with
89  * a single function call. When the function call returns, the transfer has
90  * completed and you can parse the results.
91  *
92  * If you have used the libusb-0.1 before, this I/O style will seem familar to
93  * you. libusb-0.1 only offered a synchronous interface.
94  *
95  * In our input device example, to read button presses you might write code
96  * in the following style:
97 \code
98 unsigned char data[4];
99 int actual_length;
100 int r = libusb_bulk_transfer(dev_handle, LIBUSB_ENDPOINT_IN, data, sizeof(data), &actual_length, 0);
101 if (r == 0 && actual_length == sizeof(data)) {
102         // results of the transaction can now be found in the data buffer
103         // parse them here and report button press
104 } else {
105         error();
106 }
107 \endcode
108  *
109  * The main advantage of this model is simplicity: you did everything with
110  * a single simple function call.
111  *
112  * However, this interface has its limitations. Your application will sleep
113  * inside libusb_bulk_transfer() until the transaction has completed. If it
114  * takes the user 3 hours to press the button, your application will be
115  * sleeping for that long. Execution will be tied up inside the library -
116  * the entire thread will be useless for that duration.
117  *
118  * Another issue is that by tieing up the thread with that single transaction
119  * there is no possibility of performing I/O with multiple endpoints and/or
120  * multiple devices simultaneously, unless you resort to creating one thread
121  * per transaction.
122  *
123  * Additionally, there is no opportunity to cancel the transfer after the
124  * request has been submitted.
125  *
126  * For details on how to use the synchronous API, see the
127  * \ref libusb_syncio "synchronous I/O API documentation" pages.
128  *
129  * \section async The asynchronous interface
130  *
131  * Asynchronous I/O is the most significant new feature in libusb-1.0.
132  * Although it is a more complex interface, it solves all the issues detailed
133  * above.
134  *
135  * Instead of providing which functions that block until the I/O has complete,
136  * libusb's asynchronous interface presents non-blocking functions which
137  * begin a transfer and then return immediately. Your application passes a
138  * callback function pointer to this non-blocking function, which libusb will
139  * call with the results of the transaction when it has completed.
140  *
141  * Transfers which have been submitted through the non-blocking functions
142  * can be cancelled with a separate function call.
143  *
144  * The non-blocking nature of this interface allows you to be simultaneously
145  * performing I/O to multiple endpoints on multiple devices, without having
146  * to use threads.
147  *
148  * This added flexibility does come with some complications though:
149  * - In the interest of being a lightweight library, libusb does not create
150  * threads and can only operate when your application is calling into it. Your
151  * application must call into libusb from it's main loop when events are ready
152  * to be handled, or you must use some other scheme to allow libusb to
153  * undertake whatever work needs to be done.
154  * - libusb also needs to be called into at certain fixed points in time in
155  * order to accurately handle transfer timeouts.
156  * - Memory handling becomes more complex. You cannot use stack memory unless
157  * the function with that stack is guaranteed not to return until the transfer
158  * callback has finished executing.
159  * - You generally lose some linearity from your code flow because submitting
160  * the transfer request is done in a separate function from where the transfer
161  * results are handled. This becomes particularly obvious when you want to
162  * submit a second transfer based on the results of an earlier transfer.
163  *
164  * Internally, libusb's synchronous interface is expressed in terms of function
165  * calls to the asynchronous interface.
166  *
167  * For details on how to use the asynchronous API, see the
168  * \ref libusb_asyncio "asynchronous I/O API" documentation pages.
169  */
170
171
172 /**
173  * \page libusb_packetoverflow Packets and overflows
174  *
175  * \section packets Packet abstraction
176  *
177  * The USB specifications describe how data is transmitted in packets, with
178  * constraints on packet size defined by endpoint descriptors. The host must
179  * not send data payloads larger than the endpoint's maximum packet size.
180  *
181  * libusb and the underlying OS abstract out the packet concept, allowing you
182  * to request transfers of any size. Internally, the request will be divided
183  * up into correctly-sized packets. You do not have to be concerned with
184  * packet sizes, but there is one exception when considering overflows.
185  *
186  * \section overflow Bulk/interrupt transfer overflows
187  *
188  * When requesting data on a bulk endpoint, libusb requires you to supply a
189  * buffer and the maximum number of bytes of data that libusb can put in that
190  * buffer. However, the size of the buffer is not communicated to the device -
191  * the device is just asked to send any amount of data.
192  *
193  * There is no problem if the device sends an amount of data that is less than
194  * or equal to the buffer size. libusb reports this condition to you through
195  * the \ref libusb_transfer::actual_length "libusb_transfer.actual_length"
196  * field.
197  *
198  * Problems may occur if the device attempts to send more data than can fit in
199  * the buffer. libusb reports LIBUSB_TRANSFER_OVERFLOW for this condition but
200  * other behaviour is largely undefined: actual_length may or may not be
201  * accurate, the chunk of data that can fit in the buffer (before overflow)
202  * may or may not have been transferred.
203  *
204  * Overflows are nasty, but can be avoided. Even though you were told to
205  * ignore packets above, think about the lower level details: each transfer is
206  * split into packets (typically small, with a maximum size of 512 bytes).
207  * Overflows can only happen if the final packet in an incoming data transfer
208  * is smaller than the actual packet that the device wants to transfer.
209  * Therefore, you will never see an overflow if your transfer buffer size is a
210  * multiple of the endpoint's packet size: the final packet will either
211  * fill up completely or will be only partially filled.
212  */
213
214 /**
215  * @defgroup libusb_asyncio Asynchronous device I/O
216  *
217  * This page details libusb's asynchronous (non-blocking) API for USB device
218  * I/O. This interface is very powerful but is also quite complex - you will
219  * need to read this page carefully to understand the necessary considerations
220  * and issues surrounding use of this interface. Simplistic applications
221  * may wish to consider the \ref libusb_syncio "synchronous I/O API" instead.
222  *
223  * The asynchronous interface is built around the idea of separating transfer
224  * submission and handling of transfer completion (the synchronous model
225  * combines both of these into one). There may be a long delay between
226  * submission and completion, however the asynchronous submission function
227  * is non-blocking so will return control to your application during that
228  * potentially long delay.
229  *
230  * \section asyncabstraction Transfer abstraction
231  *
232  * For the asynchronous I/O, libusb implements the concept of a generic
233  * transfer entity for all types of I/O (control, bulk, interrupt,
234  * isochronous). The generic transfer object must be treated slightly
235  * differently depending on which type of I/O you are performing with it.
236  *
237  * This is represented by the public libusb_transfer structure type.
238  *
239  * \section asynctrf Asynchronous transfers
240  *
241  * We can view asynchronous I/O as a 5 step process:
242  * -# <b>Allocation</b>: allocate a libusb_transfer
243  * -# <b>Filling</b>: populate the libusb_transfer instance with information
244  *    about the transfer you wish to perform
245  * -# <b>Submission</b>: ask libusb to submit the transfer
246  * -# <b>Completion handling</b>: examine transfer results in the
247  *    libusb_transfer structure
248  * -# <b>Deallocation</b>: clean up resources
249  *
250  *
251  * \subsection asyncalloc Allocation
252  *
253  * This step involves allocating memory for a USB transfer. This is the
254  * generic transfer object mentioned above. At this stage, the transfer
255  * is "blank" with no details about what type of I/O it will be used for.
256  *
257  * Allocation is done with the libusb_alloc_transfer() function. You must use
258  * this function rather than allocating your own transfers.
259  *
260  * \subsection asyncfill Filling
261  *
262  * This step is where you take a previously allocated transfer and fill it
263  * with information to determine the message type and direction, data buffer,
264  * callback function, etc.
265  *
266  * You can either fill the required fields yourself or you can use the
267  * helper functions: libusb_fill_control_transfer(), libusb_fill_bulk_transfer()
268  * and libusb_fill_interrupt_transfer().
269  *
270  * \subsection asyncsubmit Submission
271  *
272  * When you have allocated a transfer and filled it, you can submit it using
273  * libusb_submit_transfer(). This function returns immediately but can be
274  * regarded as firing off the I/O request in the background.
275  *
276  * \subsection asynccomplete Completion handling
277  *
278  * After a transfer has been submitted, one of four things can happen to it:
279  *
280  * - The transfer completes (i.e. some data was transferred)
281  * - The transfer has a timeout and the timeout expires before all data is
282  * transferred
283  * - The transfer fails due to an error
284  * - The transfer is cancelled
285  *
286  * Each of these will cause the user-specified transfer callback function to
287  * be invoked. It is up to the callback function to determine which of the
288  * above actually happened and to act accordingly.
289  *
290  * The user-specified callback is passed a pointer to the libusb_transfer
291  * structure which was used to setup and submit the transfer. At completion
292  * time, libusb has populated this structure with results of the transfer:
293  * success or failure reason, number of bytes of data transferred, etc. See
294  * the libusb_transfer structure documentation for more information.
295  *
296  * <b>Important Note</b>: The user-specified callback is called from an event
297  * handling context. It is therefore important that no calls are made into
298  * libusb that will attempt to perform any event handling. Examples of such
299  * functions are any listed in the \ref libusb_syncio "synchronous API" and any of
300  * the blocking functions that retrieve \ref libusb_desc "USB descriptors".
301  *
302  * \subsection Deallocation
303  *
304  * When a transfer has completed (i.e. the callback function has been invoked),
305  * you are advised to free the transfer (unless you wish to resubmit it, see
306  * below). Transfers are deallocated with libusb_free_transfer().
307  *
308  * It is undefined behaviour to free a transfer which has not completed.
309  *
310  * \section asyncresubmit Resubmission
311  *
312  * You may be wondering why allocation, filling, and submission are all
313  * separated above where they could reasonably be combined into a single
314  * operation.
315  *
316  * The reason for separation is to allow you to resubmit transfers without
317  * having to allocate new ones every time. This is especially useful for
318  * common situations dealing with interrupt endpoints - you allocate one
319  * transfer, fill and submit it, and when it returns with results you just
320  * resubmit it for the next interrupt.
321  *
322  * \section asynccancel Cancellation
323  *
324  * Another advantage of using the asynchronous interface is that you have
325  * the ability to cancel transfers which have not yet completed. This is
326  * done by calling the libusb_cancel_transfer() function.
327  *
328  * libusb_cancel_transfer() is asynchronous/non-blocking in itself. When the
329  * cancellation actually completes, the transfer's callback function will
330  * be invoked, and the callback function should check the transfer status to
331  * determine that it was cancelled.
332  *
333  * Freeing the transfer after it has been cancelled but before cancellation
334  * has completed will result in undefined behaviour.
335  *
336  * When a transfer is cancelled, some of the data may have been transferred.
337  * libusb will communicate this to you in the transfer callback. Do not assume
338  * that no data was transferred.
339  *
340  * \section bulk_overflows Overflows on device-to-host bulk/interrupt endpoints
341  *
342  * If your device does not have predictable transfer sizes (or it misbehaves),
343  * your application may submit a request for data on an IN endpoint which is
344  * smaller than the data that the device wishes to send. In some circumstances
345  * this will cause an overflow, which is a nasty condition to deal with. See
346  * the \ref libusb_packetoverflow page for discussion.
347  *
348  * \section asyncctrl Considerations for control transfers
349  *
350  * The <tt>libusb_transfer</tt> structure is generic and hence does not
351  * include specific fields for the control-specific setup packet structure.
352  *
353  * In order to perform a control transfer, you must place the 8-byte setup
354  * packet at the start of the data buffer. To simplify this, you could
355  * cast the buffer pointer to type struct libusb_control_setup, or you can
356  * use the helper function libusb_fill_control_setup().
357  *
358  * The wLength field placed in the setup packet must be the length you would
359  * expect to be sent in the setup packet: the length of the payload that
360  * follows (or the expected maximum number of bytes to receive). However,
361  * the length field of the libusb_transfer object must be the length of
362  * the data buffer - i.e. it should be wLength <em>plus</em> the size of
363  * the setup packet (LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE).
364  *
365  * If you use the helper functions, this is simplified for you:
366  * -# Allocate a buffer of size LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE plus the size of the
367  * data you are sending/requesting.
368  * -# Call libusb_fill_control_setup() on the data buffer, using the transfer
369  * request size as the wLength value (i.e. do not include the extra space you
370  * allocated for the control setup).
371  * -# If this is a host-to-device transfer, place the data to be transferred
372  * in the data buffer, starting at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE.
373  * -# Call libusb_fill_control_transfer() to associate the data buffer with
374  * the transfer (and to set the remaining details such as callback and timeout).
375  *   - Note that there is no parameter to set the length field of the transfer.
376  *     The length is automatically inferred from the wLength field of the setup
377  *     packet.
378  * -# Submit the transfer.
379  *
380  * The multi-byte control setup fields (wValue, wIndex and wLength) must
381  * be given in little-endian byte order (the endianness of the USB bus).
382  * Endianness conversion is transparently handled by
383  * libusb_fill_control_setup() which is documented to accept host-endian
384  * values.
385  *
386  * Further considerations are needed when handling transfer completion in
387  * your callback function:
388  * - As you might expect, the setup packet will still be sitting at the start
389  * of the data buffer.
390  * - If this was a device-to-host transfer, the received data will be sitting
391  * at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE into the buffer.
392  * - The actual_length field of the transfer structure is relative to the
393  * wLength of the setup packet, rather than the size of the data buffer. So,
394  * if your wLength was 4, your transfer's <tt>length</tt> was 12, then you
395  * should expect an <tt>actual_length</tt> of 4 to indicate that the data was
396  * transferred in entirity.
397  *
398  * To simplify parsing of setup packets and obtaining the data from the
399  * correct offset, you may wish to use the libusb_control_transfer_get_data()
400  * and libusb_control_transfer_get_setup() functions within your transfer
401  * callback.
402  *
403  * Even though control endpoints do not halt, a completed control transfer
404  * may have a LIBUSB_TRANSFER_STALL status code. This indicates the control
405  * request was not supported.
406  *
407  * \section asyncintr Considerations for interrupt transfers
408  *
409  * All interrupt transfers are performed using the polling interval presented
410  * by the bInterval value of the endpoint descriptor.
411  *
412  * \section asynciso Considerations for isochronous transfers
413  *
414  * Isochronous transfers are more complicated than transfers to
415  * non-isochronous endpoints.
416  *
417  * To perform I/O to an isochronous endpoint, allocate the transfer by calling
418  * libusb_alloc_transfer() with an appropriate number of isochronous packets.
419  *
420  * During filling, set \ref libusb_transfer::type "type" to
421  * \ref libusb_transfer_type::LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS
422  * "LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS", and set
423  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" to a value less than
424  * or equal to the number of packets you requested during allocation.
425  * libusb_alloc_transfer() does not set either of these fields for you, given
426  * that you might not even use the transfer on an isochronous endpoint.
427  *
428  * Next, populate the length field for the first num_iso_packets entries in
429  * the \ref libusb_transfer::iso_packet_desc "iso_packet_desc" array. Section
430  * 5.6.3 of the USB2 specifications describe how the maximum isochronous
431  * packet length is determined by the wMaxPacketSize field in the endpoint
432  * descriptor.
433  * Two functions can help you here:
434  *
435  * - libusb_get_max_iso_packet_size() is an easy way to determine the max
436  *   packet size for an isochronous endpoint. Note that the maximum packet
437  *   size is actually the maximum number of bytes that can be transmitted in
438  *   a single microframe, therefore this function multiplies the maximum number
439  *   of bytes per transaction by the number of transaction opportunities per
440  *   microframe.
441  * - libusb_set_iso_packet_lengths() assigns the same length to all packets
442  *   within a transfer, which is usually what you want.
443  *
444  * For outgoing transfers, you'll obviously fill the buffer and populate the
445  * packet descriptors in hope that all the data gets transferred. For incoming
446  * transfers, you must ensure the buffer has sufficient capacity for
447  * the situation where all packets transfer the full amount of requested data.
448  *
449  * Completion handling requires some extra consideration. The
450  * \ref libusb_transfer::actual_length "actual_length" field of the transfer
451  * is meaningless and should not be examined; instead you must refer to the
452  * \ref libusb_iso_packet_descriptor::actual_length "actual_length" field of
453  * each individual packet.
454  *
455  * The \ref libusb_transfer::status "status" field of the transfer is also a
456  * little misleading:
457  *  - If the packets were submitted and the isochronous data microframes
458  *    completed normally, status will have value
459  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
460  *    "LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED". Note that bus errors and software-incurred
461  *    delays are not counted as transfer errors; the transfer.status field may
462  *    indicate COMPLETED even if some or all of the packets failed. Refer to
463  *    the \ref libusb_iso_packet_descriptor::status "status" field of each
464  *    individual packet to determine packet failures.
465  *  - The status field will have value
466  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR
467  *    "LIBUSB_TRANSFER_ERROR" only when serious errors were encountered.
468  *  - Other transfer status codes occur with normal behaviour.
469  *
470  * The data for each packet will be found at an offset into the buffer that
471  * can be calculated as if each prior packet completed in full. The
472  * libusb_get_iso_packet_buffer() and libusb_get_iso_packet_buffer_simple()
473  * functions may help you here.
474  *
475  * <b>Note</b>: Some operating systems (e.g. Linux) may impose limits on the
476  * length of individual isochronous packets and/or the total length of the
477  * isochronous transfer. Such limits can be difficult for libusb to detect,
478  * so the library will simply try and submit the transfer as set up by you.
479  * If the transfer fails to submit because it is too large,
480  * libusb_submit_transfer() will return
481  * \ref libusb_error::LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM "LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM".
482  *
483  * \section asyncmem Memory caveats
484  *
485  * In most circumstances, it is not safe to use stack memory for transfer
486  * buffers. This is because the function that fired off the asynchronous
487  * transfer may return before libusb has finished using the buffer, and when
488  * the function returns it's stack gets destroyed. This is true for both
489  * host-to-device and device-to-host transfers.
490  *
491  * The only case in which it is safe to use stack memory is where you can
492  * guarantee that the function owning the stack space for the buffer does not
493  * return until after the transfer's callback function has completed. In every
494  * other case, you need to use heap memory instead.
495  *
496  * \section asyncflags Fine control
497  *
498  * Through using this asynchronous interface, you may find yourself repeating
499  * a few simple operations many times. You can apply a bitwise OR of certain
500  * flags to a transfer to simplify certain things:
501  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK
502  *   "LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK" results in transfers which transferred
503  *   less than the requested amount of data being marked with status
504  *   \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR "LIBUSB_TRANSFER_ERROR"
505  *   (they would normally be regarded as COMPLETED)
506  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
507  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" allows you to ask libusb to free the transfer
508  *   buffer when freeing the transfer.
509  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER
510  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER" causes libusb to automatically free the
511  *   transfer after the transfer callback returns.
512  *
513  * \section asyncevent Event handling
514  *
515  * An asynchronous model requires that libusb perform work at various
516  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
517  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
518  *
519  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
520  * application must call into when libusb has work do to. This gives libusb
521  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
522  *
523  * There are 2 different approaches to dealing with libusb_handle_events:
524  *
525  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
526  *    thread.
527  * -# Integrate libusb with your application's main event loop. libusb
528  *    exposes a set of file descriptors which allow you to do this.
529  *
530  * The first approach has the big advantage that it will also work on Windows
531  * were libusb' poll API for select / poll integration is not available. So
532  * if you want to support Windows and use the async API, you must use this
533  * approach, see the \ref eventthread "Using an event handling thread" section
534  * below for details.
535  *
536  * If you prefer a single threaded approach with a single central event loop,
537  * see the \ref libusb_poll "polling and timing" section for how to integrate libusb
538  * into your application's main event loop.
539  *
540  * \section eventthread Using an event handling thread
541  *
542  * Lets begin with stating the obvious: If you're going to use a separate
543  * thread for libusb event handling, your callback functions MUST be
544  * threadsafe.
545  *
546  * Other then that doing event handling from a separate thread, is mostly
547  * simple. You can use an event thread function as follows:
548 \code
549 void *event_thread_func(void *ctx)
550 {
551     while (event_thread_run)
552         libusb_handle_events(ctx);
553
554     return NULL;
555 }
556 \endcode
557  *
558  * There is one caveat though, stopping this thread requires setting the
559  * event_thread_run variable to 0, and after that libusb_handle_events() needs
560  * to return control to event_thread_func. But unless some event happens,
561  * libusb_handle_events() will not return.
562  *
563  * There are 2 different ways of dealing with this, depending on if your
564  * application uses libusb' \ref libusb_hotplug "hotplug" support or not.
565  *
566  * Applications which do not use hotplug support, should not start the event
567  * thread until after their first call to libusb_open(), and should stop the
568  * thread when closing the last open device as follows:
569 \code
570 void my_close_handle(libusb_device_handle *dev_handle)
571 {
572     if (open_devs == 1)
573         event_thread_run = 0;
574
575     libusb_close(dev_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
576
577     if (open_devs == 1)
578         pthread_join(event_thread);
579
580     open_devs--;
581 }
582 \endcode
583  *
584  * Applications using hotplug support should start the thread at program init,
585  * after having successfully called libusb_hotplug_register_callback(), and
586  * should stop the thread at program exit as follows:
587 \code
588 void my_libusb_exit(void)
589 {
590     event_thread_run = 0;
591     libusb_hotplug_deregister_callback(ctx, hotplug_cb_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
592     pthread_join(event_thread);
593     libusb_exit(ctx);
594 }
595 \endcode
596  */
597
598 /**
599  * @defgroup libusb_poll Polling and timing
600  *
601  * This page documents libusb's functions for polling events and timing.
602  * These functions are only necessary for users of the
603  * \ref libusb_asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
604  * \ref libusb_syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
605  * functions.
606  *
607  * The justification for the functionality described here has already been
608  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
609  * asynchronous API documentation. In summary, libusb does not create internal
610  * threads for event processing and hence relies on your application calling
611  * into libusb at certain points in time so that pending events can be handled.
612  *
613  * Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
614  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
615  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
616  * libusb's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
617  * is detected on such descriptors you know it is time to call
618  * libusb_handle_events().
619  *
620  * There is one final event handling complication. libusb supports
621  * asynchronous transfers which time out after a specified time period.
622  *
623  * On some platforms a timerfd is used, so the timeout handling is just another
624  * fd, on other platforms this requires that libusb is called into at or after
625  * the timeout to handle it. So, in addition to considering libusb's file
626  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusb
627  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
628  * is no file descriptor activity, see \ref polltime details.
629  *
630  * In order to know precisely when libusb needs to be called into, libusb
631  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
632  * the next timeout expires.
633  *
634  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
635  * following options, otherwise your I/O will not complete.
636  *
637  * \section pollsimple The simple option
638  *
639  * If your application revolves solely around libusb and does not need to
640  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
641 \code
642 // initialize libusb
643 // find and open device
644 // maybe fire off some initial async I/O
645
646 while (user_has_not_requested_exit)
647         libusb_handle_events(ctx);
648
649 // clean up and exit
650 \endcode
651  *
652  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
653  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
654  * handle those details internally.
655  *
656  * \section libusb_pollmain The more advanced option
657  *
658  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
659  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Applications which
660  * want to support Windows are advised to use an \ref eventthread
661  * "event handling thread" instead.
662  *
663  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
664  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
665  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusb is
666  * designed to cleanly integrate into such main loops.
667  *
668  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
669  * take a set of file descriptors from libusb and monitor those too. When you
670  * detect activity on libusb's file descriptors, you call
671  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
672  *
673  * What's more, libusb may also need to handle events at specific moments in
674  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
675  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
676  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
677  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
678  * these moments occur. This means that you need to adjust your
679  * poll()/select() timeout accordingly.
680  *
681  * libusb provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
682  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
683  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
684  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
685  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusb indicates,
686  * polling all of them at once.
687  *
688  * In pseudo-code, you want something that looks like:
689 \code
690 // initialise libusb
691
692 libusb_get_pollfds(ctx)
693 while (user has not requested application exit) {
694         libusb_get_next_timeout(ctx);
695         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
696                 using a timeout no larger than the value libusb just suggested)
697         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
698                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
699         if (time has elapsed to or beyond the libusb timeout)
700                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
701         // handle events from other sources here
702 }
703
704 // clean up and exit
705 \endcode
706  *
707  * \subsection polltime Notes on time-based events
708  *
709  * The above complication with having to track time and call into libusb at
710  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
711  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
712  * restrict the supported platforms of your application and get away with
713  * a more simplistic scheme.
714  *
715  * These time-based event complications are \b not required on the following
716  * platforms:
717  *  - Darwin
718  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
719  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
720  *   - glibc v2.9 or newer
721  *   - libusb v1.0.5 or newer
722  *
723  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
724  * 0, so your main loop can be simplified to:
725 \code
726 // initialise libusb
727
728 libusb_get_pollfds(ctx)
729 while (user has not requested application exit) {
730         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
731                 using any timeout that you like)
732         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
733                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
734         // handle events from other sources here
735 }
736
737 // clean up and exit
738 \endcode
739  *
740  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
741  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
742  * and <em>any future platforms supported by libusb which may have time-based
743  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
744  * strange bugs in your application.
745  *
746  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
747  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
748  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusb's next timeout
749  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
750  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
751  * if the platform does suffer from these timing complications.
752  *
753  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
754  *
755  * The set of file descriptors that libusb uses as event sources may change
756  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
757  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
758  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
759  *
760  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
761  *
762  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
763  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
764  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
765  * some headaches.
766  *
767  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
768  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
769  * with these entities otherwise.
770  *
771  * See the extra documentation: \ref libusb_mtasync
772  */
773
774 /** \page libusb_mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
775  *
776  * libusb is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
777  * to applications which interact with libusb from multiple threads.
778  *
779  * The underlying issue that must be addressed is that all libusb I/O
780  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
781  * system calls. This is directly exposed at the
782  * \ref libusb_asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
783  * \ref libusb_syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
784  * asynchonrous interface, therefore the same considerations apply.
785  *
786  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
787  * or select() on libusb's file descriptors then only one of those threads
788  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
789  * oblivious that anything has happened.
790  *
791  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
792  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
793  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusb
794  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
795  * explained on this page).
796  *
797 \code
798 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
799 {
800         int *completed = transfer->user_data;
801         *completed = 1;
802 }
803
804 void myfunc() {
805         struct libusb_transfer *transfer;
806         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE] __attribute__ ((aligned (2)));
807         int completed = 0;
808
809         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
810         libusb_fill_control_setup(buffer,
811                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
812         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
813         libusb_submit_transfer(transfer);
814
815         while (!completed) {
816                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
817                 if (poll indicates activity)
818                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
819         }
820         printf("completed!");
821         // other code here
822 }
823 \endcode
824  *
825  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
826  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
827  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
828  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
829  *
830  * If this is the only thread that is polling libusb's file descriptors, there
831  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
832  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
833  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
834  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
835  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
836  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
837  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
838  * this issue!
839  *
840  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
841  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
842  * impact the capabilities of the library, so libusb offers the scheme
843  * documented below to ensure no loss of functionality.
844  *
845  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
846  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
847  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
848  * synchronous I/O functions - libusb hides this headache from you.
849  *
850  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
851  *
852  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
853  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
854  * above with libusb_handle_events() like so:
855  *
856 \code
857         libusb_submit_transfer(transfer);
858
859         while (!completed) {
860                 libusb_handle_events(ctx);
861         }
862         printf("completed!");
863 \endcode
864  *
865  * This however has a race between the checking of completed and
866  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
867  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
868  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
869  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
870  * synchronous API implementation of libusb.
871  *
872  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
873  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
874  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
875  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
876  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
877  * completion check for you after they have acquired the lock:
878  *
879 \code
880         libusb_submit_transfer(transfer);
881
882         while (!completed) {
883                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
884         }
885         printf("completed!");
886 \endcode
887  *
888  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
889  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
890  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
891  *
892  * \section eventlock The events lock
893  *
894  * The problem is when we consider the fact that libusb exposes file
895  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
896  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
897  * libusb's back. If you do take libusb's file descriptors and pass them to
898  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
899  *
900  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
901  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
902  * one thread is handling events at any one time.
903  *
904  * You must take the events lock before polling libusb file descriptors,
905  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
906  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
907  *
908  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
909  *
910  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
911  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
912 \code
913         libusb_lock_events(ctx);
914         while (!completed) {
915                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
916                 if (poll indicates activity)
917                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
918         }
919         libusb_unlock_events(ctx);
920 \endcode
921  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
922  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
923  * the lock is not released until the transfer is completed.
924  *
925  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
926  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
927  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
928  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
929  * due to contention on the lock.
930  *
931  * To solve this, libusb offers you a mechanism to determine when another
932  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
933  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
934  * does not involve polling of file descriptors).
935  *
936  * After determining that another thread is currently handling events, you
937  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
938  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
939  * so, you call libusb_wait_for_event().
940  *
941  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
942  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
943  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
944  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
945  * events, and if not, it should start handling events itself.
946  *
947  * This looks like the following, as pseudo-code:
948 \code
949 retry:
950 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
951         // we obtained the event lock: do our own event handling
952         while (!completed) {
953                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
954                         libusb_unlock_events(ctx);
955                         goto retry;
956                 }
957                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
958                 if (poll indicates activity)
959                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
960         }
961         libusb_unlock_events(ctx);
962 } else {
963         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
964         // an event has completed
965         libusb_lock_event_waiters(ctx);
966
967         while (!completed) {
968                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
969                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
970                 // events in the time it took us to reach this point)
971                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
972                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
973                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
974                         goto retry;
975                 }
976
977                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
978         }
979         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
980 }
981 printf("completed!\n");
982 \endcode
983  *
984  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
985  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
986  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
987  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
988  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
989  * the lock while waiting, and reaquires it before continuing.
990  *
991  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
992  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
993  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
994  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
995  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
996  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
997  * over the event handling.
998  *
999  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
1000  * should be apparent from the code shown above.
1001  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
1002  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
1003  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusb is still happy for your
1004  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusb needs to
1005  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
1006  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
1007  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
1008  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
1009  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
1010  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
1011  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
1012  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
1013  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
1014  *    "working behind libusb's back", as is the case here.
1015  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
1016  *    holding the events lock
1017  *
1018  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
1019  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusb can do this
1020  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
1021  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
1022  * callback has returned).
1023  *
1024  * \subsection fullstory The full story
1025  *
1026  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
1027  * really thinking through the issues then you may be left with some more
1028  * questions regarding libusb's internals. If you're curious, read on, and if
1029  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
1030  *
1031  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
1032  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
1033  * thread is doing event handling?
1034  *
1035  * There are 2 situations in which this may happen.
1036  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
1037  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
1038  *    restarts, picking up the new descriptor.
1039  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
1040  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
1041  *    important that nobody is doing event handling at this time.
1042  *
1043  * libusb handles these issues internally, so application developers do not
1044  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
1045  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
1046  *
1047  * -# During initialization, libusb opens an internal pipe, and it adds the read
1048  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
1049  * -# During libusb_close(), libusb writes some dummy data on this event pipe.
1050  *    This immediately interrupts the event handler. libusb also records
1051  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
1052  *    high-priority event.
1053  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
1054  *    differently:
1055  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
1056  *     OK for event handling to continue.
1057  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
1058  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
1059  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
1060  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
1061  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
1062  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
1063  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
1064  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
1065  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusb can safely remove
1066  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
1067  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
1068  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
1069  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
1070  *    the events lock.
1071  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
1072  *    reverts to the original, documented behaviour.
1073  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1074  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1075  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1076  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1077  *
1078  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1079  * call to libusb_open():
1080  *
1081  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1082  * -# libusb sends some dummy data on the event pipe, and records that it
1083  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1084  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1085  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1086  *    event waiters.
1087  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1088  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1089  *    releases the events lock.
1090  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1091  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1092  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1093  *
1094  * \subsection concl Closing remarks
1095  *
1096  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1097  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1098  * applies to applications that take libusb's file descriptors and integrate
1099  * them into their own polling loops.
1100  *
1101  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1102  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1103  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1104  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1105  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1106  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1107  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1108  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1109  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1110  * undesirable behaviour occurring. The solution is for your polling thread to
1111  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1112  * in them getting along in perfect harmony.
1113  *
1114  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1115  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1116  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1117  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1118  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1119  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1120  * give up the events lock if instructed.
1121  */
1122
1123 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1124 {
1125         int r;
1126
1127         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock);
1128         usbi_mutex_init(&ctx->events_lock);
1129         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock);
1130         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond);
1131         usbi_mutex_init(&ctx->event_data_lock);
1132         usbi_tls_key_create(&ctx->event_handling_key);
1133         list_init(&ctx->flying_transfers);
1134         list_init(&ctx->ipollfds);
1135         list_init(&ctx->hotplug_msgs);
1136         list_init(&ctx->completed_transfers);
1137
1138         /* FIXME should use an eventfd on kernels that support it */
1139         r = usbi_pipe(ctx->event_pipe);
1140         if (r < 0) {
1141                 r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1142                 goto err;
1143         }
1144
1145         r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0], POLLIN);
1146         if (r < 0)
1147                 goto err_close_pipe;
1148
1149 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1150         ctx->timerfd = timerfd_create(usbi_backend->get_timerfd_clockid(),
1151                 TFD_NONBLOCK);
1152         if (ctx->timerfd >= 0) {
1153                 usbi_dbg("using timerfd for timeouts");
1154                 r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->timerfd, POLLIN);
1155                 if (r < 0)
1156                         goto err_close_timerfd;
1157         } else {
1158                 usbi_dbg("timerfd not available (code %d error %d)", ctx->timerfd, errno);
1159                 ctx->timerfd = -1;
1160         }
1161 #endif
1162
1163         return 0;
1164
1165 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1166 err_close_timerfd:
1167         close(ctx->timerfd);
1168         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0]);
1169 #endif
1170 err_close_pipe:
1171         usbi_close(ctx->event_pipe[0]);
1172         usbi_close(ctx->event_pipe[1]);
1173 err:
1174         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1175         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1176         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1177         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1178         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1179         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1180         return r;
1181 }
1182
1183 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1184 {
1185         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->event_pipe[0]);
1186         usbi_close(ctx->event_pipe[0]);
1187         usbi_close(ctx->event_pipe[1]);
1188 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1189         if (usbi_using_timerfd(ctx)) {
1190                 usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->timerfd);
1191                 close(ctx->timerfd);
1192         }
1193 #endif
1194         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1195         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1196         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1197         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1198         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1199         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1200         if (ctx->pollfds)
1201                 free(ctx->pollfds);
1202 }
1203
1204 static int calculate_timeout(struct usbi_transfer *transfer)
1205 {
1206         int r;
1207         struct timespec current_time;
1208         unsigned int timeout =
1209                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout;
1210
1211         if (!timeout)
1212                 return 0;
1213
1214         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &current_time);
1215         if (r < 0) {
1216                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(transfer),
1217                         "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
1218                 return r;
1219         }
1220
1221         current_time.tv_sec += timeout / 1000;
1222         current_time.tv_nsec += (timeout % 1000) * 1000000;
1223
1224         while (current_time.tv_nsec >= 1000000000) {
1225                 current_time.tv_nsec -= 1000000000;
1226                 current_time.tv_sec++;
1227         }
1228
1229         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&transfer->timeout, &current_time);
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 /** \ingroup libusb_asyncio
1234  * Allocate a libusb transfer with a specified number of isochronous packet
1235  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1236  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1237  * libusb_free_transfer().
1238  *
1239  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1240  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1241  *
1242  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1243  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1244  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1245  * you are still required to set the
1246  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1247  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1248  *
1249  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1250  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1251  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1252  *
1253  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate
1254  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1255  */
1256 DEFAULT_VISIBILITY
1257 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1258         int iso_packets)
1259 {
1260         struct libusb_transfer *transfer;
1261         size_t os_alloc_size = usbi_backend->transfer_priv_size;
1262         size_t alloc_size = sizeof(struct usbi_transfer)
1263                 + sizeof(struct libusb_transfer)
1264                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * iso_packets)
1265                 + os_alloc_size;
1266         struct usbi_transfer *itransfer = calloc(1, alloc_size);
1267         if (!itransfer)
1268                 return NULL;
1269
1270         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1271         usbi_mutex_init(&itransfer->lock);
1272         transfer = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1273         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1274         return transfer;
1275 }
1276
1277 /** \ingroup libusb_asyncio
1278  * Free a transfer structure. This should be called for all transfers
1279  * allocated with libusb_alloc_transfer().
1280  *
1281  * If the \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
1282  * "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" flag is set and the transfer buffer is
1283  * non-NULL, this function will also free the transfer buffer using the
1284  * standard system memory allocator (e.g. free()).
1285  *
1286  * It is legal to call this function with a NULL transfer. In this case,
1287  * the function will simply return safely.
1288  *
1289  * It is not legal to free an active transfer (one which has been submitted
1290  * and has not yet completed).
1291  *
1292  * \param transfer the transfer to free
1293  */
1294 void API_EXPORTED libusb_free_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1295 {
1296         struct usbi_transfer *itransfer;
1297         if (!transfer)
1298                 return;
1299
1300         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1301         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER && transfer->buffer)
1302                 free(transfer->buffer);
1303
1304         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1305         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1306         free(itransfer);
1307 }
1308
1309 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1310 static int disarm_timerfd(struct libusb_context *ctx)
1311 {
1312         const struct itimerspec disarm_timer = { { 0, 0 }, { 0, 0 } };
1313         int r;
1314
1315         usbi_dbg("");
1316         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, 0, &disarm_timer, NULL);
1317         if (r < 0)
1318                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1319         else
1320                 return 0;
1321 }
1322
1323 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timerfd based on the
1324  * next upcoming timeout.
1325  * must be called with flying_list locked.
1326  * returns 0 on success or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1327  */
1328 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1329 {
1330         struct usbi_transfer *transfer;
1331
1332         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1333                 struct timeval *cur_tv = &transfer->timeout;
1334
1335                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1336                  * arming to do */
1337                 if (!timerisset(cur_tv))
1338                         goto disarm;
1339
1340                 /* act on first transfer that has not already been handled */
1341                 if (!(transfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))) {
1342                         int r;
1343                         const struct itimerspec it = { {0, 0},
1344                                 { cur_tv->tv_sec, cur_tv->tv_usec * 1000 } };
1345                         usbi_dbg("next timeout originally %dms", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout);
1346                         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1347                         if (r < 0)
1348                                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1349                         return 0;
1350                 }
1351         }
1352
1353 disarm:
1354         return disarm_timerfd(ctx);
1355 }
1356 #else
1357 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1358 {
1359         UNUSED(ctx);
1360         return 0;
1361 }
1362 #endif
1363
1364 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1365  * This function will return non 0 if fails to update the timer,
1366  * in which case the transfer is *not* on the flying_transfers list. */
1367 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *transfer)
1368 {
1369         struct usbi_transfer *cur;
1370         struct timeval *timeout = &transfer->timeout;
1371         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1372         int r = 0;
1373         int first = 1;
1374
1375         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1376         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1377                 list_add(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1378                 goto out;
1379         }
1380
1381         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1382         if (!timerisset(timeout)) {
1383                 list_add_tail(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1384                 /* first is irrelevant in this case */
1385                 goto out;
1386         }
1387
1388         /* otherwise, find appropriate place in list */
1389         list_for_each_entry(cur, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1390                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1391                 struct timeval *cur_tv = &cur->timeout;
1392
1393                 if (!timerisset(cur_tv) || (cur_tv->tv_sec > timeout->tv_sec) ||
1394                                 (cur_tv->tv_sec == timeout->tv_sec &&
1395                                         cur_tv->tv_usec > timeout->tv_usec)) {
1396                         list_add_tail(&transfer->list, &cur->list);
1397                         goto out;
1398                 }
1399                 first = 0;
1400         }
1401         /* first is 0 at this stage (list not empty) */
1402
1403         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1404         list_add_tail(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1405 out:
1406 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1407         if (first && usbi_using_timerfd(ctx) && timerisset(timeout)) {
1408                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1409                  * rearm the timerfd with this transfer's timeout */
1410                 const struct itimerspec it = { {0, 0},
1411                         { timeout->tv_sec, timeout->tv_usec * 1000 } };
1412                 usbi_dbg("arm timerfd for timeout in %dms (first in line)",
1413                         USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout);
1414                 r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1415                 if (r < 0) {
1416                         usbi_warn(ctx, "failed to arm first timerfd (errno %d)", errno);
1417                         r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1418                 }
1419         }
1420 #else
1421         UNUSED(first);
1422 #endif
1423
1424         if (r)
1425                 list_del(&transfer->list);
1426
1427         return r;
1428 }
1429
1430 /* remove a transfer from the active transfers list.
1431  * This function will *always* remove the transfer from the
1432  * flying_transfers list. It will return a LIBUSB_ERROR code
1433  * if it fails to update the timer for the next timeout. */
1434 static int remove_from_flying_list(struct usbi_transfer *transfer)
1435 {
1436         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1437         int rearm_timerfd;
1438         int r = 0;
1439
1440         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1441         rearm_timerfd = (timerisset(&transfer->timeout) &&
1442                 list_first_entry(&ctx->flying_transfers, struct usbi_transfer, list) == transfer);
1443         list_del(&transfer->list);
1444         if (usbi_using_timerfd(ctx) && rearm_timerfd)
1445                 r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
1446         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1447
1448         return r;
1449 }
1450
1451 /** \ingroup libusb_asyncio
1452  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1453  * return immediately.
1454  *
1455  * \param transfer the transfer to submit
1456  * \returns 0 on success
1457  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1458  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1459  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1460  * by the operating system.
1461  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if the transfer size is larger than
1462  * the operating system and/or hardware can support
1463  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1464  */
1465 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1466 {
1467         struct usbi_transfer *itransfer =
1468                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1469         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1470         int r;
1471
1472         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1473
1474         /*
1475          * Important note on locking, this function takes / releases locks
1476          * in the following order:
1477          *  take flying_transfers_lock
1478          *  take itransfer->lock
1479          *  clear transfer
1480          *  add to flying_transfers list
1481          *  release flying_transfers_lock
1482          *  submit transfer
1483          *  release itransfer->lock
1484          *  if submit failed:
1485          *   take flying_transfers_lock
1486          *   remove from flying_transfers list
1487          *   release flying_transfers_lock
1488          *
1489          * Note that it takes locks in the order a-b and then releases them
1490          * in the same order a-b. This is somewhat unusual but not wrong,
1491          * release order is not important as long as *all* locks are released
1492          * before re-acquiring any locks.
1493          *
1494          * This means that the ordering of first releasing itransfer->lock
1495          * and then re-acquiring the flying_transfers_list on error is
1496          * important and must not be changed!
1497          *
1498          * This is done this way because when we take both locks we must always
1499          * take flying_transfers_lock first to avoid ab-ba style deadlocks with
1500          * the timeout handling and usbi_handle_disconnect paths.
1501          *
1502          * And we cannot release itransfer->lock before the submission is
1503          * complete otherwise timeout handling for transfers with short
1504          * timeouts may run before submission.
1505          */
1506         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1507         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1508         if (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT) {
1509                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1510                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1511                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
1512         }
1513         itransfer->transferred = 0;
1514         itransfer->state_flags = 0;
1515         itransfer->timeout_flags = 0;
1516         r = calculate_timeout(itransfer);
1517         if (r < 0) {
1518                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1519                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1520                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1521         }
1522
1523         r = add_to_flying_list(itransfer);
1524         if (r) {
1525                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1526                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1527                 return r;
1528         }
1529         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1530
1531         r = usbi_backend->submit_transfer(itransfer);
1532         if (r == LIBUSB_SUCCESS) {
1533                 itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1534                 /* keep a reference to this device */
1535                 libusb_ref_device(transfer->dev_handle->dev);
1536         }
1537         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1538
1539         if (r != LIBUSB_SUCCESS)
1540                 remove_from_flying_list(itransfer);
1541
1542         return r;
1543 }
1544
1545 /** \ingroup libusb_asyncio
1546  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1547  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1548  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1549  * with a transfer status of
1550  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1551  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1552  *
1553  * \param transfer the transfer to cancel
1554  * \returns 0 on success
1555  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is not in progress,
1556  * already complete, or already cancelled.
1557  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1558  */
1559 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1560 {
1561         struct usbi_transfer *itransfer =
1562                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1563         int r;
1564
1565         usbi_dbg("transfer %p", transfer );
1566         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1567         if (!(itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
1568                         || (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_CANCELLING)) {
1569                 r = LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND;
1570                 goto out;
1571         }
1572         r = usbi_backend->cancel_transfer(itransfer);
1573         if (r < 0) {
1574                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND &&
1575                     r != LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1576                         usbi_err(TRANSFER_CTX(transfer),
1577                                 "cancel transfer failed error %d", r);
1578                 else
1579                         usbi_dbg("cancel transfer failed error %d", r);
1580
1581                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1582                         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1583         }
1584
1585         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1586
1587 out:
1588         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1589         return r;
1590 }
1591
1592 /** \ingroup libusb_asyncio
1593  * Set a transfers bulk stream id. Note users are advised to use
1594  * libusb_fill_bulk_stream_transfer() instead of calling this function
1595  * directly.
1596  *
1597  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1598  *
1599  * \param transfer the transfer to set the stream id for
1600  * \param stream_id the stream id to set
1601  * \see libusb_alloc_streams()
1602  */
1603 void API_EXPORTED libusb_transfer_set_stream_id(
1604         struct libusb_transfer *transfer, uint32_t stream_id)
1605 {
1606         struct usbi_transfer *itransfer =
1607                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1608
1609         itransfer->stream_id = stream_id;
1610 }
1611
1612 /** \ingroup libusb_asyncio
1613  * Get a transfers bulk stream id.
1614  *
1615  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1616  *
1617  * \param transfer the transfer to get the stream id for
1618  * \returns the stream id for the transfer
1619  */
1620 uint32_t API_EXPORTED libusb_transfer_get_stream_id(
1621         struct libusb_transfer *transfer)
1622 {
1623         struct usbi_transfer *itransfer =
1624                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1625
1626         return itransfer->stream_id;
1627 }
1628
1629 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1630  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1631  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1632  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1633  * data before calling it.
1634  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1635  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1636  * will attempt to take the lock. */
1637 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1638         enum libusb_transfer_status status)
1639 {
1640         struct libusb_transfer *transfer =
1641                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1642         struct libusb_device_handle *dev_handle = transfer->dev_handle;
1643         uint8_t flags;
1644         int r;
1645
1646         r = remove_from_flying_list(itransfer);
1647         if (r < 0)
1648                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer), "failed to set timer for next timeout, errno=%d", errno);
1649
1650         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1651         itransfer->state_flags &= ~USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1652         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1653
1654         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1655                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1656                 int rqlen = transfer->length;
1657                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1658                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1659                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1660                         usbi_dbg("interpreting short transfer as error");
1661                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1662                 }
1663         }
1664
1665         flags = transfer->flags;
1666         transfer->status = status;
1667         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1668         usbi_dbg("transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1669         if (transfer->callback)
1670                 transfer->callback(transfer);
1671         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1672          * this point. */
1673         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1674                 libusb_free_transfer(transfer);
1675         libusb_unref_device(dev_handle->dev);
1676         return r;
1677 }
1678
1679 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1680  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1681  * transfers exist here.
1682  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1683  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1684  * will attempt to take the lock. */
1685 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *transfer)
1686 {
1687         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1688         if (transfer->timeout_flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT) {
1689                 usbi_dbg("detected timeout cancellation");
1690                 return usbi_handle_transfer_completion(transfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1691         }
1692
1693         /* otherwise its a normal async cancel */
1694         return usbi_handle_transfer_completion(transfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1695 }
1696
1697 /* Add a completed transfer to the completed_transfers list of the
1698  * context and signal the event. The backend's handle_transfer_completion()
1699  * function will be called the next time an event handler runs. */
1700 void usbi_signal_transfer_completion(struct usbi_transfer *transfer)
1701 {
1702         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1703         int pending_events;
1704
1705         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1706         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
1707         list_add_tail(&transfer->completed_list, &ctx->completed_transfers);
1708         if (!pending_events)
1709                 usbi_signal_event(ctx);
1710         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1711 }
1712
1713 /** \ingroup libusb_poll
1714  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1715  * only one thread is monitoring libusb event sources at any one time.
1716  *
1717  * You only need to use this lock if you are developing an application
1718  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1719  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1720  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1721  * locking.
1722  *
1723  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1724  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1725  * as soon as possible.
1726  *
1727  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1728  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1729  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1730  * \ref libusb_mtasync
1731  */
1732 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1733 {
1734         int r;
1735         unsigned int ru;
1736         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1737
1738         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1739          * start event handling */
1740         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1741         ru = ctx->device_close;
1742         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1743         if (ru) {
1744                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1745                 return 1;
1746         }
1747
1748         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1749         if (r)
1750                 return 1;
1751
1752         ctx->event_handler_active = 1;
1753         return 0;
1754 }
1755
1756 /** \ingroup libusb_poll
1757  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1758  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1759  * monitoring libusb event sources at any one time.
1760  *
1761  * You only need to use this lock if you are developing an application
1762  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1763  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1764  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1765  * locking.
1766  *
1767  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1768  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1769  * as soon as possible.
1770  *
1771  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1772  * \ref libusb_mtasync
1773  */
1774 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1775 {
1776         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1777         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1778         ctx->event_handler_active = 1;
1779 }
1780
1781 /** \ingroup libusb_poll
1782  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1783  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1784  * on libusb_wait_for_event().
1785  *
1786  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1787  * \ref libusb_mtasync
1788  */
1789 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1790 {
1791         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1792         ctx->event_handler_active = 0;
1793         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1794
1795         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1796          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1797          * (check ctx->device_close)? */
1798         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1799         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1800         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1801 }
1802
1803 /** \ingroup libusb_poll
1804  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1805  *
1806  * Sometimes, libusb needs to temporarily pause all event handlers, and this
1807  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1808  * this is the case.
1809  *
1810  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1811  * should just continue the usual logic that is documented in \ref libusb_mtasync.
1812  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1813  * and will hence become an event waiter.
1814  *
1815  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1816  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1817  * the current event handler.
1818  *
1819  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1820  * \returns 1 if event handling can start or continue
1821  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1822  * \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1823  */
1824 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1825 {
1826         unsigned int r;
1827         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1828
1829         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1830          * continue event handling */
1831         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1832         r = ctx->device_close;
1833         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1834         if (r) {
1835                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1836                 return 0;
1837         }
1838
1839         return 1;
1840 }
1841
1842
1843 /** \ingroup libusb_poll
1844  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1845  * the event handling lock).
1846  *
1847  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1848  * \returns 1 if a thread is handling events
1849  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1850  * \ref libusb_mtasync
1851  */
1852 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1853 {
1854         unsigned int r;
1855         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1856
1857         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1858          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1859         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1860         r = ctx->device_close;
1861         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1862         if (r) {
1863                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1864                 return 1;
1865         }
1866
1867         return ctx->event_handler_active;
1868 }
1869
1870 /** \ingroup libusb_poll
1871  * Interrupt any active thread that is handling events. This is mainly useful
1872  * for interrupting a dedicated event handling thread when an application
1873  * wishes to call libusb_exit().
1874  *
1875  * Since version 1.0.21, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000105
1876  *
1877  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1878  * \ref libusb_mtasync
1879  */
1880 void API_EXPORTED libusb_interrupt_event_handler(libusb_context *ctx)
1881 {
1882         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1883
1884         usbi_dbg("");
1885         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1886         if (!usbi_pending_events(ctx)) {
1887                 ctx->event_flags |= USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
1888                 usbi_signal_event(ctx);
1889         }
1890         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1891 }
1892
1893 /** \ingroup libusb_poll
1894  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1895  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1896  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1897  * allowed.
1898  *
1899  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1900  * events, then call libusb_wait_for_event().
1901  *
1902  * You only need to use this lock if you are developing an application
1903  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly,
1904  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaenously.
1905  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1906  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1907  * locking.
1908  *
1909  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1910  * \ref libusb_mtasync
1911  */
1912 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1913 {
1914         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1915         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1916 }
1917
1918 /** \ingroup libusb_poll
1919  * Release the event waiters lock.
1920  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1921  * \ref libusb_mtasync
1922  */
1923 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1924 {
1925         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1926         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1927 }
1928
1929 /** \ingroup libusb_poll
1930  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1931  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1932  *
1933  * This function will block until any of the following conditions are met:
1934  * -# The timeout expires
1935  * -# A transfer completes
1936  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1937  *
1938  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1939  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1940  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1941  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1942  * step up and start event handling.
1943  *
1944  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1945  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1946  *
1947  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1948  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1949  * indicates unlimited timeout.
1950  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1951  * \returns 1 if the timeout expired
1952  * \ref libusb_mtasync
1953  */
1954 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1955 {
1956         int r;
1957
1958         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1959         if (tv == NULL) {
1960                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
1961                 return 0;
1962         }
1963
1964         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
1965                 &ctx->event_waiters_lock, tv);
1966
1967         if (r < 0)
1968                 return r;
1969         else
1970                 return (r == ETIMEDOUT);
1971 }
1972
1973 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1974 {
1975         struct libusb_transfer *transfer =
1976                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1977         int r;
1978
1979         itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED;
1980         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
1981         if (r == LIBUSB_SUCCESS)
1982                 itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1983         else
1984                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
1985                         "async cancel failed %d errno=%d", r, errno);
1986 }
1987
1988 static int handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
1989 {
1990         int r;
1991         struct timespec systime_ts;
1992         struct timeval systime;
1993         struct usbi_transfer *transfer;
1994
1995         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
1996                 return 0;
1997
1998         /* get current time */
1999         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime_ts);
2000         if (r < 0)
2001                 return r;
2002
2003         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&systime, &systime_ts);
2004
2005         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
2006          * have expired timeouts */
2007         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
2008                 struct timeval *cur_tv = &transfer->timeout;
2009
2010                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
2011                 if (!timerisset(cur_tv))
2012                         return 0;
2013
2014                 /* ignore timeouts we've already handled */
2015                 if (transfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2016                         continue;
2017
2018                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
2019                 if ((cur_tv->tv_sec > systime.tv_sec) ||
2020                                 (cur_tv->tv_sec == systime.tv_sec &&
2021                                         cur_tv->tv_usec > systime.tv_usec))
2022                         return 0;
2023
2024                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
2025                 handle_timeout(transfer);
2026         }
2027         return 0;
2028 }
2029
2030 static int handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
2031 {
2032         int r;
2033         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2034         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2035         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2036         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2037         return r;
2038 }
2039
2040 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
2041 static int handle_timerfd_trigger(struct libusb_context *ctx)
2042 {
2043         int r;
2044
2045         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2046
2047         /* process the timeout that just happened */
2048         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2049         if (r < 0)
2050                 goto out;
2051
2052         /* arm for next timeout*/
2053         r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
2054
2055 out:
2056         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2057         return r;
2058 }
2059 #endif
2060
2061 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
2062  * doing the same thing. */
2063 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
2064 {
2065         int r;
2066         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2067         POLL_NFDS_TYPE nfds = 0;
2068         POLL_NFDS_TYPE internal_nfds;
2069         struct pollfd *fds = NULL;
2070         int i = -1;
2071         int timeout_ms;
2072         int special_event;
2073
2074         /* prevent attempts to recursively handle events (e.g. calling into
2075          * libusb_handle_events() from within a hotplug or transfer callback) */
2076         if (usbi_handling_events(ctx))
2077                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
2078         usbi_start_event_handling(ctx);
2079
2080         /* there are certain fds that libusb uses internally, currently:
2081          *
2082          *   1) event pipe
2083          *   2) timerfd
2084          *
2085          * the backend will never need to attempt to handle events on these fds, so
2086          * we determine how many fds are in use internally for this context and when
2087          * handle_events() is called in the backend, the pollfd list and count will
2088          * be adjusted to skip over these internal fds */
2089         if (usbi_using_timerfd(ctx))
2090                 internal_nfds = 2;
2091         else
2092                 internal_nfds = 1;
2093
2094         /* only reallocate the poll fds when the list of poll fds has been modified
2095          * since the last poll, otherwise reuse them to save the additional overhead */
2096         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2097         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED) {
2098                 usbi_dbg("poll fds modified, reallocating");
2099
2100                 if (ctx->pollfds) {
2101                         free(ctx->pollfds);
2102                         ctx->pollfds = NULL;
2103                 }
2104
2105                 /* sanity check - it is invalid for a context to have fewer than the
2106                  * required internal fds (memory corruption?) */
2107                 assert(ctx->pollfds_cnt >= internal_nfds);
2108
2109                 ctx->pollfds = calloc(ctx->pollfds_cnt, sizeof(*ctx->pollfds));
2110                 if (!ctx->pollfds) {
2111                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2112                         r = LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2113                         goto done;
2114                 }
2115
2116                 list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd) {
2117                         struct libusb_pollfd *pollfd = &ipollfd->pollfd;
2118                         i++;
2119                         ctx->pollfds[i].fd = pollfd->fd;
2120                         ctx->pollfds[i].events = pollfd->events;
2121                 }
2122
2123                 /* reset the flag now that we have the updated list */
2124                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED;
2125
2126                 /* if no further pending events, clear the event pipe so that we do
2127                  * not immediately return from poll */
2128                 if (!usbi_pending_events(ctx))
2129                         usbi_clear_event(ctx);
2130         }
2131         fds = ctx->pollfds;
2132         nfds = ctx->pollfds_cnt;
2133         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2134
2135         timeout_ms = (int)(tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
2136
2137         /* round up to next millisecond */
2138         if (tv->tv_usec % 1000)
2139                 timeout_ms++;
2140
2141 redo_poll:
2142         usbi_dbg("poll() %d fds with timeout in %dms", nfds, timeout_ms);
2143         r = usbi_poll(fds, nfds, timeout_ms);
2144         usbi_dbg("poll() returned %d", r);
2145         if (r == 0) {
2146                 r = handle_timeouts(ctx);
2147                 goto done;
2148         }
2149         else if (r == -1 && errno == EINTR) {
2150                 r = LIBUSB_ERROR_INTERRUPTED;
2151                 goto done;
2152         }
2153         else if (r < 0) {
2154                 usbi_err(ctx, "poll failed %d err=%d", r, errno);
2155                 r = LIBUSB_ERROR_IO;
2156                 goto done;
2157         }
2158
2159         special_event = 0;
2160
2161         /* fds[0] is always the event pipe */
2162         if (fds[0].revents) {
2163                 libusb_hotplug_message *message = NULL;
2164                 struct usbi_transfer *itransfer;
2165                 int ret = 0;
2166
2167                 usbi_dbg("caught a fish on the event pipe");
2168
2169                 /* take the the event data lock while processing events */
2170                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2171
2172                 /* check if someone added a new poll fd */
2173                 if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED)
2174                         usbi_dbg("someone updated the poll fds");
2175
2176                 if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_USER_INTERRUPT) {
2177                         usbi_dbg("someone purposely interrupted");
2178                         ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
2179                 }
2180
2181                 /* check if someone is closing a device */
2182                 if (ctx->device_close)
2183                         usbi_dbg("someone is closing a device");
2184
2185                 /* check for any pending hotplug messages */
2186                 if (!list_empty(&ctx->hotplug_msgs)) {
2187                         usbi_dbg("hotplug message received");
2188                         special_event = 1;
2189                         message = list_first_entry(&ctx->hotplug_msgs, libusb_hotplug_message, list);
2190                         list_del(&message->list);
2191                 }
2192
2193                 /* complete any pending transfers */
2194                 while (ret == 0 && !list_empty(&ctx->completed_transfers)) {
2195                         itransfer = list_first_entry(&ctx->completed_transfers, struct usbi_transfer, completed_list);
2196                         list_del(&itransfer->completed_list);
2197                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2198                         ret = usbi_backend->handle_transfer_completion(itransfer);
2199                         if (ret)
2200                                 usbi_err(ctx, "backend handle_transfer_completion failed with error %d", ret);
2201                         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2202                 }
2203
2204                 /* if no further pending events, clear the event pipe */
2205                 if (!usbi_pending_events(ctx))
2206                         usbi_clear_event(ctx);
2207
2208                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2209
2210                 /* process the hotplug message, if any */
2211                 if (message) {
2212                         usbi_hotplug_match(ctx, message->device, message->event);
2213
2214                         /* the device left, dereference the device */
2215                         if (LIBUSB_HOTPLUG_EVENT_DEVICE_LEFT == message->event)
2216                                 libusb_unref_device(message->device);
2217
2218                         free(message);
2219                 }
2220
2221                 if (ret) {
2222                         /* return error code */
2223                         r = ret;
2224                         goto done;
2225                 }
2226
2227                 if (0 == --r)
2228                         goto handled;
2229         }
2230
2231 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
2232         /* on timerfd configurations, fds[1] is the timerfd */
2233         if (usbi_using_timerfd(ctx) && fds[1].revents) {
2234                 /* timerfd indicates that a timeout has expired */
2235                 int ret;
2236                 usbi_dbg("timerfd triggered");
2237                 special_event = 1;
2238
2239                 ret = handle_timerfd_trigger(ctx);
2240                 if (ret < 0) {
2241                         /* return error code */
2242                         r = ret;
2243                         goto done;
2244                 }
2245
2246                 if (0 == --r)
2247                         goto handled;
2248         }
2249 #endif
2250
2251         r = usbi_backend->handle_events(ctx, fds + internal_nfds, nfds - internal_nfds, r);
2252         if (r)
2253                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
2254
2255 handled:
2256         if (r == 0 && special_event) {
2257                 timeout_ms = 0;
2258                 goto redo_poll;
2259         }
2260
2261 done:
2262         usbi_end_event_handling(ctx);
2263         return r;
2264 }
2265
2266 /* returns the smallest of:
2267  *  1. timeout of next URB
2268  *  2. user-supplied timeout
2269  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
2270  * and populates out
2271  */
2272 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
2273         struct timeval *out)
2274 {
2275         struct timeval timeout;
2276         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
2277         if (r) {
2278                 /* timeout already expired? */
2279                 if (!timerisset(&timeout))
2280                         return 1;
2281
2282                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
2283                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
2284                         *out = timeout;
2285                 else
2286                         *out = *tv;
2287         } else {
2288                 *out = *tv;
2289         }
2290         return 0;
2291 }
2292
2293 /** \ingroup libusb_poll
2294  * Handle any pending events.
2295  *
2296  * libusb determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
2297  * and by checking the set of file descriptors for activity.
2298  *
2299  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
2300  * events and then immediately return in non-blocking style.
2301  *
2302  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
2303  * function will block waiting for events to handle up until the specified
2304  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
2305  * return early.
2306  *
2307  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2308  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2309  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2310  * of a specific transfer.
2311  *
2312  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2313  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2314  * timeval struct for non-blocking mode
2315  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2316  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2317  * \ref libusb_mtasync
2318  */
2319 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2320         struct timeval *tv, int *completed)
2321 {
2322         int r;
2323         struct timeval poll_timeout;
2324
2325         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2326         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2327         if (r) {
2328                 /* timeout already expired */
2329                 return handle_timeouts(ctx);
2330         }
2331
2332 retry:
2333         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2334                 if (completed == NULL || !*completed) {
2335                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2336                         usbi_dbg("doing our own event handling");
2337                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2338                 }
2339                 libusb_unlock_events(ctx);
2340                 return r;
2341         }
2342
2343         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2344          * notify event completion. */
2345         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2346
2347         if (completed && *completed)
2348                 goto already_done;
2349
2350         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2351                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2352                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2353                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2354                 usbi_dbg("event handler was active but went away, retrying");
2355                 goto retry;
2356         }
2357
2358         usbi_dbg("another thread is doing event handling");
2359         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2360
2361 already_done:
2362         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2363
2364         if (r < 0)
2365                 return r;
2366         else if (r == 1)
2367                 return handle_timeouts(ctx);
2368         else
2369                 return 0;
2370 }
2371
2372 /** \ingroup libusb_poll
2373  * Handle any pending events
2374  *
2375  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2376  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2377  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2378  *
2379  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2380  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2381  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2382  *
2383  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2384  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2385  * timeval struct for non-blocking mode
2386  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2387  */
2388 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2389         struct timeval *tv)
2390 {
2391         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2392 }
2393
2394 /** \ingroup libusb_poll
2395  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2396  * hardcoded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2397  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2398  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2399  * instead.
2400  *
2401  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2402  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2403  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2404  *
2405  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2406  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2407  */
2408 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2409 {
2410         struct timeval tv;
2411         tv.tv_sec = 60;
2412         tv.tv_usec = 0;
2413         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2414 }
2415
2416 /** \ingroup libusb_poll
2417  * Handle any pending events in blocking mode.
2418  *
2419  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2420  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2421  *
2422  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2423  * parameter.
2424  *
2425  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2426  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2427  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2428  * \ref libusb_mtasync
2429  */
2430 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2431         int *completed)
2432 {
2433         struct timeval tv;
2434         tv.tv_sec = 60;
2435         tv.tv_usec = 0;
2436         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2437 }
2438
2439 /** \ingroup libusb_poll
2440  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2441  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2442  * held, see libusb_lock_events().
2443  *
2444  * This function is designed to be called under the situation where you have
2445  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusb's
2446  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2447  * You detect events on libusb's descriptors, so you then call this function
2448  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2449  *
2450  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2451  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2452  * non-blocking mode
2453  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2454  * \ref libusb_mtasync
2455  */
2456 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2457         struct timeval *tv)
2458 {
2459         int r;
2460         struct timeval poll_timeout;
2461
2462         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2463         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2464         if (r) {
2465                 /* timeout already expired */
2466                 return handle_timeouts(ctx);
2467         }
2468
2469         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2470 }
2471
2472 /** \ingroup libusb_poll
2473  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2474  * when monitoring libusb's file descriptors.
2475  *
2476  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2477  * libusb's file descriptors in their own main loop (\ref libusb_pollmain).
2478  *
2479  * Ordinarily, libusb's event handler needs to be called into at specific
2480  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2481  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2482  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2483  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2484  * library at that time.
2485  *
2486  * Some platforms supported by libusb do not come with this baggage - any
2487  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2488  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2489  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2490  * platform.
2491  *
2492  * Since v1.0.5.
2493  *
2494  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2495  * \returns 0 if you must call into libusb at times determined by
2496  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2497  * or through regular activity on the file descriptors.
2498  * \ref libusb_pollmain "Polling libusb file descriptors for event handling"
2499  */
2500 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2501 {
2502 #if defined(USBI_TIMERFD_AVAILABLE)
2503         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2504         return usbi_using_timerfd(ctx);
2505 #else
2506         UNUSED(ctx);
2507         return 0;
2508 #endif
2509 }
2510
2511 /** \ingroup libusb_poll
2512  * Determine the next internal timeout that libusb needs to handle. You only
2513  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2514  * on libusb's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2515  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2516  *
2517  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2518  * long to wait for select() or poll() to return results. libusb needs to be
2519  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2520  * your select() or poll() call.
2521  *
2522  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2523  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusb can handle the timeout.
2524  *
2525  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2526  * the case, it indicates that libusb has a timeout that has already expired
2527  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2528  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2529  *
2530  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2531  * timeouts). See \ref polltime.
2532  *
2533  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2534  * \param tv output location for a relative time against the current
2535  * clock in which libusb must be called into in order to process timeout events
2536  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2537  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2538  */
2539 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2540         struct timeval *tv)
2541 {
2542         struct usbi_transfer *transfer;
2543         struct timespec cur_ts;
2544         struct timeval cur_tv;
2545         struct timeval next_timeout = { 0, 0 };
2546         int r;
2547
2548         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2549         if (usbi_using_timerfd(ctx))
2550                 return 0;
2551
2552         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2553         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2554                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2555                 usbi_dbg("no URBs, no timeout!");
2556                 return 0;
2557         }
2558
2559         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2560         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
2561                 if (transfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2562                         continue;
2563
2564                 /* if we've reached transfers of infinte timeout, we're done looking */
2565                 if (!timerisset(&transfer->timeout))
2566                         break;
2567
2568                 next_timeout = transfer->timeout;
2569                 break;
2570         }
2571         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2572
2573         if (!timerisset(&next_timeout)) {
2574                 usbi_dbg("no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2575                 return 0;
2576         }
2577
2578         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &cur_ts);
2579         if (r < 0) {
2580                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2581                 return 0;
2582         }
2583         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&cur_tv, &cur_ts);
2584
2585         if (!timercmp(&cur_tv, &next_timeout, <)) {
2586                 usbi_dbg("first timeout already expired");
2587                 timerclear(tv);
2588         } else {
2589                 timersub(&next_timeout, &cur_tv, tv);
2590                 usbi_dbg("next timeout in %d.%06ds", tv->tv_sec, tv->tv_usec);
2591         }
2592
2593         return 1;
2594 }
2595
2596 /** \ingroup libusb_poll
2597  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2598  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2599  * that libusb uses as an event source.
2600  *
2601  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2602  *
2603  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2604  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2605  *
2606  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2607  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2608  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2609  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2610  *
2611  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2612  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2613  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2614  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2615  * passing context information)
2616  */
2617 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2618         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2619         void *user_data)
2620 {
2621         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2622         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2623         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2624         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2625 }
2626
2627 /*
2628  * Interrupt the iteration of the event handling thread, so that it picks
2629  * up the fd change. Callers of this function must hold the event_data_lock.
2630  */
2631 static void usbi_fd_notification(struct libusb_context *ctx)
2632 {
2633         int pending_events;
2634
2635         /* Record that there is a new poll fd.
2636          * Only signal an event if there are no prior pending events. */
2637         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
2638         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_POLLFDS_MODIFIED;
2639         if (!pending_events)
2640                 usbi_signal_event(ctx);
2641 }
2642
2643 /* Add a file descriptor to the list of file descriptors to be monitored.
2644  * events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2645  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2646 int usbi_add_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd, short events)
2647 {
2648         struct usbi_pollfd *ipollfd = malloc(sizeof(*ipollfd));
2649         if (!ipollfd)
2650                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2651
2652         usbi_dbg("add fd %d events %d", fd, events);
2653         ipollfd->pollfd.fd = fd;
2654         ipollfd->pollfd.events = events;
2655         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2656         list_add_tail(&ipollfd->list, &ctx->ipollfds);
2657         ctx->pollfds_cnt++;
2658         usbi_fd_notification(ctx);
2659         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2660
2661         if (ctx->fd_added_cb)
2662                 ctx->fd_added_cb(fd, events, ctx->fd_cb_user_data);
2663         return 0;
2664 }
2665
2666 /* Remove a file descriptor from the list of file descriptors to be polled. */
2667 void usbi_remove_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd)
2668 {
2669         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2670         int found = 0;
2671
2672         usbi_dbg("remove fd %d", fd);
2673         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2674         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd)
2675                 if (ipollfd->pollfd.fd == fd) {
2676                         found = 1;
2677                         break;
2678                 }
2679
2680         if (!found) {
2681                 usbi_dbg("couldn't find fd %d to remove", fd);
2682                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2683                 return;
2684         }
2685
2686         list_del(&ipollfd->list);
2687         ctx->pollfds_cnt--;
2688         usbi_fd_notification(ctx);
2689         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2690         free(ipollfd);
2691         if (ctx->fd_removed_cb)
2692                 ctx->fd_removed_cb(fd, ctx->fd_cb_user_data);
2693 }
2694
2695 /** \ingroup libusb_poll
2696  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2697  * as libusb event sources.
2698  *
2699  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with libusb_free_pollfds()
2700  * when done. The actual list contents must not be touched.
2701  *
2702  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2703  * available on Windows and will always return NULL.
2704  *
2705  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2706  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2707  * \returns NULL on error
2708  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2709  */
2710 DEFAULT_VISIBILITY
2711 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2712         libusb_context *ctx)
2713 {
2714 #ifndef OS_WINDOWS
2715         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2716         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2717         size_t i = 0;
2718         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2719
2720         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2721
2722         ret = calloc(ctx->pollfds_cnt + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2723         if (!ret)
2724                 goto out;
2725
2726         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->ipollfds, list, struct usbi_pollfd)
2727                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *) ipollfd;
2728         ret[ctx->pollfds_cnt] = NULL;
2729
2730 out:
2731         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2732         return (const struct libusb_pollfd **) ret;
2733 #else
2734         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal descriptors "\
2735                 "is not yet supported on Windows platforms");
2736         return NULL;
2737 #endif
2738 }
2739
2740 /** \ingroup libusb_poll
2741  * Free a list of libusb_pollfd structures. This should be called for all
2742  * pollfd lists allocated with libusb_get_pollfds().
2743  *
2744  * Since version 1.0.20, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000104
2745  *
2746  * It is legal to call this function with a NULL pollfd list. In this case,
2747  * the function will simply return safely.
2748  *
2749  * \param pollfds the list of libusb_pollfd structures to free
2750  */
2751 void API_EXPORTED libusb_free_pollfds(const struct libusb_pollfd **pollfds)
2752 {
2753         if (!pollfds)
2754                 return;
2755
2756         free((void *)pollfds);
2757 }
2758
2759 /* Backends may call this from handle_events to report disconnection of a
2760  * device. This function ensures transfers get cancelled appropriately.
2761  * Callers of this function must hold the events_lock.
2762  */
2763 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *dev_handle)
2764 {
2765         struct usbi_transfer *cur;
2766         struct usbi_transfer *to_cancel;
2767
2768         usbi_dbg("device %d.%d",
2769                 dev_handle->dev->bus_number, dev_handle->dev->device_address);
2770
2771         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2772          * status code.
2773          *
2774          * when we find a transfer for this device on the list, there are two
2775          * possible scenarios:
2776          * 1. the transfer is currently in-flight, in which case we terminate the
2777          *    transfer here
2778          * 2. the transfer has been added to the flying transfer list by
2779          *    libusb_submit_transfer, has failed to submit and
2780          *    libusb_submit_transfer is waiting for us to release the
2781          *    flying_transfers_lock to remove it, so we ignore it
2782          */
2783
2784         while (1) {
2785                 to_cancel = NULL;
2786                 usbi_mutex_lock(&HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers_lock);
2787                 list_for_each_entry(cur, &HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers, list, struct usbi_transfer)
2788                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == dev_handle) {
2789                                 usbi_mutex_lock(&cur->lock);
2790                                 if (cur->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
2791                                         to_cancel = cur;
2792                                 usbi_mutex_unlock(&cur->lock);
2793
2794                                 if (to_cancel)
2795                                         break;
2796                         }
2797                 usbi_mutex_unlock(&HANDLE_CTX(dev_handle)->flying_transfers_lock);
2798
2799                 if (!to_cancel)
2800                         break;
2801
2802                 usbi_dbg("cancelling transfer %p from disconnect",
2803                          USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(to_cancel));
2804
2805                 usbi_mutex_lock(&to_cancel->lock);
2806                 usbi_backend->clear_transfer_priv(to_cancel);
2807                 usbi_mutex_unlock(&to_cancel->lock);
2808                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2809         }
2810
2811 }