core: Introduce platform events abstraction
[platform/upstream/libusb.git] / libusb / io.c
1 /* -*- Mode: C; indent-tabs-mode:t ; c-basic-offset:8 -*- */
2 /*
3  * I/O functions for libusb
4  * Copyright © 2007-2009 Daniel Drake <dsd@gentoo.org>
5  * Copyright © 2001 Johannes Erdfelt <johannes@erdfelt.com>
6  * Copyright © 2019 Nathan Hjelm <hjelmn@cs.umm.edu>
7  * Copyright © 2019 Google LLC. All rights reserved.
8  *
9  * This library is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with this library; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include "libusbi.h"
25 #include "hotplug.h"
26
27 #include <errno.h>
28
29 /**
30  * \page libusb_io Synchronous and asynchronous device I/O
31  *
32  * \section io_intro Introduction
33  *
34  * If you're using libusb in your application, you're probably wanting to
35  * perform I/O with devices - you want to perform USB data transfers.
36  *
37  * libusb offers two separate interfaces for device I/O. This page aims to
38  * introduce the two in order to help you decide which one is more suitable
39  * for your application. You can also choose to use both interfaces in your
40  * application by considering each transfer on a case-by-case basis.
41  *
42  * Once you have read through the following discussion, you should consult the
43  * detailed API documentation pages for the details:
44  * - \ref libusb_syncio
45  * - \ref libusb_asyncio
46  *
47  * \section theory Transfers at a logical level
48  *
49  * At a logical level, USB transfers typically happen in two parts. For
50  * example, when reading data from a endpoint:
51  * -# A request for data is sent to the device
52  * -# Some time later, the incoming data is received by the host
53  *
54  * or when writing data to an endpoint:
55  *
56  * -# The data is sent to the device
57  * -# Some time later, the host receives acknowledgement from the device that
58  *    the data has been transferred.
59  *
60  * There may be an indefinite delay between the two steps. Consider a
61  * fictional USB input device with a button that the user can press. In order
62  * to determine when the button is pressed, you would likely submit a request
63  * to read data on a bulk or interrupt endpoint and wait for data to arrive.
64  * Data will arrive when the button is pressed by the user, which is
65  * potentially hours later.
66  *
67  * libusb offers both a synchronous and an asynchronous interface to performing
68  * USB transfers. The main difference is that the synchronous interface
69  * combines both steps indicated above into a single function call, whereas
70  * the asynchronous interface separates them.
71  *
72  * \section sync The synchronous interface
73  *
74  * The synchronous I/O interface allows you to perform a USB transfer with
75  * a single function call. When the function call returns, the transfer has
76  * completed and you can parse the results.
77  *
78  * If you have used the libusb-0.1 before, this I/O style will seem familar to
79  * you. libusb-0.1 only offered a synchronous interface.
80  *
81  * In our input device example, to read button presses you might write code
82  * in the following style:
83 \code
84 unsigned char data[4];
85 int actual_length;
86 int r = libusb_bulk_transfer(dev_handle, LIBUSB_ENDPOINT_IN, data, sizeof(data), &actual_length, 0);
87 if (r == 0 && actual_length == sizeof(data)) {
88         // results of the transaction can now be found in the data buffer
89         // parse them here and report button press
90 } else {
91         error();
92 }
93 \endcode
94  *
95  * The main advantage of this model is simplicity: you did everything with
96  * a single simple function call.
97  *
98  * However, this interface has its limitations. Your application will sleep
99  * inside libusb_bulk_transfer() until the transaction has completed. If it
100  * takes the user 3 hours to press the button, your application will be
101  * sleeping for that long. Execution will be tied up inside the library -
102  * the entire thread will be useless for that duration.
103  *
104  * Another issue is that by tieing up the thread with that single transaction
105  * there is no possibility of performing I/O with multiple endpoints and/or
106  * multiple devices simultaneously, unless you resort to creating one thread
107  * per transaction.
108  *
109  * Additionally, there is no opportunity to cancel the transfer after the
110  * request has been submitted.
111  *
112  * For details on how to use the synchronous API, see the
113  * \ref libusb_syncio "synchronous I/O API documentation" pages.
114  *
115  * \section async The asynchronous interface
116  *
117  * Asynchronous I/O is the most significant new feature in libusb-1.0.
118  * Although it is a more complex interface, it solves all the issues detailed
119  * above.
120  *
121  * Instead of providing which functions that block until the I/O has complete,
122  * libusb's asynchronous interface presents non-blocking functions which
123  * begin a transfer and then return immediately. Your application passes a
124  * callback function pointer to this non-blocking function, which libusb will
125  * call with the results of the transaction when it has completed.
126  *
127  * Transfers which have been submitted through the non-blocking functions
128  * can be cancelled with a separate function call.
129  *
130  * The non-blocking nature of this interface allows you to be simultaneously
131  * performing I/O to multiple endpoints on multiple devices, without having
132  * to use threads.
133  *
134  * This added flexibility does come with some complications though:
135  * - In the interest of being a lightweight library, libusb does not create
136  * threads and can only operate when your application is calling into it. Your
137  * application must call into libusb from it's main loop when events are ready
138  * to be handled, or you must use some other scheme to allow libusb to
139  * undertake whatever work needs to be done.
140  * - libusb also needs to be called into at certain fixed points in time in
141  * order to accurately handle transfer timeouts.
142  * - Memory handling becomes more complex. You cannot use stack memory unless
143  * the function with that stack is guaranteed not to return until the transfer
144  * callback has finished executing.
145  * - You generally lose some linearity from your code flow because submitting
146  * the transfer request is done in a separate function from where the transfer
147  * results are handled. This becomes particularly obvious when you want to
148  * submit a second transfer based on the results of an earlier transfer.
149  *
150  * Internally, libusb's synchronous interface is expressed in terms of function
151  * calls to the asynchronous interface.
152  *
153  * For details on how to use the asynchronous API, see the
154  * \ref libusb_asyncio "asynchronous I/O API" documentation pages.
155  */
156
157
158 /**
159  * \page libusb_packetoverflow Packets and overflows
160  *
161  * \section packets Packet abstraction
162  *
163  * The USB specifications describe how data is transmitted in packets, with
164  * constraints on packet size defined by endpoint descriptors. The host must
165  * not send data payloads larger than the endpoint's maximum packet size.
166  *
167  * libusb and the underlying OS abstract out the packet concept, allowing you
168  * to request transfers of any size. Internally, the request will be divided
169  * up into correctly-sized packets. You do not have to be concerned with
170  * packet sizes, but there is one exception when considering overflows.
171  *
172  * \section overflow Bulk/interrupt transfer overflows
173  *
174  * When requesting data on a bulk endpoint, libusb requires you to supply a
175  * buffer and the maximum number of bytes of data that libusb can put in that
176  * buffer. However, the size of the buffer is not communicated to the device -
177  * the device is just asked to send any amount of data.
178  *
179  * There is no problem if the device sends an amount of data that is less than
180  * or equal to the buffer size. libusb reports this condition to you through
181  * the \ref libusb_transfer::actual_length "libusb_transfer.actual_length"
182  * field.
183  *
184  * Problems may occur if the device attempts to send more data than can fit in
185  * the buffer. libusb reports LIBUSB_TRANSFER_OVERFLOW for this condition but
186  * other behaviour is largely undefined: actual_length may or may not be
187  * accurate, the chunk of data that can fit in the buffer (before overflow)
188  * may or may not have been transferred.
189  *
190  * Overflows are nasty, but can be avoided. Even though you were told to
191  * ignore packets above, think about the lower level details: each transfer is
192  * split into packets (typically small, with a maximum size of 512 bytes).
193  * Overflows can only happen if the final packet in an incoming data transfer
194  * is smaller than the actual packet that the device wants to transfer.
195  * Therefore, you will never see an overflow if your transfer buffer size is a
196  * multiple of the endpoint's packet size: the final packet will either
197  * fill up completely or will be only partially filled.
198  */
199
200 /**
201  * @defgroup libusb_asyncio Asynchronous device I/O
202  *
203  * This page details libusb's asynchronous (non-blocking) API for USB device
204  * I/O. This interface is very powerful but is also quite complex - you will
205  * need to read this page carefully to understand the necessary considerations
206  * and issues surrounding use of this interface. Simplistic applications
207  * may wish to consider the \ref libusb_syncio "synchronous I/O API" instead.
208  *
209  * The asynchronous interface is built around the idea of separating transfer
210  * submission and handling of transfer completion (the synchronous model
211  * combines both of these into one). There may be a long delay between
212  * submission and completion, however the asynchronous submission function
213  * is non-blocking so will return control to your application during that
214  * potentially long delay.
215  *
216  * \section asyncabstraction Transfer abstraction
217  *
218  * For the asynchronous I/O, libusb implements the concept of a generic
219  * transfer entity for all types of I/O (control, bulk, interrupt,
220  * isochronous). The generic transfer object must be treated slightly
221  * differently depending on which type of I/O you are performing with it.
222  *
223  * This is represented by the public libusb_transfer structure type.
224  *
225  * \section asynctrf Asynchronous transfers
226  *
227  * We can view asynchronous I/O as a 5 step process:
228  * -# <b>Allocation</b>: allocate a libusb_transfer
229  * -# <b>Filling</b>: populate the libusb_transfer instance with information
230  *    about the transfer you wish to perform
231  * -# <b>Submission</b>: ask libusb to submit the transfer
232  * -# <b>Completion handling</b>: examine transfer results in the
233  *    libusb_transfer structure
234  * -# <b>Deallocation</b>: clean up resources
235  *
236  *
237  * \subsection asyncalloc Allocation
238  *
239  * This step involves allocating memory for a USB transfer. This is the
240  * generic transfer object mentioned above. At this stage, the transfer
241  * is "blank" with no details about what type of I/O it will be used for.
242  *
243  * Allocation is done with the libusb_alloc_transfer() function. You must use
244  * this function rather than allocating your own transfers.
245  *
246  * \subsection asyncfill Filling
247  *
248  * This step is where you take a previously allocated transfer and fill it
249  * with information to determine the message type and direction, data buffer,
250  * callback function, etc.
251  *
252  * You can either fill the required fields yourself or you can use the
253  * helper functions: libusb_fill_control_transfer(), libusb_fill_bulk_transfer()
254  * and libusb_fill_interrupt_transfer().
255  *
256  * \subsection asyncsubmit Submission
257  *
258  * When you have allocated a transfer and filled it, you can submit it using
259  * libusb_submit_transfer(). This function returns immediately but can be
260  * regarded as firing off the I/O request in the background.
261  *
262  * \subsection asynccomplete Completion handling
263  *
264  * After a transfer has been submitted, one of four things can happen to it:
265  *
266  * - The transfer completes (i.e. some data was transferred)
267  * - The transfer has a timeout and the timeout expires before all data is
268  * transferred
269  * - The transfer fails due to an error
270  * - The transfer is cancelled
271  *
272  * Each of these will cause the user-specified transfer callback function to
273  * be invoked. It is up to the callback function to determine which of the
274  * above actually happened and to act accordingly.
275  *
276  * The user-specified callback is passed a pointer to the libusb_transfer
277  * structure which was used to setup and submit the transfer. At completion
278  * time, libusb has populated this structure with results of the transfer:
279  * success or failure reason, number of bytes of data transferred, etc. See
280  * the libusb_transfer structure documentation for more information.
281  *
282  * <b>Important Note</b>: The user-specified callback is called from an event
283  * handling context. It is therefore important that no calls are made into
284  * libusb that will attempt to perform any event handling. Examples of such
285  * functions are any listed in the \ref libusb_syncio "synchronous API" and any of
286  * the blocking functions that retrieve \ref libusb_desc "USB descriptors".
287  *
288  * \subsection Deallocation
289  *
290  * When a transfer has completed (i.e. the callback function has been invoked),
291  * you are advised to free the transfer (unless you wish to resubmit it, see
292  * below). Transfers are deallocated with libusb_free_transfer().
293  *
294  * It is undefined behaviour to free a transfer which has not completed.
295  *
296  * \section asyncresubmit Resubmission
297  *
298  * You may be wondering why allocation, filling, and submission are all
299  * separated above where they could reasonably be combined into a single
300  * operation.
301  *
302  * The reason for separation is to allow you to resubmit transfers without
303  * having to allocate new ones every time. This is especially useful for
304  * common situations dealing with interrupt endpoints - you allocate one
305  * transfer, fill and submit it, and when it returns with results you just
306  * resubmit it for the next interrupt.
307  *
308  * \section asynccancel Cancellation
309  *
310  * Another advantage of using the asynchronous interface is that you have
311  * the ability to cancel transfers which have not yet completed. This is
312  * done by calling the libusb_cancel_transfer() function.
313  *
314  * libusb_cancel_transfer() is asynchronous/non-blocking in itself. When the
315  * cancellation actually completes, the transfer's callback function will
316  * be invoked, and the callback function should check the transfer status to
317  * determine that it was cancelled.
318  *
319  * Freeing the transfer after it has been cancelled but before cancellation
320  * has completed will result in undefined behaviour.
321  *
322  * When a transfer is cancelled, some of the data may have been transferred.
323  * libusb will communicate this to you in the transfer callback. Do not assume
324  * that no data was transferred.
325  *
326  * \section bulk_overflows Overflows on device-to-host bulk/interrupt endpoints
327  *
328  * If your device does not have predictable transfer sizes (or it misbehaves),
329  * your application may submit a request for data on an IN endpoint which is
330  * smaller than the data that the device wishes to send. In some circumstances
331  * this will cause an overflow, which is a nasty condition to deal with. See
332  * the \ref libusb_packetoverflow page for discussion.
333  *
334  * \section asyncctrl Considerations for control transfers
335  *
336  * The <tt>libusb_transfer</tt> structure is generic and hence does not
337  * include specific fields for the control-specific setup packet structure.
338  *
339  * In order to perform a control transfer, you must place the 8-byte setup
340  * packet at the start of the data buffer. To simplify this, you could
341  * cast the buffer pointer to type struct libusb_control_setup, or you can
342  * use the helper function libusb_fill_control_setup().
343  *
344  * The wLength field placed in the setup packet must be the length you would
345  * expect to be sent in the setup packet: the length of the payload that
346  * follows (or the expected maximum number of bytes to receive). However,
347  * the length field of the libusb_transfer object must be the length of
348  * the data buffer - i.e. it should be wLength <em>plus</em> the size of
349  * the setup packet (LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE).
350  *
351  * If you use the helper functions, this is simplified for you:
352  * -# Allocate a buffer of size LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE plus the size of the
353  * data you are sending/requesting.
354  * -# Call libusb_fill_control_setup() on the data buffer, using the transfer
355  * request size as the wLength value (i.e. do not include the extra space you
356  * allocated for the control setup).
357  * -# If this is a host-to-device transfer, place the data to be transferred
358  * in the data buffer, starting at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE.
359  * -# Call libusb_fill_control_transfer() to associate the data buffer with
360  * the transfer (and to set the remaining details such as callback and timeout).
361  *   - Note that there is no parameter to set the length field of the transfer.
362  *     The length is automatically inferred from the wLength field of the setup
363  *     packet.
364  * -# Submit the transfer.
365  *
366  * The multi-byte control setup fields (wValue, wIndex and wLength) must
367  * be given in little-endian byte order (the endianness of the USB bus).
368  * Endianness conversion is transparently handled by
369  * libusb_fill_control_setup() which is documented to accept host-endian
370  * values.
371  *
372  * Further considerations are needed when handling transfer completion in
373  * your callback function:
374  * - As you might expect, the setup packet will still be sitting at the start
375  * of the data buffer.
376  * - If this was a device-to-host transfer, the received data will be sitting
377  * at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE into the buffer.
378  * - The actual_length field of the transfer structure is relative to the
379  * wLength of the setup packet, rather than the size of the data buffer. So,
380  * if your wLength was 4, your transfer's <tt>length</tt> was 12, then you
381  * should expect an <tt>actual_length</tt> of 4 to indicate that the data was
382  * transferred in entirity.
383  *
384  * To simplify parsing of setup packets and obtaining the data from the
385  * correct offset, you may wish to use the libusb_control_transfer_get_data()
386  * and libusb_control_transfer_get_setup() functions within your transfer
387  * callback.
388  *
389  * Even though control endpoints do not halt, a completed control transfer
390  * may have a LIBUSB_TRANSFER_STALL status code. This indicates the control
391  * request was not supported.
392  *
393  * \section asyncintr Considerations for interrupt transfers
394  *
395  * All interrupt transfers are performed using the polling interval presented
396  * by the bInterval value of the endpoint descriptor.
397  *
398  * \section asynciso Considerations for isochronous transfers
399  *
400  * Isochronous transfers are more complicated than transfers to
401  * non-isochronous endpoints.
402  *
403  * To perform I/O to an isochronous endpoint, allocate the transfer by calling
404  * libusb_alloc_transfer() with an appropriate number of isochronous packets.
405  *
406  * During filling, set \ref libusb_transfer::type "type" to
407  * \ref libusb_transfer_type::LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS
408  * "LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS", and set
409  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" to a value less than
410  * or equal to the number of packets you requested during allocation.
411  * libusb_alloc_transfer() does not set either of these fields for you, given
412  * that you might not even use the transfer on an isochronous endpoint.
413  *
414  * Next, populate the length field for the first num_iso_packets entries in
415  * the \ref libusb_transfer::iso_packet_desc "iso_packet_desc" array. Section
416  * 5.6.3 of the USB2 specifications describe how the maximum isochronous
417  * packet length is determined by the wMaxPacketSize field in the endpoint
418  * descriptor.
419  * Two functions can help you here:
420  *
421  * - libusb_get_max_iso_packet_size() is an easy way to determine the max
422  *   packet size for an isochronous endpoint. Note that the maximum packet
423  *   size is actually the maximum number of bytes that can be transmitted in
424  *   a single microframe, therefore this function multiplies the maximum number
425  *   of bytes per transaction by the number of transaction opportunities per
426  *   microframe.
427  * - libusb_set_iso_packet_lengths() assigns the same length to all packets
428  *   within a transfer, which is usually what you want.
429  *
430  * For outgoing transfers, you'll obviously fill the buffer and populate the
431  * packet descriptors in hope that all the data gets transferred. For incoming
432  * transfers, you must ensure the buffer has sufficient capacity for
433  * the situation where all packets transfer the full amount of requested data.
434  *
435  * Completion handling requires some extra consideration. The
436  * \ref libusb_transfer::actual_length "actual_length" field of the transfer
437  * is meaningless and should not be examined; instead you must refer to the
438  * \ref libusb_iso_packet_descriptor::actual_length "actual_length" field of
439  * each individual packet.
440  *
441  * The \ref libusb_transfer::status "status" field of the transfer is also a
442  * little misleading:
443  *  - If the packets were submitted and the isochronous data microframes
444  *    completed normally, status will have value
445  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
446  *    "LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED". Note that bus errors and software-incurred
447  *    delays are not counted as transfer errors; the transfer.status field may
448  *    indicate COMPLETED even if some or all of the packets failed. Refer to
449  *    the \ref libusb_iso_packet_descriptor::status "status" field of each
450  *    individual packet to determine packet failures.
451  *  - The status field will have value
452  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR
453  *    "LIBUSB_TRANSFER_ERROR" only when serious errors were encountered.
454  *  - Other transfer status codes occur with normal behaviour.
455  *
456  * The data for each packet will be found at an offset into the buffer that
457  * can be calculated as if each prior packet completed in full. The
458  * libusb_get_iso_packet_buffer() and libusb_get_iso_packet_buffer_simple()
459  * functions may help you here.
460  *
461  * <b>Note</b>: Some operating systems (e.g. Linux) may impose limits on the
462  * length of individual isochronous packets and/or the total length of the
463  * isochronous transfer. Such limits can be difficult for libusb to detect,
464  * so the library will simply try and submit the transfer as set up by you.
465  * If the transfer fails to submit because it is too large,
466  * libusb_submit_transfer() will return
467  * \ref libusb_error::LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM "LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM".
468  *
469  * \section asyncmem Memory caveats
470  *
471  * In most circumstances, it is not safe to use stack memory for transfer
472  * buffers. This is because the function that fired off the asynchronous
473  * transfer may return before libusb has finished using the buffer, and when
474  * the function returns it's stack gets destroyed. This is true for both
475  * host-to-device and device-to-host transfers.
476  *
477  * The only case in which it is safe to use stack memory is where you can
478  * guarantee that the function owning the stack space for the buffer does not
479  * return until after the transfer's callback function has completed. In every
480  * other case, you need to use heap memory instead.
481  *
482  * \section asyncflags Fine control
483  *
484  * Through using this asynchronous interface, you may find yourself repeating
485  * a few simple operations many times. You can apply a bitwise OR of certain
486  * flags to a transfer to simplify certain things:
487  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK
488  *   "LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK" results in transfers which transferred
489  *   less than the requested amount of data being marked with status
490  *   \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR "LIBUSB_TRANSFER_ERROR"
491  *   (they would normally be regarded as COMPLETED)
492  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
493  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" allows you to ask libusb to free the transfer
494  *   buffer when freeing the transfer.
495  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER
496  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER" causes libusb to automatically free the
497  *   transfer after the transfer callback returns.
498  *
499  * \section asyncevent Event handling
500  *
501  * An asynchronous model requires that libusb perform work at various
502  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
503  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
504  *
505  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
506  * application must call into when libusb has work do to. This gives libusb
507  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
508  *
509  * There are 2 different approaches to dealing with libusb_handle_events:
510  *
511  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
512  *    thread.
513  * -# Integrate libusb with your application's main event loop. libusb
514  *    exposes a set of file descriptors which allow you to do this.
515  *
516  * The first approach has the big advantage that it will also work on Windows
517  * were libusb' poll API for select / poll integration is not available. So
518  * if you want to support Windows and use the async API, you must use this
519  * approach, see the \ref eventthread "Using an event handling thread" section
520  * below for details.
521  *
522  * If you prefer a single threaded approach with a single central event loop,
523  * see the \ref libusb_poll "polling and timing" section for how to integrate libusb
524  * into your application's main event loop.
525  *
526  * \section eventthread Using an event handling thread
527  *
528  * Lets begin with stating the obvious: If you're going to use a separate
529  * thread for libusb event handling, your callback functions MUST be
530  * threadsafe.
531  *
532  * Other then that doing event handling from a separate thread, is mostly
533  * simple. You can use an event thread function as follows:
534 \code
535 void *event_thread_func(void *ctx)
536 {
537     while (event_thread_run)
538         libusb_handle_events(ctx);
539
540     return NULL;
541 }
542 \endcode
543  *
544  * There is one caveat though, stopping this thread requires setting the
545  * event_thread_run variable to 0, and after that libusb_handle_events() needs
546  * to return control to event_thread_func. But unless some event happens,
547  * libusb_handle_events() will not return.
548  *
549  * There are 2 different ways of dealing with this, depending on if your
550  * application uses libusb' \ref libusb_hotplug "hotplug" support or not.
551  *
552  * Applications which do not use hotplug support, should not start the event
553  * thread until after their first call to libusb_open(), and should stop the
554  * thread when closing the last open device as follows:
555 \code
556 void my_close_handle(libusb_device_handle *dev_handle)
557 {
558     if (open_devs == 1)
559         event_thread_run = 0;
560
561     libusb_close(dev_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
562
563     if (open_devs == 1)
564         pthread_join(event_thread);
565
566     open_devs--;
567 }
568 \endcode
569  *
570  * Applications using hotplug support should start the thread at program init,
571  * after having successfully called libusb_hotplug_register_callback(), and
572  * should stop the thread at program exit as follows:
573 \code
574 void my_libusb_exit(void)
575 {
576     event_thread_run = 0;
577     libusb_hotplug_deregister_callback(ctx, hotplug_cb_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
578     pthread_join(event_thread);
579     libusb_exit(ctx);
580 }
581 \endcode
582  */
583
584 /**
585  * @defgroup libusb_poll Polling and timing
586  *
587  * This page documents libusb's functions for polling events and timing.
588  * These functions are only necessary for users of the
589  * \ref libusb_asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
590  * \ref libusb_syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
591  * functions.
592  *
593  * The justification for the functionality described here has already been
594  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
595  * asynchronous API documentation. In summary, libusb does not create internal
596  * threads for event processing and hence relies on your application calling
597  * into libusb at certain points in time so that pending events can be handled.
598  *
599  * Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
600  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
601  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
602  * libusb's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
603  * is detected on such descriptors you know it is time to call
604  * libusb_handle_events().
605  *
606  * There is one final event handling complication. libusb supports
607  * asynchronous transfers which time out after a specified time period.
608  *
609  * On some platforms a timerfd is used, so the timeout handling is just another
610  * fd, on other platforms this requires that libusb is called into at or after
611  * the timeout to handle it. So, in addition to considering libusb's file
612  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusb
613  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
614  * is no file descriptor activity, see \ref polltime details.
615  *
616  * In order to know precisely when libusb needs to be called into, libusb
617  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
618  * the next timeout expires.
619  *
620  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
621  * following options, otherwise your I/O will not complete.
622  *
623  * \section pollsimple The simple option
624  *
625  * If your application revolves solely around libusb and does not need to
626  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
627 \code
628 // initialize libusb
629 // find and open device
630 // maybe fire off some initial async I/O
631
632 while (user_has_not_requested_exit)
633         libusb_handle_events(ctx);
634
635 // clean up and exit
636 \endcode
637  *
638  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
639  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
640  * handle those details internally.
641  *
642  * \section libusb_pollmain The more advanced option
643  *
644  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
645  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Applications which
646  * want to support Windows are advised to use an \ref eventthread
647  * "event handling thread" instead.
648  *
649  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
650  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
651  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusb is
652  * designed to cleanly integrate into such main loops.
653  *
654  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
655  * take a set of file descriptors from libusb and monitor those too. When you
656  * detect activity on libusb's file descriptors, you call
657  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
658  *
659  * What's more, libusb may also need to handle events at specific moments in
660  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
661  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
662  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
663  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
664  * these moments occur. This means that you need to adjust your
665  * poll()/select() timeout accordingly.
666  *
667  * libusb provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
668  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
669  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
670  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
671  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusb indicates,
672  * polling all of them at once.
673  *
674  * In pseudo-code, you want something that looks like:
675 \code
676 // initialise libusb
677
678 libusb_get_pollfds(ctx)
679 while (user has not requested application exit) {
680         libusb_get_next_timeout(ctx);
681         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
682                 using a timeout no larger than the value libusb just suggested)
683         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
684                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
685         if (time has elapsed to or beyond the libusb timeout)
686                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
687         // handle events from other sources here
688 }
689
690 // clean up and exit
691 \endcode
692  *
693  * \subsection polltime Notes on time-based events
694  *
695  * The above complication with having to track time and call into libusb at
696  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
697  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
698  * restrict the supported platforms of your application and get away with
699  * a more simplistic scheme.
700  *
701  * These time-based event complications are \b not required on the following
702  * platforms:
703  *  - Darwin
704  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
705  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
706  *   - glibc v2.9 or newer
707  *   - libusb v1.0.5 or newer
708  *
709  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
710  * 0, so your main loop can be simplified to:
711 \code
712 // initialise libusb
713
714 libusb_get_pollfds(ctx)
715 while (user has not requested application exit) {
716         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
717                 using any timeout that you like)
718         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
719                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
720         // handle events from other sources here
721 }
722
723 // clean up and exit
724 \endcode
725  *
726  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
727  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
728  * and <em>any future platforms supported by libusb which may have time-based
729  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
730  * strange bugs in your application.
731  *
732  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
733  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
734  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusb's next timeout
735  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
736  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
737  * if the platform does suffer from these timing complications.
738  *
739  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
740  *
741  * The set of file descriptors that libusb uses as event sources may change
742  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
743  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
744  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
745  *
746  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
747  *
748  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
749  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
750  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
751  * some headaches.
752  *
753  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
754  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
755  * with these entities otherwise.
756  *
757  * See the extra documentation: \ref libusb_mtasync
758  */
759
760 /** \page libusb_mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
761  *
762  * libusb is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
763  * to applications which interact with libusb from multiple threads.
764  *
765  * The underlying issue that must be addressed is that all libusb I/O
766  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
767  * system calls. This is directly exposed at the
768  * \ref libusb_asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
769  * \ref libusb_syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
770  * asynchonrous interface, therefore the same considerations apply.
771  *
772  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
773  * or select() on libusb's file descriptors then only one of those threads
774  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
775  * oblivious that anything has happened.
776  *
777  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
778  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
779  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusb
780  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
781  * explained on this page).
782  *
783 \code
784 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
785 {
786         int *completed = transfer->user_data;
787         *completed = 1;
788 }
789
790 void myfunc() {
791         struct libusb_transfer *transfer;
792         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE] __attribute__ ((aligned (2)));
793         int completed = 0;
794
795         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
796         libusb_fill_control_setup(buffer,
797                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
798         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
799         libusb_submit_transfer(transfer);
800
801         while (!completed) {
802                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
803                 if (poll indicates activity)
804                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
805         }
806         printf("completed!");
807         // other code here
808 }
809 \endcode
810  *
811  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
812  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
813  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
814  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
815  *
816  * If this is the only thread that is polling libusb's file descriptors, there
817  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
818  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
819  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
820  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
821  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
822  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
823  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
824  * this issue!
825  *
826  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
827  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
828  * impact the capabilities of the library, so libusb offers the scheme
829  * documented below to ensure no loss of functionality.
830  *
831  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
832  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
833  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
834  * synchronous I/O functions - libusb hides this headache from you.
835  *
836  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
837  *
838  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
839  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
840  * above with libusb_handle_events() like so:
841  *
842 \code
843         libusb_submit_transfer(transfer);
844
845         while (!completed) {
846                 libusb_handle_events(ctx);
847         }
848         printf("completed!");
849 \endcode
850  *
851  * This however has a race between the checking of completed and
852  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
853  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
854  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
855  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
856  * synchronous API implementation of libusb.
857  *
858  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
859  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
860  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
861  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
862  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
863  * completion check for you after they have acquired the lock:
864  *
865 \code
866         libusb_submit_transfer(transfer);
867
868         while (!completed) {
869                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
870         }
871         printf("completed!");
872 \endcode
873  *
874  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
875  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
876  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
877  *
878  * \section eventlock The events lock
879  *
880  * The problem is when we consider the fact that libusb exposes file
881  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
882  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
883  * libusb's back. If you do take libusb's file descriptors and pass them to
884  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
885  *
886  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
887  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
888  * one thread is handling events at any one time.
889  *
890  * You must take the events lock before polling libusb file descriptors,
891  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
892  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
893  *
894  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
895  *
896  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
897  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
898 \code
899         libusb_lock_events(ctx);
900         while (!completed) {
901                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
902                 if (poll indicates activity)
903                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
904         }
905         libusb_unlock_events(ctx);
906 \endcode
907  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
908  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
909  * the lock is not released until the transfer is completed.
910  *
911  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
912  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
913  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
914  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
915  * due to contention on the lock.
916  *
917  * To solve this, libusb offers you a mechanism to determine when another
918  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
919  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
920  * does not involve polling of file descriptors).
921  *
922  * After determining that another thread is currently handling events, you
923  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
924  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
925  * so, you call libusb_wait_for_event().
926  *
927  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
928  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
929  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
930  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
931  * events, and if not, it should start handling events itself.
932  *
933  * This looks like the following, as pseudo-code:
934 \code
935 retry:
936 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
937         // we obtained the event lock: do our own event handling
938         while (!completed) {
939                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
940                         libusb_unlock_events(ctx);
941                         goto retry;
942                 }
943                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
944                 if (poll indicates activity)
945                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
946         }
947         libusb_unlock_events(ctx);
948 } else {
949         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
950         // an event has completed
951         libusb_lock_event_waiters(ctx);
952
953         while (!completed) {
954                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
955                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
956                 // events in the time it took us to reach this point)
957                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
958                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
959                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
960                         goto retry;
961                 }
962
963                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
964         }
965         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
966 }
967 printf("completed!\n");
968 \endcode
969  *
970  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
971  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
972  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
973  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
974  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
975  * the lock while waiting, and reaquires it before continuing.
976  *
977  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
978  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
979  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
980  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
981  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
982  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
983  * over the event handling.
984  *
985  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
986  * should be apparent from the code shown above.
987  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
988  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
989  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusb is still happy for your
990  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusb needs to
991  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
992  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
993  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
994  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
995  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
996  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
997  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
998  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
999  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
1000  *    "working behind libusb's back", as is the case here.
1001  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
1002  *    holding the events lock
1003  *
1004  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
1005  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusb can do this
1006  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
1007  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
1008  * callback has returned).
1009  *
1010  * \subsection fullstory The full story
1011  *
1012  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
1013  * really thinking through the issues then you may be left with some more
1014  * questions regarding libusb's internals. If you're curious, read on, and if
1015  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
1016  *
1017  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
1018  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
1019  * thread is doing event handling?
1020  *
1021  * There are 2 situations in which this may happen.
1022  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
1023  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
1024  *    restarts, picking up the new descriptor.
1025  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
1026  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
1027  *    important that nobody is doing event handling at this time.
1028  *
1029  * libusb handles these issues internally, so application developers do not
1030  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
1031  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
1032  *
1033  * -# During initialization, libusb opens an internal pipe, and it adds the read
1034  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
1035  * -# During libusb_close(), libusb writes some dummy data on this event pipe.
1036  *    This immediately interrupts the event handler. libusb also records
1037  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
1038  *    high-priority event.
1039  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
1040  *    differently:
1041  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
1042  *     OK for event handling to continue.
1043  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
1044  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
1045  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
1046  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
1047  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
1048  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
1049  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
1050  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
1051  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusb can safely remove
1052  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
1053  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
1054  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
1055  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
1056  *    the events lock.
1057  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
1058  *    reverts to the original, documented behaviour.
1059  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1060  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1061  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1062  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1063  *
1064  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1065  * call to libusb_open():
1066  *
1067  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1068  * -# libusb sends some dummy data on the event pipe, and records that it
1069  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1070  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1071  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1072  *    event waiters.
1073  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1074  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1075  *    releases the events lock.
1076  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1077  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1078  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1079  *
1080  * \subsection concl Closing remarks
1081  *
1082  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1083  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1084  * applies to applications that take libusb's file descriptors and integrate
1085  * them into their own polling loops.
1086  *
1087  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1088  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1089  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1090  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1091  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1092  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1093  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1094  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1095  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1096  * undesirable behaviour occurring. The solution is for your polling thread to
1097  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1098  * in them getting along in perfect harmony.
1099  *
1100  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1101  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1102  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1103  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1104  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1105  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1106  * give up the events lock if instructed.
1107  */
1108
1109 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1110 {
1111         int r;
1112
1113         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock);
1114         usbi_mutex_init(&ctx->events_lock);
1115         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock);
1116         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond);
1117         usbi_mutex_init(&ctx->event_data_lock);
1118         usbi_tls_key_create(&ctx->event_handling_key);
1119         list_init(&ctx->flying_transfers);
1120         list_init(&ctx->event_sources);
1121         list_init(&ctx->removed_event_sources);
1122         list_init(&ctx->hotplug_msgs);
1123         list_init(&ctx->completed_transfers);
1124
1125         r = usbi_create_event(&ctx->event);
1126         if (r < 0)
1127                 goto err;
1128
1129         r = usbi_add_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event), USBI_EVENT_POLL_EVENTS);
1130         if (r < 0)
1131                 goto err_destroy_event;
1132
1133 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1134         r = usbi_create_timer(&ctx->timer);
1135         if (r == 0) {
1136                 usbi_dbg("using timer for timeouts");
1137                 r = usbi_add_event_source(ctx, USBI_TIMER_OS_HANDLE(&ctx->timer), USBI_TIMER_POLL_EVENTS);
1138                 if (r < 0)
1139                         goto err_destroy_timer;
1140         } else {
1141                 usbi_dbg("timer not available for timeouts");
1142         }
1143 #endif
1144
1145         return 0;
1146
1147 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1148 err_destroy_timer:
1149         usbi_destroy_timer(&ctx->timer);
1150         usbi_remove_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event));
1151 #endif
1152 err_destroy_event:
1153         usbi_destroy_event(&ctx->event);
1154 err:
1155         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1156         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1157         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1158         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1159         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1160         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1161         return r;
1162 }
1163
1164 static void cleanup_removed_event_sources(struct libusb_context *ctx)
1165 {
1166         struct usbi_event_source *ievent_source, *tmp;
1167
1168         for_each_removed_event_source_safe(ctx, ievent_source, tmp) {
1169                 list_del(&ievent_source->list);
1170                 free(ievent_source);
1171         }
1172 }
1173
1174 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1175 {
1176 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1177         if (usbi_using_timer(ctx)) {
1178                 usbi_remove_event_source(ctx, USBI_TIMER_OS_HANDLE(&ctx->timer));
1179                 usbi_destroy_timer(&ctx->timer);
1180         }
1181 #endif
1182         usbi_remove_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event));
1183         usbi_destroy_event(&ctx->event);
1184         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1185         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1186         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1187         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1188         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1189         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1190         cleanup_removed_event_sources(ctx);
1191         free(ctx->event_data);
1192 }
1193
1194 static int calculate_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1195 {
1196         int r;
1197         unsigned int timeout =
1198                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout;
1199
1200         if (!timeout) {
1201                 TIMESPEC_CLEAR(&itransfer->timeout);
1202                 return 0;
1203         }
1204
1205         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &itransfer->timeout);
1206         if (r < 0) {
1207                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer),
1208                         "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
1209                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1210         }
1211
1212         itransfer->timeout.tv_sec += timeout / 1000U;
1213         itransfer->timeout.tv_nsec += (timeout % 1000U) * 1000000L;
1214         if (itransfer->timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1215                 ++itransfer->timeout.tv_sec;
1216                 itransfer->timeout.tv_nsec -= 1000000000L;
1217         }
1218
1219         return 0;
1220 }
1221
1222 /** \ingroup libusb_asyncio
1223  * Allocate a libusb transfer with a specified number of isochronous packet
1224  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1225  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1226  * libusb_free_transfer().
1227  *
1228  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1229  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1230  *
1231  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1232  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1233  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1234  * you are still required to set the
1235  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1236  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1237  *
1238  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1239  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1240  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1241  *
1242  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate. Must be non-negative.
1243  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1244  */
1245 DEFAULT_VISIBILITY
1246 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1247         int iso_packets)
1248 {
1249         size_t priv_size;
1250         size_t alloc_size;
1251         unsigned char *ptr;
1252         struct usbi_transfer *itransfer;
1253         struct libusb_transfer *transfer;
1254
1255         assert(iso_packets >= 0);
1256         if (iso_packets < 0)
1257                 return NULL;
1258
1259         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1260         alloc_size = priv_size
1261                 + sizeof(struct usbi_transfer)
1262                 + sizeof(struct libusb_transfer)
1263                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * (size_t)iso_packets);
1264         ptr = calloc(1, alloc_size);
1265         if (!ptr)
1266                 return NULL;
1267
1268         itransfer = (struct usbi_transfer *)(ptr + priv_size);
1269         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1270         itransfer->priv = ptr;
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         size_t priv_size;
1298         unsigned char *ptr;
1299
1300         if (!transfer)
1301                 return;
1302
1303         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1304         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER)
1305                 free(transfer->buffer);
1306
1307         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1308         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1309
1310         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1311         ptr = (unsigned char *)itransfer - priv_size;
1312         assert(ptr == itransfer->priv);
1313         free(ptr);
1314 }
1315
1316 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timer based on the
1317  * next upcoming timeout.
1318  * must be called with flying_list locked.
1319  * returns 0 on success or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1320  */
1321 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1322 static int arm_timer_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1323 {
1324         struct usbi_transfer *itransfer;
1325
1326         if (!usbi_using_timer(ctx))
1327                 return 0;
1328
1329         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
1330                 struct timespec *cur_ts = &itransfer->timeout;
1331
1332                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1333                  * arming to do */
1334                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts))
1335                         break;
1336
1337                 /* act on first transfer that has not already been handled */
1338                 if (!(itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))) {
1339                         usbi_dbg("next timeout originally %ums", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1340                         return usbi_arm_timer(&ctx->timer, cur_ts);
1341                 }
1342         }
1343
1344         usbi_dbg("no timeouts, disarming timer");
1345         return usbi_disarm_timer(&ctx->timer);
1346 }
1347 #else
1348 static inline int arm_timer_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1349 {
1350         UNUSED(ctx);
1351         return 0;
1352 }
1353 #endif
1354
1355 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1356  * This function will return non 0 if fails to update the timer,
1357  * in which case the transfer is *not* on the flying_transfers list. */
1358 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1359 {
1360         struct usbi_transfer *cur;
1361         struct timespec *timeout = &itransfer->timeout;
1362         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1363         int r;
1364         int first = 1;
1365
1366         r = calculate_timeout(itransfer);
1367         if (r)
1368                 return r;
1369
1370         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1371         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1372                 list_add(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1373                 goto out;
1374         }
1375
1376         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1377         if (!TIMESPEC_IS_SET(timeout)) {
1378                 list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1379                 /* first is irrelevant in this case */
1380                 goto out;
1381         }
1382
1383         /* otherwise, find appropriate place in list */
1384         for_each_transfer(ctx, cur) {
1385                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1386                 struct timespec *cur_ts = &cur->timeout;
1387
1388                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts) || TIMESPEC_CMP(cur_ts, timeout, >)) {
1389                         list_add_tail(&itransfer->list, &cur->list);
1390                         goto out;
1391                 }
1392                 first = 0;
1393         }
1394         /* first is 0 at this stage (list not empty) */
1395
1396         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1397         list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1398 out:
1399 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1400         if (first && usbi_using_timer(ctx) && TIMESPEC_IS_SET(timeout)) {
1401                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1402                  * rearm the timer with this transfer's timeout */
1403                 usbi_dbg("arm timer for timeout in %ums (first in line)",
1404                         USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1405                 r = usbi_arm_timer(&ctx->timer, timeout);
1406         }
1407 #else
1408         UNUSED(first);
1409 #endif
1410
1411         if (r)
1412                 list_del(&itransfer->list);
1413
1414         return r;
1415 }
1416
1417 /* remove a transfer from the active transfers list.
1418  * This function will *always* remove the transfer from the
1419  * flying_transfers list. It will return a LIBUSB_ERROR code
1420  * if it fails to update the timer for the next timeout. */
1421 static int remove_from_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1422 {
1423         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1424         int rearm_timer;
1425         int r = 0;
1426
1427         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1428         rearm_timer = (TIMESPEC_IS_SET(&itransfer->timeout) &&
1429                 list_first_entry(&ctx->flying_transfers, struct usbi_transfer, list) == itransfer);
1430         list_del(&itransfer->list);
1431         if (rearm_timer)
1432                 r = arm_timer_for_next_timeout(ctx);
1433         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1434
1435         return r;
1436 }
1437
1438 /** \ingroup libusb_asyncio
1439  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1440  * return immediately.
1441  *
1442  * \param transfer the transfer to submit
1443  * \returns 0 on success
1444  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1445  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1446  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1447  * by the operating system.
1448  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if the transfer size is larger than
1449  * the operating system and/or hardware can support
1450  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1451  */
1452 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1453 {
1454         struct usbi_transfer *itransfer =
1455                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1456         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1457         int r;
1458
1459         usbi_dbg("transfer %p", transfer);
1460
1461         /*
1462          * Important note on locking, this function takes / releases locks
1463          * in the following order:
1464          *  take flying_transfers_lock
1465          *  take itransfer->lock
1466          *  clear transfer
1467          *  add to flying_transfers list
1468          *  release flying_transfers_lock
1469          *  submit transfer
1470          *  release itransfer->lock
1471          *  if submit failed:
1472          *   take flying_transfers_lock
1473          *   remove from flying_transfers list
1474          *   release flying_transfers_lock
1475          *
1476          * Note that it takes locks in the order a-b and then releases them
1477          * in the same order a-b. This is somewhat unusual but not wrong,
1478          * release order is not important as long as *all* locks are released
1479          * before re-acquiring any locks.
1480          *
1481          * This means that the ordering of first releasing itransfer->lock
1482          * and then re-acquiring the flying_transfers_list on error is
1483          * important and must not be changed!
1484          *
1485          * This is done this way because when we take both locks we must always
1486          * take flying_transfers_lock first to avoid ab-ba style deadlocks with
1487          * the timeout handling and usbi_handle_disconnect paths.
1488          *
1489          * And we cannot release itransfer->lock before the submission is
1490          * complete otherwise timeout handling for transfers with short
1491          * timeouts may run before submission.
1492          */
1493         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1494         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1495         if (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT) {
1496                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1497                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1498                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
1499         }
1500         itransfer->transferred = 0;
1501         itransfer->state_flags = 0;
1502         itransfer->timeout_flags = 0;
1503         r = add_to_flying_list(itransfer);
1504         if (r) {
1505                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1506                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1507                 return r;
1508         }
1509         /*
1510          * We must release the flying transfers lock here, because with
1511          * some backends the submit_transfer method is synchroneous.
1512          */
1513         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1514
1515         r = usbi_backend.submit_transfer(itransfer);
1516         if (r == LIBUSB_SUCCESS) {
1517                 itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1518                 /* keep a reference to this device */
1519                 libusb_ref_device(transfer->dev_handle->dev);
1520         }
1521         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1522
1523         if (r != LIBUSB_SUCCESS)
1524                 remove_from_flying_list(itransfer);
1525
1526         return r;
1527 }
1528
1529 /** \ingroup libusb_asyncio
1530  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1531  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1532  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1533  * with a transfer status of
1534  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1535  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1536  *
1537  * \param transfer the transfer to cancel
1538  * \returns 0 on success
1539  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is not in progress,
1540  * already complete, or already cancelled.
1541  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1542  */
1543 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1544 {
1545         struct usbi_transfer *itransfer =
1546                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1547         int r;
1548
1549         usbi_dbg("transfer %p", transfer );
1550         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1551         if (!(itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
1552                         || (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_CANCELLING)) {
1553                 r = LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND;
1554                 goto out;
1555         }
1556         r = usbi_backend.cancel_transfer(itransfer);
1557         if (r < 0) {
1558                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND &&
1559                     r != LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1560                         usbi_err(TRANSFER_CTX(transfer),
1561                                 "cancel transfer failed error %d", r);
1562                 else
1563                         usbi_dbg("cancel transfer failed error %d", r);
1564
1565                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1566                         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1567         }
1568
1569         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1570
1571 out:
1572         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1573         return r;
1574 }
1575
1576 /** \ingroup libusb_asyncio
1577  * Set a transfers bulk stream id. Note users are advised to use
1578  * libusb_fill_bulk_stream_transfer() instead of calling this function
1579  * directly.
1580  *
1581  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1582  *
1583  * \param transfer the transfer to set the stream id for
1584  * \param stream_id the stream id to set
1585  * \see libusb_alloc_streams()
1586  */
1587 void API_EXPORTED libusb_transfer_set_stream_id(
1588         struct libusb_transfer *transfer, uint32_t stream_id)
1589 {
1590         struct usbi_transfer *itransfer =
1591                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1592
1593         itransfer->stream_id = stream_id;
1594 }
1595
1596 /** \ingroup libusb_asyncio
1597  * Get a transfers bulk stream id.
1598  *
1599  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1600  *
1601  * \param transfer the transfer to get the stream id for
1602  * \returns the stream id for the transfer
1603  */
1604 uint32_t API_EXPORTED libusb_transfer_get_stream_id(
1605         struct libusb_transfer *transfer)
1606 {
1607         struct usbi_transfer *itransfer =
1608                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1609
1610         return itransfer->stream_id;
1611 }
1612
1613 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1614  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1615  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1616  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1617  * data before calling it.
1618  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1619  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1620  * will attempt to take the lock. */
1621 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1622         enum libusb_transfer_status status)
1623 {
1624         struct libusb_transfer *transfer =
1625                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1626         struct libusb_device_handle *dev_handle = transfer->dev_handle;
1627         uint8_t flags;
1628         int r;
1629
1630         r = remove_from_flying_list(itransfer);
1631         if (r < 0)
1632                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(itransfer), "failed to set timer for next timeout");
1633
1634         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1635         itransfer->state_flags &= ~USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1636         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1637
1638         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1639                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1640                 int rqlen = transfer->length;
1641                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1642                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1643                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1644                         usbi_dbg("interpreting short transfer as error");
1645                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1646                 }
1647         }
1648
1649         flags = transfer->flags;
1650         transfer->status = status;
1651         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1652         usbi_dbg("transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1653         if (transfer->callback)
1654                 transfer->callback(transfer);
1655         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1656          * this point. */
1657         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1658                 libusb_free_transfer(transfer);
1659         libusb_unref_device(dev_handle->dev);
1660         return r;
1661 }
1662
1663 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1664  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1665  * transfers exist here.
1666  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1667  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1668  * will attempt to take the lock. */
1669 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *itransfer)
1670 {
1671         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1672         uint8_t timed_out;
1673
1674         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1675         timed_out = itransfer->timeout_flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1676         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1677
1678         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1679         if (timed_out) {
1680                 usbi_dbg("detected timeout cancellation");
1681                 return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1682         }
1683
1684         /* otherwise its a normal async cancel */
1685         return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1686 }
1687
1688 /* Add a completed transfer to the completed_transfers list of the
1689  * context and signal the event. The backend's handle_transfer_completion()
1690  * function will be called the next time an event handler runs. */
1691 void usbi_signal_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer)
1692 {
1693         libusb_device_handle *dev_handle = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->dev_handle;
1694
1695         if (dev_handle) {
1696                 struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
1697                 int pending_events;
1698
1699                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1700                 pending_events = usbi_pending_events(ctx);
1701                 list_add_tail(&itransfer->completed_list, &ctx->completed_transfers);
1702                 if (!pending_events)
1703                         usbi_signal_event(&ctx->event);
1704                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1705         }
1706 }
1707
1708 /** \ingroup libusb_poll
1709  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1710  * only one thread is monitoring libusb event sources at any one time.
1711  *
1712  * You only need to use this lock if you are developing an application
1713  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1714  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1715  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1716  * locking.
1717  *
1718  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1719  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1720  * as soon as possible.
1721  *
1722  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1723  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1724  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1725  * \ref libusb_mtasync
1726  */
1727 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1728 {
1729         int r;
1730         unsigned int ru;
1731
1732         ctx = usbi_get_context(ctx);
1733
1734         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1735          * start event handling */
1736         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1737         ru = ctx->device_close;
1738         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1739         if (ru) {
1740                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1741                 return 1;
1742         }
1743
1744         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1745         if (r)
1746                 return 1;
1747
1748         ctx->event_handler_active = 1;
1749         return 0;
1750 }
1751
1752 /** \ingroup libusb_poll
1753  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1754  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1755  * monitoring libusb event sources at any one time.
1756  *
1757  * You only need to use this lock if you are developing an application
1758  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1759  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1760  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1761  * locking.
1762  *
1763  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1764  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1765  * as soon as possible.
1766  *
1767  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1768  * \ref libusb_mtasync
1769  */
1770 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1771 {
1772         ctx = usbi_get_context(ctx);
1773         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1774         ctx->event_handler_active = 1;
1775 }
1776
1777 /** \ingroup libusb_poll
1778  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1779  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1780  * on libusb_wait_for_event().
1781  *
1782  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1783  * \ref libusb_mtasync
1784  */
1785 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1786 {
1787         ctx = usbi_get_context(ctx);
1788         ctx->event_handler_active = 0;
1789         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1790
1791         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1792          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1793          * (check ctx->device_close)? */
1794         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1795         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1796         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1797 }
1798
1799 /** \ingroup libusb_poll
1800  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1801  *
1802  * Sometimes, libusb needs to temporarily pause all event handlers, and this
1803  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1804  * this is the case.
1805  *
1806  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1807  * should just continue the usual logic that is documented in \ref libusb_mtasync.
1808  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1809  * and will hence become an event waiter.
1810  *
1811  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1812  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1813  * the current event handler.
1814  *
1815  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1816  * \returns 1 if event handling can start or continue
1817  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1818  * \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1819  */
1820 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1821 {
1822         unsigned int r;
1823
1824         ctx = usbi_get_context(ctx);
1825
1826         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1827          * continue event handling */
1828         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1829         r = ctx->device_close;
1830         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1831         if (r) {
1832                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1833                 return 0;
1834         }
1835
1836         return 1;
1837 }
1838
1839
1840 /** \ingroup libusb_poll
1841  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1842  * the event handling lock).
1843  *
1844  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1845  * \returns 1 if a thread is handling events
1846  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1847  * \ref libusb_mtasync
1848  */
1849 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1850 {
1851         unsigned int r;
1852
1853         ctx = usbi_get_context(ctx);
1854
1855         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1856          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1857         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1858         r = ctx->device_close;
1859         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1860         if (r) {
1861                 usbi_dbg("someone else is closing a device");
1862                 return 1;
1863         }
1864
1865         return ctx->event_handler_active;
1866 }
1867
1868 /** \ingroup libusb_poll
1869  * Interrupt any active thread that is handling events. This is mainly useful
1870  * for interrupting a dedicated event handling thread when an application
1871  * wishes to call libusb_exit().
1872  *
1873  * Since version 1.0.21, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000105
1874  *
1875  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1876  * \ref libusb_mtasync
1877  */
1878 void API_EXPORTED libusb_interrupt_event_handler(libusb_context *ctx)
1879 {
1880         int pending_events;
1881
1882         usbi_dbg(" ");
1883
1884         ctx = usbi_get_context(ctx);
1885         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1886
1887         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
1888         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
1889         if (!pending_events)
1890                 usbi_signal_event(&ctx->event);
1891
1892         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1893 }
1894
1895 /** \ingroup libusb_poll
1896  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1897  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1898  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1899  * allowed.
1900  *
1901  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1902  * events, then call libusb_wait_for_event().
1903  *
1904  * You only need to use this lock if you are developing an application
1905  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly,
1906  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaenously.
1907  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1908  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1909  * locking.
1910  *
1911  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1912  * \ref libusb_mtasync
1913  */
1914 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1915 {
1916         ctx = usbi_get_context(ctx);
1917         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1918 }
1919
1920 /** \ingroup libusb_poll
1921  * Release the event waiters lock.
1922  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1923  * \ref libusb_mtasync
1924  */
1925 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1926 {
1927         ctx = usbi_get_context(ctx);
1928         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1929 }
1930
1931 /** \ingroup libusb_poll
1932  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1933  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1934  *
1935  * This function will block until any of the following conditions are met:
1936  * -# The timeout expires
1937  * -# A transfer completes
1938  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1939  *
1940  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1941  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1942  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1943  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1944  * step up and start event handling.
1945  *
1946  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1947  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1948  *
1949  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1950  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1951  * indicates unlimited timeout.
1952  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1953  * \returns 1 if the timeout expired
1954  * \ref libusb_mtasync
1955  */
1956 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1957 {
1958         int r;
1959
1960         ctx = usbi_get_context(ctx);
1961         if (tv == NULL) {
1962                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
1963                 return 0;
1964         }
1965
1966         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
1967                 &ctx->event_waiters_lock, tv);
1968
1969         if (r < 0)
1970                 return r;
1971         else
1972                 return (r == ETIMEDOUT);
1973 }
1974
1975 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1976 {
1977         struct libusb_transfer *transfer =
1978                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1979         int r;
1980
1981         itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED;
1982         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
1983         if (r == LIBUSB_SUCCESS)
1984                 itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1985         else
1986                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
1987                         "async cancel failed %d errno=%d", r, errno);
1988 }
1989
1990 static int handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
1991 {
1992         int r;
1993         struct timespec systime;
1994         struct usbi_transfer *itransfer;
1995
1996         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
1997                 return 0;
1998
1999         /* get current time */
2000         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime);
2001         if (r < 0) {
2002                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2003                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
2004         }
2005
2006         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
2007          * have expired timeouts */
2008         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
2009                 struct timespec *cur_ts = &itransfer->timeout;
2010
2011                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
2012                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts))
2013                         return 0;
2014
2015                 /* ignore timeouts we've already handled */
2016                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2017                         continue;
2018
2019                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
2020                 if (TIMESPEC_CMP(cur_ts, &systime, >))
2021                         return 0;
2022
2023                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
2024                 handle_timeout(itransfer);
2025         }
2026         return 0;
2027 }
2028
2029 static int handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
2030 {
2031         int r;
2032
2033         ctx = 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 static int handle_event_trigger(struct libusb_context *ctx)
2041 {
2042         struct list_head hotplug_msgs;
2043         int r = 0;
2044
2045         usbi_dbg("event triggered");
2046
2047         list_init(&hotplug_msgs);
2048
2049         /* take the the event data lock while processing events */
2050         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2051
2052         /* check if someone modified the event sources */
2053         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED)
2054                 usbi_dbg("someone updated the event sources");
2055
2056         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_USER_INTERRUPT) {
2057                 usbi_dbg("someone purposefully interrupted");
2058                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
2059         }
2060
2061         /* check if someone is closing a device */
2062         if (ctx->device_close)
2063                 usbi_dbg("someone is closing a device");
2064
2065         /* check for any pending hotplug messages */
2066         if (!list_empty(&ctx->hotplug_msgs)) {
2067                 usbi_dbg("hotplug message received");
2068                 list_cut(&hotplug_msgs, &ctx->hotplug_msgs);
2069         }
2070
2071         /* complete any pending transfers */
2072         while (r == 0 && !list_empty(&ctx->completed_transfers)) {
2073                 struct usbi_transfer *itransfer =
2074                         list_first_entry(&ctx->completed_transfers, struct usbi_transfer, completed_list);
2075
2076                 list_del(&itransfer->completed_list);
2077                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2078                 r = usbi_backend.handle_transfer_completion(itransfer);
2079                 if (r)
2080                         usbi_err(ctx, "backend handle_transfer_completion failed with error %d", r);
2081                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2082         }
2083
2084         /* if no further pending events, clear the event */
2085         if (!usbi_pending_events(ctx))
2086                 usbi_clear_event(&ctx->event);
2087
2088         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2089
2090         /* process the hotplug messages, if any */
2091         while (!list_empty(&hotplug_msgs)) {
2092                 struct libusb_hotplug_message *message =
2093                         list_first_entry(&hotplug_msgs, struct libusb_hotplug_message, list);
2094
2095                 usbi_hotplug_match(ctx, message->device, message->event);
2096
2097                 /* the device left, dereference the device */
2098                 if (message->event == LIBUSB_HOTPLUG_EVENT_DEVICE_LEFT)
2099                         libusb_unref_device(message->device);
2100
2101                 list_del(&message->list);
2102                 free(message);
2103         }
2104
2105         return r;
2106 }
2107
2108 #ifdef HAVE_OS_TIMER
2109 static int handle_timer_trigger(struct libusb_context *ctx)
2110 {
2111         int r;
2112
2113         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2114
2115         /* process the timeout that just happened */
2116         r = handle_timeouts_locked(ctx);
2117         if (r < 0)
2118                 goto out;
2119
2120         /* arm for next timeout */
2121         r = arm_timer_for_next_timeout(ctx);
2122
2123 out:
2124         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2125         return r;
2126 }
2127 #endif
2128
2129 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
2130  * doing the same thing. */
2131 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
2132 {
2133         struct usbi_reported_events reported_events;
2134         int r, timeout_ms;
2135
2136         /* prevent attempts to recursively handle events (e.g. calling into
2137          * libusb_handle_events() from within a hotplug or transfer callback) */
2138         if (usbi_handling_events(ctx))
2139                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
2140
2141         /* only reallocate the event source data when the list of event sources has
2142          * been modified since the last handle_events(), otherwise reuse them to
2143          * save the additional overhead */
2144         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2145         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED) {
2146                 usbi_dbg("event sources modified, reallocating event data");
2147
2148                 /* free anything removed since we last ran */
2149                 cleanup_removed_event_sources(ctx);
2150
2151                 r = usbi_alloc_event_data(ctx);
2152                 if (r) {
2153                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2154                         return r;
2155                 }
2156
2157                 /* reset the flag now that we have the updated list */
2158                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED;
2159
2160                 /* if no further pending events, clear the event so that we do
2161                  * not immediately return from the wait function */
2162                 if (!usbi_pending_events(ctx))
2163                         usbi_clear_event(&ctx->event);
2164         }
2165         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2166
2167         timeout_ms = (int)(tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
2168
2169         /* round up to next millisecond */
2170         if (tv->tv_usec % 1000)
2171                 timeout_ms++;
2172
2173         usbi_start_event_handling(ctx);
2174
2175         r = usbi_wait_for_events(ctx, &reported_events, timeout_ms);
2176         if (r != LIBUSB_SUCCESS) {
2177                 if (r == LIBUSB_ERROR_TIMEOUT)
2178                         r = handle_timeouts(ctx);
2179                 goto done;
2180         }
2181
2182         if (reported_events.event_triggered) {
2183                 r = handle_event_trigger(ctx);
2184                 if (r) {
2185                         /* return error code */
2186                         goto done;
2187                 }
2188         }
2189
2190 #ifdef HAVE_OS_TIMER
2191         if (reported_events.timer_triggered) {
2192                 r = handle_timer_trigger(ctx);
2193                 if (r) {
2194                         /* return error code */
2195                         goto done;
2196                 }
2197         }
2198 #endif
2199
2200         if (!reported_events.num_ready)
2201                 goto done;
2202
2203         r = usbi_backend.handle_events(ctx, reported_events.event_data,
2204                 reported_events.event_data_count, reported_events.num_ready);
2205         if (r)
2206                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
2207
2208 done:
2209         usbi_end_event_handling(ctx);
2210         return r;
2211 }
2212
2213 /* returns the smallest of:
2214  *  1. timeout of next URB
2215  *  2. user-supplied timeout
2216  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
2217  * and populates out
2218  */
2219 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
2220         struct timeval *out)
2221 {
2222         struct timeval timeout;
2223         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
2224         if (r) {
2225                 /* timeout already expired? */
2226                 if (!timerisset(&timeout))
2227                         return 1;
2228
2229                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
2230                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
2231                         *out = timeout;
2232                 else
2233                         *out = *tv;
2234         } else {
2235                 *out = *tv;
2236         }
2237         return 0;
2238 }
2239
2240 /** \ingroup libusb_poll
2241  * Handle any pending events.
2242  *
2243  * libusb determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
2244  * and by checking the set of file descriptors for activity.
2245  *
2246  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
2247  * events and then immediately return in non-blocking style.
2248  *
2249  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
2250  * function will block waiting for events to handle up until the specified
2251  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
2252  * return early.
2253  *
2254  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2255  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2256  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2257  * of a specific transfer.
2258  *
2259  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2260  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2261  * timeval struct for non-blocking mode
2262  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2263  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2264  * \ref libusb_mtasync
2265  */
2266 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2267         struct timeval *tv, int *completed)
2268 {
2269         int r;
2270         struct timeval poll_timeout;
2271
2272         ctx = usbi_get_context(ctx);
2273         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2274         if (r) {
2275                 /* timeout already expired */
2276                 return handle_timeouts(ctx);
2277         }
2278
2279 retry:
2280         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2281                 if (completed == NULL || !*completed) {
2282                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2283                         usbi_dbg("doing our own event handling");
2284                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2285                 }
2286                 libusb_unlock_events(ctx);
2287                 return r;
2288         }
2289
2290         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2291          * notify event completion. */
2292         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2293
2294         if (completed && *completed)
2295                 goto already_done;
2296
2297         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2298                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2299                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2300                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2301                 usbi_dbg("event handler was active but went away, retrying");
2302                 goto retry;
2303         }
2304
2305         usbi_dbg("another thread is doing event handling");
2306         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2307
2308 already_done:
2309         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2310
2311         if (r < 0)
2312                 return r;
2313         else if (r == 1)
2314                 return handle_timeouts(ctx);
2315         else
2316                 return 0;
2317 }
2318
2319 /** \ingroup libusb_poll
2320  * Handle any pending events
2321  *
2322  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2323  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2324  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2325  *
2326  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2327  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2328  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2329  *
2330  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2331  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2332  * timeval struct for non-blocking mode
2333  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2334  */
2335 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2336         struct timeval *tv)
2337 {
2338         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2339 }
2340
2341 /** \ingroup libusb_poll
2342  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2343  * hardcoded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2344  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2345  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2346  * instead.
2347  *
2348  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2349  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2350  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2351  *
2352  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2353  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2354  */
2355 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2356 {
2357         struct timeval tv;
2358         tv.tv_sec = 60;
2359         tv.tv_usec = 0;
2360         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2361 }
2362
2363 /** \ingroup libusb_poll
2364  * Handle any pending events in blocking mode.
2365  *
2366  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2367  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2368  *
2369  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2370  * parameter.
2371  *
2372  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2373  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2374  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2375  * \ref libusb_mtasync
2376  */
2377 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2378         int *completed)
2379 {
2380         struct timeval tv;
2381         tv.tv_sec = 60;
2382         tv.tv_usec = 0;
2383         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2384 }
2385
2386 /** \ingroup libusb_poll
2387  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2388  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2389  * held, see libusb_lock_events().
2390  *
2391  * This function is designed to be called under the situation where you have
2392  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusb's
2393  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2394  * You detect events on libusb's descriptors, so you then call this function
2395  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2396  *
2397  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2398  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2399  * non-blocking mode
2400  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2401  * \ref libusb_mtasync
2402  */
2403 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2404         struct timeval *tv)
2405 {
2406         int r;
2407         struct timeval poll_timeout;
2408
2409         ctx = usbi_get_context(ctx);
2410         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2411         if (r) {
2412                 /* timeout already expired */
2413                 return handle_timeouts(ctx);
2414         }
2415
2416         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2417 }
2418
2419 /** \ingroup libusb_poll
2420  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2421  * when monitoring libusb's file descriptors.
2422  *
2423  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2424  * libusb's file descriptors in their own main loop (\ref libusb_pollmain).
2425  *
2426  * Ordinarily, libusb's event handler needs to be called into at specific
2427  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2428  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2429  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2430  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2431  * library at that time.
2432  *
2433  * Some platforms supported by libusb do not come with this baggage - any
2434  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2435  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2436  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2437  * platform.
2438  *
2439  * Since v1.0.5.
2440  *
2441  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2442  * \returns 0 if you must call into libusb at times determined by
2443  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2444  * or through regular activity on the file descriptors.
2445  * \ref libusb_pollmain "Polling libusb file descriptors for event handling"
2446  */
2447 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2448 {
2449         ctx = usbi_get_context(ctx);
2450         return usbi_using_timer(ctx);
2451 }
2452
2453 /** \ingroup libusb_poll
2454  * Determine the next internal timeout that libusb needs to handle. You only
2455  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2456  * on libusb's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2457  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2458  *
2459  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2460  * long to wait for select() or poll() to return results. libusb needs to be
2461  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2462  * your select() or poll() call.
2463  *
2464  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2465  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusb can handle the timeout.
2466  *
2467  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2468  * the case, it indicates that libusb has a timeout that has already expired
2469  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2470  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2471  *
2472  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2473  * timeouts). See \ref polltime.
2474  *
2475  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2476  * \param tv output location for a relative time against the current
2477  * clock in which libusb must be called into in order to process timeout events
2478  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2479  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2480  */
2481 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2482         struct timeval *tv)
2483 {
2484         struct usbi_transfer *itransfer;
2485         struct timespec systime;
2486         struct timespec next_timeout = { 0, 0 };
2487         int r;
2488
2489         ctx = usbi_get_context(ctx);
2490         if (usbi_using_timer(ctx))
2491                 return 0;
2492
2493         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2494         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2495                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2496                 usbi_dbg("no URBs, no timeout!");
2497                 return 0;
2498         }
2499
2500         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2501         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
2502                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2503                         continue;
2504
2505                 /* if we've reached transfers of infinte timeout, we're done looking */
2506                 if (!TIMESPEC_IS_SET(&itransfer->timeout))
2507                         break;
2508
2509                 next_timeout = itransfer->timeout;
2510                 break;
2511         }
2512         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2513
2514         if (!TIMESPEC_IS_SET(&next_timeout)) {
2515                 usbi_dbg("no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2516                 return 0;
2517         }
2518
2519         r = usbi_clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime);
2520         if (r < 0) {
2521                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2522                 return 0;
2523         }
2524
2525         if (!TIMESPEC_CMP(&systime, &next_timeout, <)) {
2526                 usbi_dbg("first timeout already expired");
2527                 timerclear(tv);
2528         } else {
2529                 TIMESPEC_SUB(&next_timeout, &systime, &next_timeout);
2530                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(tv, &next_timeout);
2531                 usbi_dbg("next timeout in %ld.%06lds", (long)tv->tv_sec, (long)tv->tv_usec);
2532         }
2533
2534         return 1;
2535 }
2536
2537 /** \ingroup libusb_poll
2538  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2539  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2540  * that libusb uses as an event source.
2541  *
2542  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2543  *
2544  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2545  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2546  *
2547  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2548  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2549  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2550  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2551  *
2552  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2553  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2554  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2555  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2556  * passing context information)
2557  */
2558 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2559         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2560         void *user_data)
2561 {
2562 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2563         ctx = usbi_get_context(ctx);
2564         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2565         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2566         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2567 #else
2568         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal event sources " \
2569                 "is not yet supported on Windows");
2570         UNUSED(added_cb);
2571         UNUSED(removed_cb);
2572         UNUSED(user_data);
2573 #endif
2574 }
2575
2576 /*
2577  * Interrupt the iteration of the event handling thread, so that it picks
2578  * up the event source change. Callers of this function must hold the event_data_lock.
2579  */
2580 static void usbi_event_source_notification(struct libusb_context *ctx)
2581 {
2582         int pending_events;
2583
2584         /* Record that there is a new poll fd.
2585          * Only signal an event if there are no prior pending events. */
2586         pending_events = usbi_pending_events(ctx);
2587         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED;
2588         if (!pending_events)
2589                 usbi_signal_event(&ctx->event);
2590 }
2591
2592 /* Add an event source to the list of event sources to be monitored.
2593  * poll_events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2594  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2595 int usbi_add_event_source(struct libusb_context *ctx, usbi_os_handle_t os_handle, short poll_events)
2596 {
2597         struct usbi_event_source *ievent_source = malloc(sizeof(*ievent_source));
2598
2599         if (!ievent_source)
2600                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2601
2602         usbi_dbg("add " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING " events %d", os_handle, poll_events);
2603         ievent_source->data.os_handle = os_handle;
2604         ievent_source->data.poll_events = poll_events;
2605         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2606         list_add_tail(&ievent_source->list, &ctx->event_sources);
2607         usbi_event_source_notification(ctx);
2608         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2609
2610 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2611         if (ctx->fd_added_cb)
2612                 ctx->fd_added_cb(os_handle, poll_events, ctx->fd_cb_user_data);
2613 #endif
2614
2615         return 0;
2616 }
2617
2618 /* Remove an event source from the list of event sources to be monitored. */
2619 void usbi_remove_event_source(struct libusb_context *ctx, usbi_os_handle_t os_handle)
2620 {
2621         struct usbi_event_source *ievent_source;
2622         int found = 0;
2623
2624         usbi_dbg("remove " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING, os_handle);
2625         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2626         for_each_event_source(ctx, ievent_source) {
2627                 if (ievent_source->data.os_handle == os_handle) {
2628                         found = 1;
2629                         break;
2630                 }
2631         }
2632
2633         if (!found) {
2634                 usbi_dbg("couldn't find " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING " to remove", os_handle);
2635                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2636                 return;
2637         }
2638
2639         list_del(&ievent_source->list);
2640         list_add_tail(&ievent_source->list, &ctx->removed_event_sources);
2641         usbi_event_source_notification(ctx);
2642         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2643
2644 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2645         if (ctx->fd_removed_cb)
2646                 ctx->fd_removed_cb(os_handle, ctx->fd_cb_user_data);
2647 #endif
2648 }
2649
2650 /** \ingroup libusb_poll
2651  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2652  * as libusb event sources.
2653  *
2654  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with libusb_free_pollfds()
2655  * when done. The actual list contents must not be touched.
2656  *
2657  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2658  * available on Windows and will always return NULL.
2659  *
2660  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2661  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2662  * \returns NULL on error
2663  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2664  */
2665 DEFAULT_VISIBILITY
2666 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2667         libusb_context *ctx)
2668 {
2669 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2670         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2671         struct usbi_event_source *ievent_source;
2672         size_t i;
2673
2674         static_assert(sizeof(struct usbi_event_source_data) == sizeof(struct libusb_pollfd),
2675                       "mismatch between usbi_event_source_data and libusb_pollfd sizes");
2676
2677         ctx = usbi_get_context(ctx);
2678
2679         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2680
2681         i = 0;
2682         for_each_event_source(ctx, ievent_source)
2683                 i++;
2684
2685         ret = calloc(i + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2686         if (!ret)
2687                 goto out;
2688
2689         i = 0;
2690         for_each_event_source(ctx, ievent_source)
2691                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *)ievent_source;
2692
2693 out:
2694         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2695         return (const struct libusb_pollfd **)ret;
2696 #else
2697         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal event sources " \
2698                 "is not yet supported on Windows");
2699         return NULL;
2700 #endif
2701 }
2702
2703 /** \ingroup libusb_poll
2704  * Free a list of libusb_pollfd structures. This should be called for all
2705  * pollfd lists allocated with libusb_get_pollfds().
2706  *
2707  * Since version 1.0.20, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000104
2708  *
2709  * It is legal to call this function with a NULL pollfd list. In this case,
2710  * the function will simply do nothing.
2711  *
2712  * \param pollfds the list of libusb_pollfd structures to free
2713  */
2714 void API_EXPORTED libusb_free_pollfds(const struct libusb_pollfd **pollfds)
2715 {
2716 #if !defined(_WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
2717         free((void *)pollfds);
2718 #else
2719         UNUSED(pollfds);
2720 #endif
2721 }
2722
2723 /* Backends may call this from handle_events to report disconnection of a
2724  * device. This function ensures transfers get cancelled appropriately.
2725  * Callers of this function must hold the events_lock.
2726  */
2727 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *dev_handle)
2728 {
2729         struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
2730         struct usbi_transfer *cur;
2731         struct usbi_transfer *to_cancel;
2732
2733         usbi_dbg("device %d.%d",
2734                 dev_handle->dev->bus_number, dev_handle->dev->device_address);
2735
2736         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2737          * status code.
2738          *
2739          * when we find a transfer for this device on the list, there are two
2740          * possible scenarios:
2741          * 1. the transfer is currently in-flight, in which case we terminate the
2742          *    transfer here
2743          * 2. the transfer has been added to the flying transfer list by
2744          *    libusb_submit_transfer, has failed to submit and
2745          *    libusb_submit_transfer is waiting for us to release the
2746          *    flying_transfers_lock to remove it, so we ignore it
2747          */
2748
2749         while (1) {
2750                 to_cancel = NULL;
2751                 usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2752                 for_each_transfer(ctx, cur) {
2753                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == dev_handle) {
2754                                 usbi_mutex_lock(&cur->lock);
2755                                 if (cur->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
2756                                         to_cancel = cur;
2757                                 usbi_mutex_unlock(&cur->lock);
2758
2759                                 if (to_cancel)
2760                                         break;
2761                         }
2762                 }
2763                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2764
2765                 if (!to_cancel)
2766                         break;
2767
2768                 usbi_dbg("cancelling transfer %p from disconnect",
2769                          USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(to_cancel));
2770
2771                 usbi_mutex_lock(&to_cancel->lock);
2772                 usbi_backend.clear_transfer_priv(to_cancel);
2773                 usbi_mutex_unlock(&to_cancel->lock);
2774                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2775         }
2776 }