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