latester/latester.c

   1 /**************************************************************************/
   2 /* CAN latency tester                                                     */
   3 /* Copyright (C) 2010, 2011 Michal Sojka, DCE FEE CTU Prague                    */
   4 /* License: GPLv2                                                         */
   5 /**************************************************************************/
   6
   7 #include <ctype.h>
   8 #include <errno.h>
   9 #include <error.h>
  10 #include <fcntl.h>
  11 #include <math.h>
  12 #include <net/if.h>
  13 #include <poll.h>
  14 #include <popt.h>
  15 #include <pthread.h>
  16 #include <semaphore.h>
  17 #include <sched.h>
  18 #include <signal.h>
  19 #include <stdbool.h>
  20 #include <stdint.h>
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include <sys/ioctl.h>
  25 #include <sys/mman.h>
  26 #include <sys/socket.h>
  27 #include <sys/stat.h>
  28 #include <sys/time.h>
  29 #include <sys/types.h>
  30 #include <talloc.h>
  31 #include <unistd.h>
  32
  33 #include <linux/can.h>
  34 #include <linux/can/raw.h>
  35
  36 #include "histogram.h"
  37
  38 //#define FTRACE
  39
  40 #ifndef DEBUG
  41 #define dbg(level, fmt, arg...) do {} while (0)
  42 #else
  43 #define dbg(level, fmt, arg...) do { if (level <= DEBUG) { printf("candping: " fmt, ## arg); } } while (0)
  44 #endif
  45
  46 #define INTERRUPTED_SYSCALL(errno) (errno == EINTR || errno == ERESTART)
  47
  48 #define MEMSET_ZERO(obj) memset(&(obj), 0, sizeof(obj))
  49
  50 /* Global variables */
  51 volatile sig_atomic_t finish_flag = 0;  /* Threads should terminate. */
  52 sem_t finish_sem;               /* Thread signals a termination */
  53
  54 /* Command line options */
  55 struct options {
  56         char **interface;
  57         canid_t id;
  58         unsigned period_us;
  59         unsigned timeout_ms;
  60         unsigned count;
  61         unsigned oneattime;
  62         char *name;
  63         int length;
  64         int userhist;
  65         int quiet;
  66
  67         /* Temporary variables */
  68         FILE *f_msgs;
  69         FILE *f_hist;
  70         FILE *f_hist_gw;
  71         FILE *f_stat;
  72 };
  73
  74 struct options opt = {
  75         .id = 10,
  76         .period_us = 0,
  77         .timeout_ms = 1000,
  78         .length = 2,
  79 };
  80
  81 struct {
  82         unsigned enobufs;
  83         unsigned overrun;
  84         unsigned lost;
  85         struct timespec tic, tac;
  86         unsigned timeouts;
  87         unsigned invalid_frame;
  88 } stats;
  89
  90 int num_interfaces = 0;
  91 int count = 0;                  /* Number of sent messages */
  92 unsigned msg_in_progress = 0;
  93 int completion_pipe[2];
  94
  95 struct msg_info {
  96         canid_t id;
  97         uint8_t length;
  98         struct timespec ts_sent, ts_sent_kern;
  99         struct timespec ts_rx_onwire, ts_rx_onwire_kern;
 100         struct timespec ts_rx_final, ts_rx_final_kern;
 101         struct can_frame sent, received;
 102         unsigned lat_measured_us, tx_time_us;
 103 };
 104
 105 #define MAX_INFOS 10000
 106 struct msg_info msg_infos[MAX_INFOS];
 107
 108 struct histogram histogram, histogram_gw;
 109
 110 void sprint_canframe(char *buf , struct can_frame *cf, int sep) {
 111         /* documentation see lib.h */
 112
 113         int i,offset;
 114         int dlc = (cf->can_dlc > 8)? 8 : cf->can_dlc;
 115
 116         if (cf->can_id & CAN_ERR_FLAG) {
 117                 sprintf(buf, "%08X#", cf->can_id & (CAN_ERR_MASK|CAN_ERR_FLAG));
 118                 offset = 9;
 119         } else if (cf->can_id & CAN_EFF_FLAG) {
 120                 sprintf(buf, "%08X#", cf->can_id & CAN_EFF_MASK);
 121                 offset = 9;
 122         } else {
 123                 sprintf(buf, "%03X#", cf->can_id & CAN_SFF_MASK);
 124                 offset = 4;
 125         }
 126
 127         if (cf->can_id & CAN_RTR_FLAG) /* there are no ERR frames with RTR */
 128                 sprintf(buf+offset, "R");
 129         else
 130                 for (i = 0; i < dlc; i++) {
 131                         sprintf(buf+offset, "%02X", cf->data[i]);
 132                         offset += 2;
 133                         if (sep && (i+1 < dlc))
 134                                 sprintf(buf+offset++, ".");
 135                 }
 136 }
 137
 138 static inline uint16_t frame_index(struct can_frame *frame)
 139 {
 140         uint16_t idx;
 141         if (frame->can_dlc >= 2) {
 142                 memcpy(&idx, frame->data, sizeof(idx));
 143                 if (idx >= MAX_INFOS)
 144                         error(1, 0, "%s idx too high", __FUNCTION__);
 145         } else {
 146
 147                 error(1, 0, "%s error", __FUNCTION__);
 148         }
 149         return idx;
 150 }
 151
 152 static inline struct msg_info *frame2info(struct can_frame *frame)
 153 {
 154         return &msg_infos[frame_index(frame)];
 155 }
 156
 157 static inline char *tstamp_str(const void *ctx, struct timespec *tstamp)
 158 {
 159         return talloc_asprintf(ctx, "%ld.%06ld",
 160                                tstamp->tv_sec, tstamp->tv_nsec/1000);
 161 }
 162
 163 /* Functions and types for CRC checks.
 164  *
 165  * Generated on Wed Sep 21 22:30:11 2011,
 166  * by pycrc v0.7.8, http://www.tty1.net/pycrc/
 167  * using the configuration:
 168  *    Width        = 15
 169  *    Poly         = 0x4599
 170  *    XorIn        = 0x0000
 171  *    ReflectIn    = False
 172  *    XorOut       = 0x0000
 173  *    ReflectOut   = False
 174  *    Algorithm    = table-driven
 175  *****************************************************************************/
 176 typedef uint16_t crc_t;
 177
 178 static const crc_t crc_table[2] = {
 179     0x0000, 0x4599
 180 };
 181
 182 crc_t crc_update(crc_t crc, uint32_t data, size_t bit_len)
 183 {
 184     unsigned int tbl_idx;
 185 /*     crc_t bc = crc; */
 186 /*     uint32_t bd = data; */
 187 /*     size_t bl = bit_len; */
 188
 189     while (bit_len--) {
 190         tbl_idx = (crc >> 14) ^ (data >> 31);
 191         crc = crc_table[tbl_idx & 0x01] ^ (crc << 1);
 192         data <<= 1;
 193     }
 194     crc = crc & 0x7fff;
 195 /*     printf("crc: 0x%04x -> 0x%04x  data: 0x%08x  len: %d\n", */
 196 /*         bc, crc, bd, bl); */
 197     return crc;
 198 }
 199
 200 unsigned calc_stuff_bits(struct can_frame *frame) {
 201         uint32_t bitmap[4];
 202         unsigned start = 0, end;
 203         uint32_t mask, ones = 0, basemask = 0xf8000000;
 204         unsigned stuffed = 0;
 205         memset(bitmap, 0, sizeof(bitmap));
 206         crc_t crc = 0;
 207         uint32_t crcx;
 208
 209 /*      char received[64]; */
 210 /*      sprint_canframe(received, frame, true); */
 211 /*      printf("Frame: %s\n", received); */
 212
 213         if (frame->can_id & CAN_EFF_FLAG) {
 214                 bitmap[0] =
 215                         ((frame->can_id & CAN_EFF_MASK) >> 25);
 216                 bitmap[1] =
 217                         ((frame->can_id & CAN_EFF_MASK) >> 18) << 25    |
 218                         3 << 23                                         |
 219                         ((frame->can_id & CAN_EFF_MASK) & 0x3ffff) << 7 |
 220                         (!!(frame->can_id & CAN_RTR_FLAG)) << 6         |
 221                         0 << 4                                          |
 222                         frame->can_dlc & 0xf;
 223                 bitmap[2] = htonl(((uint32_t*)frame->data)[0]);
 224                 bitmap[3] = htonl(((uint32_t*)frame->data)[1]);
 225                 start = 27;
 226                 end = 64 + 8*frame->can_dlc;
 227                 crc = crc_update(crc, bitmap[0] << start, 32-start);
 228                 crc = crc_update(crc, bitmap[1], 32);
 229                 crc = crc_update(crc, bitmap[2], end - 64 > 32 ? 32 : end - 64);
 230                 crc = crc_update(crc, bitmap[3], end > 96 ? end - 96 : 0);
 231                 crcx = (uint32_t)htons(crc) << 17;
 232                 if (frame->can_dlc < 4)
 233                         bitmap[2] |= crcx >> (frame->can_dlc*8);
 234                 if (frame->can_dlc = 3)
 235                         bitmap[3] |= crcx << 8;
 236                 if (frame->can_dlc >= 4)
 237                         bitmap[3] |= crcx >> (frame->can_dlc*8);
 238         } else {
 239                 bitmap[0] =
 240                         (frame->can_id << 7) |
 241                         (!!(frame->can_id & CAN_RTR_FLAG)) << 6 |
 242                         0 << 4                                  |
 243                         frame->can_dlc & 0xf;
 244                 bitmap[1] = htonl(((uint32_t*)frame->data)[0]);
 245                 bitmap[2] = htonl(((uint32_t*)frame->data)[1]);
 246                 start = 13;
 247                 end = 32 + 8*frame->can_dlc;
 248         }
 249         /* TODO: Calc stuff bits in CRC */
 250         while (start < end) {
 251                 mask = basemask >> (start & 0x1f);
 252                 while (1) {
 253                         ones = ones ? mask : 0;
 254                         uint32_t chunk = (bitmap[start >> 5] & mask) ^ ones;
 255                         //printf("start=%d  bitmap=0x%08x  mask=0x%08x  ones=0x%08x  chunk=0x%08x\n", start, bitmap[start >> 5], mask, ones, chunk);
 256                         if (chunk) {
 257                                 unsigned change = __builtin_clz(chunk);
 258                                 start = start & ~0x1f | change;
 259                                 basemask = 0xf8000000;
 260                         } else {
 261                                 unsigned oldstart = start;
 262                                 start += __builtin_popcount(mask);
 263                                 mask = (oldstart & 0x1f) ? basemask << (-oldstart & 0x1f) : 0;
 264                                 //printf("oldstart=%d  shl=%d  mask=0x%08x\n", oldstart, -oldstart & 0x1f, mask);
 265                                 if (mask && start < end)
 266                                         continue;
 267                                 if (start <= end && !mask) {
 268                                         stuffed++;
 269                                         basemask = 0xf0000000;
 270                                         //printf("stuffed %d\n", !ones);
 271                                 }
 272                         }
 273                         break;
 274                 }
 275                 ones = !ones;
 276         }
 277         //printf ("STUFFED %d BITS\n", stuffed);
 278         return stuffed;
 279 }
 280
 281 unsigned calc_frame_txtime_us(struct can_frame *frame) {
 282         return calc_stuff_bits(frame) +
 283                 1 +             /* SOF */
 284                 11 +            /* ID A */
 285                 ((frame->can_id & CAN_EFF_FLAG) ?
 286                  1 +            /* SRR */
 287                  1 +            /* IDE */
 288                  18 +           /* ID B */
 289                  1 +            /* RTR */
 290                  2              /* r1, r0 */
 291                  :
 292                  1 +            /* rtr */
 293                  2) +           /* ide, r0 */
 294                 4 +             /* dlc */
 295                 8*frame->can_dlc +
 296                 15 +            /* CRC */
 297                 3 +             /* CRC del, ACK, ACK del */
 298                 7;              /* EOF */
 299 }
 300
 301 void msg_info_print(FILE *f, struct msg_info *mi)
 302 {
 303         struct timespec diff;
 304         void *local = talloc_new (NULL);
 305         static long num = 0;
 306         char sent[64], received[64];
 307
 308         sprint_canframe(sent, &mi->sent, true);
 309         sprint_canframe(received, &mi->received, true);
 310
 311 #define S(ts) tstamp_str(local, &ts)
 312 #define DIFF(a, b) (timespec_subtract(&diff, &b, &a), S(diff))
 313
 314         switch (num_interfaces) {
 315         case 2:
 316                 fprintf(f, "%ld: %s %s -> %s (%s) %s = %s (%s) %d\n",
 317                         num, S(mi->ts_sent), sent, S(mi->ts_rx_final_kern), S(mi->ts_rx_final), received,
 318                         DIFF(mi->ts_sent, mi->ts_rx_final_kern),
 319                         DIFF(mi->ts_sent, mi->ts_rx_final),
 320                         mi->tx_time_us);
 321                 break;
 322         case 3:
 323                 fprintf(f, "%ld: %s %s -> %s (%s) -> %s (%s) %s = %s (%s), %s (%s) %d\n",
 324                         num, S(mi->ts_sent), sent,
 325                         S(mi->ts_rx_onwire_kern), S(mi->ts_rx_onwire),
 326                         S(mi->ts_rx_final_kern), S(mi->ts_rx_final), received,
 327                         DIFF(mi->ts_sent, mi->ts_rx_onwire_kern),
 328                         DIFF(mi->ts_sent, mi->ts_rx_onwire),
 329                         DIFF(mi->ts_rx_onwire_kern, mi->ts_rx_final_kern),
 330                         DIFF(mi->ts_rx_onwire, mi->ts_rx_final),
 331                         mi->tx_time_us);
 332                 break;
 333         }
 334 #undef S
 335 #undef DIFF
 336         num++;
 337         talloc_free (local);
 338 }
 339
 340 /* Subtract the `struct timespec' values X and Y, storing the result in
 341    RESULT.  Return 1 if the difference is negative, otherwise 0.  */
 342
 343 int timespec_subtract (struct timespec *result, struct timespec *x, struct timespec *yy)
 344 {
 345         struct timespec ylocal = *yy, *y = &ylocal;
 346         /* Perform the carry for the later subtraction by updating Y. */
 347         if (x->tv_nsec < y->tv_nsec) {
 348                 int nsec = (y->tv_nsec - x->tv_nsec) / 1000000000 + 1;
 349                 y->tv_nsec -= 1000000000 * nsec;
 350                 y->tv_sec += nsec;
 351         }
 352         if (x->tv_nsec - y->tv_nsec > 1000000000) {
 353                 int nsec = (x->tv_nsec - y->tv_nsec) / 1000000000;
 354                 y->tv_nsec += 1000000000 * nsec;
 355                 y->tv_sec -= nsec;
 356         }
 357
 358         /* Compute the time remaining to wait.
 359            `tv_nsec' is certainly positive. */
 360         result->tv_sec = x->tv_sec - y->tv_sec;
 361         result->tv_nsec = x->tv_nsec - y->tv_nsec;
 362
 363         /* Return 1 if result is negative. */
 364         return x->tv_sec < y->tv_sec;
 365 }
 366
 367 void dbg_print_timespec(char *msg, struct timespec *tv)
 368 {
 369
 370         printf("%s sec=%ld nsec=%ld\n", msg, tv->tv_sec, tv->tv_nsec);
 371 }
 372
 373 static inline void calc_msg_latencies(struct msg_info *mi)
 374 {
 375         struct timespec diff;
 376         switch (num_interfaces) {
 377         case 3:
 378                 if (opt.userhist)
 379                         timespec_subtract(&diff, &mi->ts_rx_final, &mi->ts_rx_onwire);
 380                 else
 381                         timespec_subtract(&diff, &mi->ts_rx_final_kern, &mi->ts_rx_onwire_kern);
 382                 break;
 383         case 2:
 384                 if (opt.userhist)
 385                         timespec_subtract(&diff, &mi->ts_rx_final, &mi->ts_sent);
 386                 else
 387                         timespec_subtract(&diff, &mi->ts_rx_final_kern, &mi->ts_sent);
 388                 break;
 389         default:
 390                 return;
 391         }
 392         mi->lat_measured_us = diff.tv_sec * 1000000 + diff.tv_nsec/1000;
 393         mi->tx_time_us = calc_frame_txtime_us(&mi->received);
 394 }
 395
 396 void set_sched_policy_and_prio(int policy, int rtprio)
 397 {
 398         struct sched_param scheduling_parameters;
 399         int maxprio=sched_get_priority_max(policy);
 400         int minprio=sched_get_priority_min(policy);
 401
 402         if((rtprio < minprio) || (rtprio > maxprio))
 403                 error(1, 0, "The priority for requested policy is out of <%d, %d> range\n",
 404                       minprio, maxprio);
 405
 406         scheduling_parameters.sched_priority = rtprio;
 407
 408         if (0 != pthread_setschedparam(pthread_self(), policy, &scheduling_parameters))
 409                 error(1, errno, "pthread_setschedparam error");
 410 }
 411
 412 void term_handler(int signum)
 413 {
 414         finish_flag = 1;
 415 }
 416
 417 static inline int sock_get_if_index(int s, const char *if_name)
 418 {
 419         struct ifreq ifr;
 420         MEMSET_ZERO(ifr);
 421
 422         strcpy(ifr.ifr_name, if_name);
 423         if (ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0)
 424                 error(1, errno, "SIOCGIFINDEX '%s'", if_name);
 425         return ifr.ifr_ifindex;
 426 }
 427
 428 static inline get_tstamp(struct timespec *ts)
 429 {
 430         clock_gettime(CLOCK_REALTIME, ts);
 431 }
 432
 433
 434 int trace_fd = -1;
 435 int marker_fd = -1;
 436
 437 int init_ftrace()
 438 {
 439 #ifdef FTRACE
 440         char *debugfs;
 441         char path[256];
 442         FILE *f;
 443
 444         debugfs = "/sys/kernel/debug";
 445         if (debugfs) {
 446                 strcpy(path, debugfs);
 447                 strcat(path,"/tracing/tracing_on");
 448                 trace_fd = open(path, O_WRONLY);
 449                 if (trace_fd >= 0)
 450                         write(trace_fd, "1", 1);
 451
 452                 strcpy(path, debugfs);
 453                 strcat(path,"/tracing/trace_marker");
 454                 marker_fd = open(path, O_WRONLY);
 455
 456                 strcpy(path, debugfs);
 457                 strcat(path,"/tracing/set_ftrace_pid");
 458                 f = fopen(path, "w");
 459                 fprintf(f, "%d\n", getpid());
 460                 fclose(f);
 461                 system("echo function_graph > /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer");
 462                 system("echo can_send > /sys/kernel/debug/tracing/set_graph_function");
 463                 system("echo > /sys/kernel/debug/tracing/trace");
 464                 system("echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_enabled");
 465         }
 466 #endif  /* FTRACE */
 467 }
 468
 469 static inline void trace_on()
 470 {
 471         if (trace_fd >= 0)
 472                 write(trace_fd, "1", 1);
 473 }
 474
 475 static inline void trace_off(int ret)
 476 {
 477         if (marker_fd >= 0) {
 478                 char marker[100];
 479                 sprintf(marker, "write returned %d\n", ret);
 480                 write(marker_fd, marker, strlen(marker));
 481         }
 482         if (trace_fd >= 0)
 483                 write(trace_fd, "0", 1);
 484 }
 485
 486 static inline void msg_info_free(struct msg_info *mi)
 487 {
 488         mi->id = -1;
 489 }
 490
 491 static inline bool msg_info_used(struct msg_info *mi)
 492 {
 493         return mi->id != -1;
 494 }
 495
 496 int send_frame(int socket)
 497 {
 498         struct can_frame frame;
 499         struct msg_info *mi;
 500         int ret;
 501         static int curr_msg = -1;
 502         int i;
 503         uint16_t idx;
 504
 505         MEMSET_ZERO(frame);
 506         i = curr_msg+1;
 507         while (msg_info_used(&msg_infos[i]) && i != curr_msg) {
 508                 i++;
 509                 if (i >= MAX_INFOS)
 510                         i = 0;
 511         }
 512         if (i == curr_msg)
 513                 error(1, 0, "Msg info table is full! Probably, many packets were lost.");
 514         else
 515                 curr_msg = i;
 516
 517         frame.can_id = opt.id;
 518         if (opt.length < 2)
 519                 error(1, 0, "Length < 2 is not yet supported");
 520         frame.can_dlc = opt.length;
 521         idx = curr_msg;
 522         memcpy(frame.data, &idx, sizeof(idx));
 523         mi = frame2info(&frame);
 524
 525         mi->id = frame.can_id;
 526         mi->length = frame.can_dlc;
 527         get_tstamp(&mi->ts_sent);
 528         mi->sent = frame;
 529
 530         trace_on();
 531         ret = write(socket, &frame, sizeof(frame));
 532         trace_off(ret);
 533
 534         if (ret == -1 || num_interfaces == 1)
 535                 msg_info_free(mi);
 536         return ret;
 537 }
 538
 539 static inline send_and_check(int s)
 540 {
 541         int ret;
 542         ret = send_frame(s);
 543         if (ret != sizeof(struct can_frame)) {
 544 /*              if (ret == -1 && errno == ENOBUFS && opt.period_us == 0 && !opt.oneattime) { */
 545 /*                      stats.enobufs++; */
 546 /*                      /\* Ignore this error - pfifo_fast qeuue is full *\/ */
 547 /*              } else */
 548                         error(1, errno, "send_frame (line %d)", __LINE__);
 549         } else {
 550                 count++;
 551                 msg_in_progress++;
 552         }
 553 }
 554
 555 static inline void get_next_timeout(struct timespec *timeout)
 556 {
 557         struct timespec now;
 558         static struct timespec last = {-1, 0 };
 559
 560         clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
 561
 562         if (last.tv_sec == -1)
 563                 last = now;
 564         if (opt.period_us != 0) {
 565                 last.tv_sec += opt.period_us/1000000;
 566                 last.tv_nsec += (opt.period_us%1000000)*1000;
 567                 while (last.tv_nsec >= 1000000000) {
 568                         last.tv_nsec -= 1000000000;
 569                         last.tv_sec++;
 570                 }
 571                 if (timespec_subtract(timeout, &last, &now) /* is negative */) {
 572                         stats.overrun++;
 573                         memset(timeout, 0, sizeof(*timeout));
 574                 }
 575         } else if (opt.timeout_ms != 0) {
 576                 timeout->tv_sec = opt.timeout_ms/1000;
 577                 timeout->tv_nsec = (opt.timeout_ms%1000)*1000000;
 578         } else
 579                 error(1, 0, "Timeout and period cannot be both zero");
 580 }
 581
 582 void receive(int s, struct can_frame *frame, struct timespec *ts_kern, struct timespec *ts_user)
 583 {
 584         char ctrlmsg[CMSG_SPACE(sizeof(struct timeval)) + CMSG_SPACE(sizeof(__u32))];
 585         struct iovec iov;
 586         struct msghdr msg;
 587         struct cmsghdr *cmsg;
 588         struct sockaddr_can addr;
 589         int nbytes;
 590         static uint64_t dropcnt = 0;
 591
 592         iov.iov_base = frame;
 593         msg.msg_name = &addr;
 594         msg.msg_iov = &iov;
 595         msg.msg_iovlen = 1;
 596         msg.msg_control = &ctrlmsg;
 597
 598         /* these settings may be modified by recvmsg() */
 599         iov.iov_len = sizeof(*frame);
 600         msg.msg_namelen = sizeof(addr);
 601         msg.msg_controllen = sizeof(ctrlmsg);
 602         msg.msg_flags = 0;
 603
 604         nbytes = recvmsg(s, &msg, 0);
 605         if (nbytes < 0)
 606                 error(1, errno, "recvmsg");
 607
 608         if (nbytes < sizeof(struct can_frame))
 609                 error(1, 0, "recvmsg: incomplete CAN frame\n");
 610
 611         get_tstamp(ts_user);
 612         MEMSET_ZERO(*ts_kern);
 613         for (cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
 614              cmsg && (cmsg->cmsg_level == SOL_SOCKET);
 615              cmsg = CMSG_NXTHDR(&msg,cmsg)) {
 616                 if (cmsg->cmsg_type == SO_TIMESTAMPNS)
 617                         *ts_kern = *(struct timespec *)CMSG_DATA(cmsg);
 618                 else if (cmsg->cmsg_type == SO_RXQ_OVFL)
 619                         dropcnt += *(__u32 *)CMSG_DATA(cmsg);
 620         }
 621
 622 }
 623
 624 void process_tx(int s)
 625 {
 626         error(1, 0, "%s: not implemented", __FUNCTION__);
 627 }
 628
 629 void process_on_wire_rx(int s)
 630 {
 631         struct timespec ts_kern, ts_user, ts_diff;
 632         struct can_frame frame;
 633         struct msg_info *mi;
 634         receive(s, &frame, &ts_kern, &ts_user);
 635         mi = frame2info(&frame);
 636         if (msg_info_used(mi)) {
 637                 mi->ts_rx_onwire_kern = ts_kern;
 638                 mi->ts_rx_onwire = ts_user;
 639         } else
 640                 stats.invalid_frame++;
 641 }
 642
 643
 644 void process_final_rx(int s)
 645 {
 646         struct timespec ts_kern, ts_user, ts_diff;
 647         struct can_frame frame;
 648         struct msg_info *mi;
 649         int ret;
 650
 651         receive(s, &frame, &ts_kern, &ts_user);
 652         mi = frame2info(&frame);
 653         mi->ts_rx_final_kern = ts_kern;
 654         mi->ts_rx_final = ts_user;
 655         mi->received = frame;
 656
 657         calc_msg_latencies(mi);
 658
 659         histogram_add(&histogram, mi->lat_measured_us);
 660         histogram_add(&histogram_gw, mi->lat_measured_us - mi->tx_time_us);
 661
 662         ret = write(completion_pipe[1], &mi, sizeof(mi));
 663         if (ret == -1)
 664                 error(1, errno, "completion_pipe write");
 665 }
 666
 667 void *measure_thread(void *arg)
 668 {
 669         int s, i, ret;
 670         struct pollfd pfd[3];
 671         struct timespec timeout;
 672         struct sockaddr_can addr;
 673         sigset_t set;
 674         int consecutive_timeouts = 0;
 675
 676         MEMSET_ZERO(pfd);
 677
 678         for (i=0; i<num_interfaces; i++) {
 679                 if ((s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW)) < 0)
 680                         error(1, errno, "socket");
 681
 682                 addr.can_family = AF_CAN;
 683                 addr.can_ifindex = sock_get_if_index(s, opt.interface[i]);
 684
 685                 if (i == 0) {   /* TX socket */
 686                         /* disable default receive filter on this RAW socket */
 687                         /* This is obsolete as we do not read from the socket at all, but for */
 688                         /* this reason we can remove the receive list in the Kernel to save a */
 689                         /* little (really a very little!) CPU usage.                          */
 690                         if (setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, NULL, 0) == -1)
 691                                 error(1, errno, "SOL_CAN_RAW");
 692                 }
 693
 694                 if (bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0)
 695                         error(1, errno, "bind");
 696
 697                 const int timestamp_on = 1;
 698                 if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_TIMESTAMPNS,
 699                                &timestamp_on, sizeof(timestamp_on)) < 0)
 700                         error(1, errno, "setsockopt SO_TIMESTAMP");
 701
 702                 const int dropmonitor_on = 1;
 703                 if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RXQ_OVFL,
 704                                &dropmonitor_on, sizeof(dropmonitor_on)) < 0)
 705                         error(1, errno, "setsockopt SO_RXQ_OVFL not supported by your Linux Kernel");
 706
 707                 pfd[i].fd = s;
 708                 if (i == 0)
 709                         pfd[i].events = POLLIN | POLLERR | ((opt.period_us == 0 && !opt.oneattime) ? POLLOUT : 0);
 710                 else
 711                         pfd[i].events = POLLIN;
 712         }
 713
 714         set_sched_policy_and_prio(SCHED_FIFO, 40);
 715
 716 #define SEND() send_and_check(pfd[0].fd)
 717
 718         if (opt.oneattime)
 719                 SEND();
 720
 721         get_tstamp(&stats.tic);
 722
 723         while (!finish_flag &&
 724                (opt.count == 0 || count < opt.count || msg_in_progress != 0)) {
 725
 726                 get_next_timeout(&timeout);
 727                 //printf("ppoll"); fflush(stdout);
 728                 ret = ppoll(pfd, num_interfaces, &timeout, NULL);
 729                 //printf("=%d\n", ret);
 730                 switch (ret) {
 731                 case -1: // Error
 732                         if (!INTERRUPTED_SYSCALL(errno))
 733                                 error(1, errno, "ppoll");
 734                         break;
 735                 case 0: // Timeout
 736                         if (opt.period_us) {
 737                                 if (opt.count == 0 || count < opt.count) {
 738                                         SEND();
 739                                 }
 740                         } else {
 741                                 /* Lost message - send a new one */
 742                                 stats.timeouts++;
 743                                 consecutive_timeouts++;
 744                                 if (consecutive_timeouts < 10)
 745                                         SEND();
 746                                 else /* Something is really broken */
 747                                         finish_flag = 1;
 748                         }
 749                         break;
 750                 default: // Event
 751                         if (pfd[0].revents & (POLLIN|POLLERR)) {
 752                                 process_tx(pfd[0].fd);
 753                         }
 754                         if (pfd[0].revents & POLLOUT) {
 755                                 if (opt.count == 0 || count < opt.count)
 756                                         SEND();
 757                         }
 758                         pfd[0].revents = 0;
 759
 760                         if (num_interfaces == 3 && pfd[1].revents & POLLIN) {
 761                                 process_on_wire_rx(pfd[1].fd);
 762                                 pfd[1].revents = 0;
 763                         }
 764                         if (num_interfaces == 3 && pfd[1].revents & ~POLLIN)
 765                                 error(1, 0, "Unexpected pfd[1].revents: 0x%04x\n", pfd[1].revents);
 766
 767                         i = (num_interfaces == 2) ? 1 : 2;
 768                         if (pfd[i].revents & POLLIN) {
 769                                 consecutive_timeouts = 0;
 770                                 process_final_rx(pfd[i].fd);
 771                                 msg_in_progress--;
 772                                 pfd[i].revents = 0;
 773                                 if ((opt.count == 0 || count < opt.count) &&
 774                                     opt.oneattime) {
 775                                         SEND();
 776                                 }
 777                         }
 778                         if (pfd[i].revents & ~POLLIN)
 779                                 error(1, 0, "Unexpected pfd[%d].revents: 0x%04x\n", pfd[i].revents);
 780                 }
 781         }
 782
 783         get_tstamp(&stats.tac);
 784
 785         for (i=0; i<num_interfaces; i++)
 786                 close(pfd[i].fd);
 787
 788         return NULL;
 789 }
 790
 791 struct poptOption optionsTable[] = {
 792         { "device", 'd', POPT_ARG_ARGV, &opt.interface, 'd', "Interface to use. Must be given two times (tx, rx) or three times (tx, rx1, rx2)", "interface" },
 793         { "count",  'c', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.count,   0,   "The count of messages to send, zero corresponds to infinity", "num"},
 794         { "id",     'i', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.id,      0,   "CAN ID of sent messages", "id"},
 795         { "period", 'p', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.period_us, 0, "Period for sending messages or zero (default) to send as fast as possible", "us"},
 796         { "timeout",'t', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.timeout_ms,0, "Timeout when period is zero", "ms"},
 797         { "oneattime",'o', POPT_ARG_NONE,                         &opt.oneattime,0,  "Send the next message only when the previous was finally received"},
 798         { "verbose",'v', POPT_ARG_NONE,                           NULL, 'v',         "Send the next message only when the previous was finally received"},
 799         { "name",   'n', POPT_ARG_STRING,                         &opt.name, 0,      "Prefix of the generated files"},
 800         { "length", 'l', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.length, 0,    "The length of generated messages", "bytes"},
 801         { "userhist", 'u', POPT_ARG_NONE,                         &opt.userhist, 0,  "Generate histogram from userspace timestamps"},
 802         { "quiet",  'q', POPT_ARG_NONE,                           &opt.quiet, 0,     "Do not print progress and statistics"},
 803         POPT_AUTOHELP
 804         { NULL, 0, 0, NULL, 0 }
 805 };
 806
 807 int parse_options(int argc, const char *argv[])
 808 {
 809         int c;
 810         poptContext optCon;   /* context for parsing command-line options */
 811         void *local = talloc_new (NULL);
 812
 813         optCon = poptGetContext(NULL, argc, argv, optionsTable, 0);
 814         //poptSetOtherOptionHelp(optCon, "[OPTIONS]* <port>");
 815
 816         /* Now do options processing */
 817         while ((c = poptGetNextOpt(optCon)) >= 0) {
 818                 switch (c) {
 819                 case 'd':
 820                         num_interfaces++;
 821                         break;
 822                 }
 823         }
 824         if (c < -1)
 825                 error(1, 0, "%s: %s\n",
 826                       poptBadOption(optCon, POPT_BADOPTION_NOALIAS),
 827                       poptStrerror(c));
 828
 829         if (num_interfaces < 1 || num_interfaces > 3)
 830                 error(1, 0, "-d option must only be given one, two or three times");
 831
 832         if (opt.oneattime && opt.period_us)
 833                 error(1, 0, "oneattime and period cannot be specified at the same time");
 834
 835         if (opt.name) {
 836                 char *f = talloc_asprintf(local, "%s-msgs.txt", opt.name);
 837                 opt.f_msgs = fopen(f, "w");
 838                 if (!opt.f_msgs)
 839                         error(1, errno, "fopen: %s", f);
 840         }
 841
 842         if (opt.name) {
 843                 char *f = talloc_asprintf(local, "%s-hist-raw.txt", opt.name);
 844                 opt.f_hist = fopen(f, "w");
 845                 if (!opt.f_hist)
 846                         error(1, errno, "fopen: %s", f);
 847         }
 848
 849         if (opt.name) {
 850                 char *f = talloc_asprintf(local, "%s-hist.txt", opt.name);
 851                 opt.f_hist_gw = fopen(f, "w");
 852                 if (!opt.f_hist_gw)
 853                         error(1, errno, "fopen: %s", f);
 854         }
 855
 856         if (opt.name) {
 857                 char *f = talloc_asprintf(local, "%s-stat.txt", opt.name);
 858                 opt.f_stat = fopen(f, "w");
 859                 if (!opt.f_stat)
 860                         error(1, errno, "fopen: %s", f);
 861         }
 862
 863         poptFreeContext(optCon);
 864         talloc_free(local);
 865         return 0;
 866 }
 867
 868 void print_progress()
 869 {
 870         if (! opt.quiet) {
 871                 if (num_interfaces > 1)
 872                         printf("\rSent %5d, in progress %5d", count, msg_in_progress);
 873                 else
 874                         printf("\rSent %5d", count);
 875                 fflush(stdout);
 876         }
 877 }
 878
 879 int main(int argc, const char *argv[])
 880 {
 881         pthread_t thread;
 882         sigset_t set;
 883         int ret, i;
 884
 885         parse_options(argc, argv);
 886
 887         mlockall(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE);
 888
 889         signal(SIGINT, term_handler);
 890         signal(SIGTERM, term_handler);
 891
 892         for (i=0; i<MAX_INFOS; i++)
 893                 msg_infos[i].id = -1;
 894
 895         histogram_init(&histogram, 5000000, 1);
 896         histogram_init(&histogram_gw, 5000000, 1);
 897
 898         ret = pipe(completion_pipe);
 899         if (ret == -1)
 900                 error(1, errno, "pipe");
 901         ret = fcntl(completion_pipe[1], F_SETFL, O_NONBLOCK);
 902         if (ret == -1)
 903                 error(1, errno, "pipe fcntl");
 904
 905         init_ftrace();
 906         if (getenv("LATESTER_CONTROL_HACKBENCH")) {
 907                 char cmd[1000];
 908                 sprintf(cmd, "ssh -x -a -S $HOME/.ssh/cangw-connection root@192.168.2.3 'kill -CONT -%s'",
 909                         getenv("LATESTER_CONTROL_HACKBENCH"));
 910                 printf("Running: %s\n", cmd);
 911                 system(cmd);
 912         }
 913
 914         pthread_create(&thread, 0, measure_thread, NULL);
 915
 916         struct timespec next, now, diff, allsent = {0,0};
 917         clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &next);
 918         int completed = 0;
 919         while (!finish_flag && (opt.count == 0 || completed < opt.count)) {
 920                 struct pollfd pfd[1];
 921                 pfd[0].fd = completion_pipe[0];
 922                 pfd[0].events = POLLIN;
 923                 ret = poll(pfd, 1, 100);
 924                 if (ret == -1 && !INTERRUPTED_SYSCALL(errno))
 925                         error(1, errno, "poll main");
 926                 if (ret > 0 && (pfd[0].revents & POLLIN)) {
 927                         struct msg_info *mi;
 928                         int ret;
 929                         ret = read(completion_pipe[0], &mi, sizeof(mi));
 930                         if (ret < sizeof(mi))
 931                                 error(1, errno, "read completion returned %d", ret);
 932                         msg_info_print(opt.f_msgs, mi);
 933                         msg_info_free(mi);
 934                         completed++;
 935                 }
 936
 937                 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
 938                 if (timespec_subtract(&diff, &next, &now)) {
 939                         print_progress();
 940                         next.tv_nsec += 100000000;
 941                         while (next.tv_nsec >= 1000000000) {
 942                                 next.tv_nsec -= 1000000000;
 943                                 next.tv_sec++;
 944                         }
 945                 }
 946                 if (opt.count != 0 && count >= opt.count) {
 947                         if (allsent.tv_sec == 0)
 948                                 allsent = now;
 949                         timespec_subtract(&diff, &now, &allsent);
 950                         if (diff.tv_sec >= 1)
 951                                 finish_flag = 1;
 952                 }
 953         }
 954         print_progress();
 955         if (!opt.quiet)
 956                 printf("\n");
 957
 958         stats.lost = msg_in_progress;
 959
 960         pthread_join(thread, NULL);
 961
 962         if (getenv("LATESTER_CONTROL_HACKBENCH")) {
 963                 char cmd[1000];
 964                 sprintf(cmd, "ssh -x -a -S $HOME/.ssh/cangw-connection root@192.168.2.3 'kill -STOP -%s'",
 965                         getenv("LATESTER_CONTROL_HACKBENCH"));
 966                 printf("Running: %s\n", cmd);
 967                 system(cmd);
 968         }
 969
 970         close(completion_pipe[0]);
 971         close(completion_pipe[1]);
 972
 973         histogram_fprint(&histogram, opt.f_hist);
 974         histogram_fprint(&histogram_gw, opt.f_hist_gw);
 975         fclose(opt.f_hist);
 976         fclose(opt.f_hist_gw);
 977         fclose(opt.f_msgs);
 978
 979
 980         fprintf(opt.f_stat, "cmdline='");
 981         for (i=0; i<argc; i++)
 982                 fprintf(opt.f_stat, "%s%s", argv[i], i < argc-1 ? " " : "");
 983         fprintf(opt.f_stat, "'\n");
 984
 985         timespec_subtract(&diff, &stats.tac, &stats.tic);
 986         fprintf(opt.f_stat, "duration=%s # seconds\n", tstamp_str(NULL, &diff));
 987
 988         fprintf(opt.f_stat, "sent=%d\n", count);
 989         fprintf(opt.f_stat, "overrun=%d\n", stats.overrun);
 990         if (stats.overrun && !opt.quiet)
 991                 printf("overrun=%d\n", stats.overrun);
 992         fprintf(opt.f_stat, "enobufs=%d\n", stats.enobufs);
 993         if (stats.enobufs && !opt.quiet)
 994                 printf("enobufs=%d\n", stats.enobufs);
 995         fprintf(opt.f_stat, "lost=%d\n", stats.lost);
 996         if (stats.lost && !opt.quiet)
 997                 printf("lost=%d\n", stats.lost);
 998         fprintf(opt.f_stat, "timeouts=%d\n", stats.timeouts);
 999         if (stats.timeouts && !opt.quiet)
1000                 printf("timeouts=%d\n", stats.timeouts);
1001         fprintf(opt.f_stat, "invalid_frame=%d\n", stats.timeouts);
1002         if (stats.timeouts && !opt.quiet)
1003                 printf("invalid_frame=%d\n", stats.timeouts);
1004
1005         fclose(opt.f_stat);
1006
1007         return 0;
1008 }