latester/latester.c

   1 /**************************************************************************/
   2 /* CAN latency tester                                                     */
   3 /* Copyright (C) 2010, 2011, 2012, 2013 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 uint32_t calc_bitmap_crc(uint32_t *bitmap, unsigned start, unsigned end)
 201 {
 202     crc_t crc = 0;
 203     crc = crc_update(crc, bitmap[0] << start, 32 - start);
 204     crc = crc_update(crc, bitmap[1], 32);
 205     crc = crc_update(crc, bitmap[2], end - 64 > 32 ? 32 : end - 64); /* FIXME: This seems to be broken for end < 64 */
 206     crc = crc_update(crc, bitmap[3], end > 96 ? end - 96 : 0);
 207     return (uint32_t)htons(crc << 17);
 208 }
 209
 210 void write_crc_to_bitmap(uint32_t crc, uint32_t *bitmap, struct can_frame *frame)
 211 {
 212     unsigned index = frame->can_id & CAN_EFF_FLAG ? 2 : 1;
 213     if (frame->can_dlc < 4)
 214         bitmap[index] |= crc >> (frame->can_dlc*8);
 215     if (frame->can_dlc == 3)
 216         bitmap[index + 1] |= crc << 8;
 217     if (frame->can_dlc >= 4 && frame->can_dlc < 8)
 218     {
 219         bitmap[index + 1] |= crc >> (frame->can_dlc*8);
 220         if (frame->can_dlc == 7)
 221             bitmap[index + 2] = crc << 8;
 222     }
 223     else if (frame->can_dlc == 8)
 224         bitmap[index + 2] = crc;
 225 }
 226
 227 unsigned calc_stuff_bits(struct can_frame *frame) {
 228         uint32_t bitmap[4];
 229         unsigned start = 0, end;
 230         uint32_t mask, ones = 0, basemask = 0xf8000000;
 231         unsigned stuffed = 0;
 232         memset(bitmap, 0, sizeof(bitmap));
 233         uint32_t crc;
 234
 235 /*      char received[64]; */
 236 /*      sprint_canframe(received, frame, true); */
 237 /*      printf("Frame: %s\n", received); */
 238
 239         if (frame->can_id & CAN_EFF_FLAG) {
 240                 // bit 31                              0
 241                 // [0] |...........................sBBBB| s = SOF, B = Base ID (11 bits)
 242                 // [1] |BBBBBBBSIEEEEEEEEEEEEEEEEEER10DLC4| S = SRR, I = IDE, E = Extended ID (18 bits), DLC4 = DLC
 243                 // [2] |00000000111111112222222233333333| Data bytes, MSB first
 244                 // [3] |44444444555555556666666677777777|
 245                 bitmap[0] =
 246                         ((frame->can_id & CAN_EFF_MASK) >> 25);
 247                 bitmap[1] =
 248                         ((frame->can_id & CAN_EFF_MASK) >> 18) << 25    |
 249                         3 << 23                                         |
 250                         ((frame->can_id & CAN_EFF_MASK) & 0x3ffff) << 7 |
 251                         (!!(frame->can_id & CAN_RTR_FLAG)) << 6         |
 252                         0 << 4                                          |
 253                         frame->can_dlc & 0xf;
 254                 memcpy(&bitmap[2], &frame->data, frame->can_dlc);
 255                 start = 27;
 256                 end = 64 + 8*frame->can_dlc;
 257         } else {
 258                 // bit 31                              0
 259                 // [0] |.............sIIIIIIIIIIIRE0DLC4| s = SOF, I = ID (11 bits), R = RTR, E = IDE, DLC4 = DLC
 260                 // [1] |00000000111111112222222233333333| Data bytes, MSB first
 261                 // [2] |44444444555555556666666677777777|
 262                 bitmap[0] =
 263                         (frame->can_id << 7) |
 264                         (!!(frame->can_id & CAN_RTR_FLAG)) << 6 |
 265                         0 << 4                                  |
 266                         frame->can_dlc & 0xf;
 267                 memcpy(&bitmap[1], &frame->data, frame->can_dlc);
 268                 start = 13;
 269                 end = 32 + 8*frame->can_dlc;
 270         }
 271         crc = calc_bitmap_crc(bitmap, start, end);
 272         write_crc_to_bitmap(crc, bitmap, frame);
 273         end += 15;
 274
 275         while (start < end) {
 276                 mask = basemask >> (start & 0x1f);
 277                 while (1) {
 278                         ones = ones ? mask : 0;
 279                         uint32_t chunk = (bitmap[start >> 5] & mask) ^ ones;
 280                         //printf("start=%d  bitmap=0x%08x  mask=0x%08x  ones=0x%08x  chunk=0x%08x\n", start, bitmap[start >> 5], mask, ones, chunk);
 281                         if (chunk) {
 282                                 unsigned change = __builtin_clz(chunk);
 283                                 start = start & ~0x1f | change;
 284                                 basemask = 0xf8000000;
 285                         } else {
 286                                 unsigned oldstart = start;
 287                                 start += __builtin_popcount(mask);
 288                                 mask = (oldstart & 0x1f) ? basemask << (-oldstart & 0x1f) : 0;
 289                                 //printf("oldstart=%d  shl=%d  mask=0x%08x\n", oldstart, -oldstart & 0x1f, mask);
 290                                 if (mask && start < end)
 291                                         continue;
 292                                 if (start <= end && !mask) {
 293                                         stuffed++;
 294                                         basemask = 0xf0000000;
 295                                         //printf("stuffed %d\n", !ones);
 296                                 }
 297                         }
 298                         break;
 299                 }
 300                 ones = !ones;
 301         }
 302         //printf ("STUFFED %d BITS\n", stuffed);
 303         return stuffed;
 304 }
 305
 306 unsigned calc_frame_txtime_us(struct can_frame *frame) {
 307         return calc_stuff_bits(frame) +
 308                 1 +             /* SOF */
 309                 11 +            /* ID A */
 310                 ((frame->can_id & CAN_EFF_FLAG) ?
 311                  1 +            /* SRR */
 312                  1 +            /* IDE */
 313                  18 +           /* ID B */
 314                  1 +            /* RTR */
 315                  2              /* r1, r0 */
 316                  :
 317                  1 +            /* rtr */
 318                  2) +           /* ide, r0 */
 319                 4 +             /* dlc */
 320                 8*frame->can_dlc +
 321                 15 +            /* CRC */
 322                 3 +             /* CRC del, ACK, ACK del */
 323                 7;              /* EOF */
 324 }
 325
 326 void msg_info_print(FILE *f, struct msg_info *mi)
 327 {
 328         struct timespec diff;
 329         void *local = talloc_new (NULL);
 330         static long num = 0;
 331         char sent[64], received[64];
 332
 333         if (!f)
 334                 return;
 335
 336         sprint_canframe(sent, &mi->sent, true);
 337         sprint_canframe(received, &mi->received, true);
 338
 339 #define S(ts) tstamp_str(local, &ts)
 340 #define DIFF(a, b) (timespec_subtract(&diff, &b, &a), S(diff))
 341
 342         switch (num_interfaces) {
 343         case 2:
 344                 fprintf(f, "%ld: %s %s -> %s (%s) %s = %s (%s) %d\n",
 345                         num, S(mi->ts_sent), sent, S(mi->ts_rx_final_kern), S(mi->ts_rx_final), received,
 346                         DIFF(mi->ts_sent, mi->ts_rx_final_kern),
 347                         DIFF(mi->ts_sent, mi->ts_rx_final),
 348                         mi->tx_time_us);
 349                 break;
 350         case 3:
 351                 fprintf(f, "%ld: %s %s -> %s (%s) -> %s (%s) %s = %s (%s), %s (%s) %d\n",
 352                         num, S(mi->ts_sent), sent,
 353                         S(mi->ts_rx_onwire_kern), S(mi->ts_rx_onwire),
 354                         S(mi->ts_rx_final_kern), S(mi->ts_rx_final), received,
 355                         DIFF(mi->ts_sent, mi->ts_rx_onwire_kern),
 356                         DIFF(mi->ts_sent, mi->ts_rx_onwire),
 357                         DIFF(mi->ts_rx_onwire_kern, mi->ts_rx_final_kern),
 358                         DIFF(mi->ts_rx_onwire, mi->ts_rx_final),
 359                         mi->tx_time_us);
 360                 break;
 361         }
 362 #undef S
 363 #undef DIFF
 364         num++;
 365         talloc_free (local);
 366 }
 367
 368 /* Subtract the `struct timespec' values X and Y, storing the result in
 369    RESULT.  Return 1 if the difference is negative, otherwise 0.  */
 370
 371 int timespec_subtract (struct timespec *result, struct timespec *x, struct timespec *yy)
 372 {
 373         struct timespec ylocal = *yy, *y = &ylocal;
 374         /* Perform the carry for the later subtraction by updating Y. */
 375         if (x->tv_nsec < y->tv_nsec) {
 376                 int nsec = (y->tv_nsec - x->tv_nsec) / 1000000000 + 1;
 377                 y->tv_nsec -= 1000000000 * nsec;
 378                 y->tv_sec += nsec;
 379         }
 380         if (x->tv_nsec - y->tv_nsec > 1000000000) {
 381                 int nsec = (x->tv_nsec - y->tv_nsec) / 1000000000;
 382                 y->tv_nsec += 1000000000 * nsec;
 383                 y->tv_sec -= nsec;
 384         }
 385
 386         /* Compute the time remaining to wait.
 387            `tv_nsec' is certainly positive. */
 388         result->tv_sec = x->tv_sec - y->tv_sec;
 389         result->tv_nsec = x->tv_nsec - y->tv_nsec;
 390
 391         /* Return 1 if result is negative. */
 392         return x->tv_sec < y->tv_sec;
 393 }
 394
 395 void dbg_print_timespec(char *msg, struct timespec *tv)
 396 {
 397
 398         printf("%s sec=%ld nsec=%ld\n", msg, tv->tv_sec, tv->tv_nsec);
 399 }
 400
 401 static inline void calc_msg_latencies(struct msg_info *mi)
 402 {
 403         struct timespec diff;
 404         switch (num_interfaces) {
 405         case 3:
 406                 if (opt.userhist)
 407                         timespec_subtract(&diff, &mi->ts_rx_final, &mi->ts_rx_onwire);
 408                 else
 409                         timespec_subtract(&diff, &mi->ts_rx_final_kern, &mi->ts_rx_onwire_kern);
 410                 break;
 411         case 2:
 412                 if (opt.userhist)
 413                         timespec_subtract(&diff, &mi->ts_rx_final, &mi->ts_sent);
 414                 else
 415                         timespec_subtract(&diff, &mi->ts_rx_final_kern, &mi->ts_sent);
 416                 break;
 417         default:
 418                 return;
 419         }
 420         mi->lat_measured_us = diff.tv_sec * 1000000 + diff.tv_nsec/1000;
 421         mi->tx_time_us = calc_frame_txtime_us(&mi->received);
 422 }
 423
 424 void set_sched_policy_and_prio(int policy, int rtprio)
 425 {
 426         struct sched_param scheduling_parameters;
 427         int maxprio=sched_get_priority_max(policy);
 428         int minprio=sched_get_priority_min(policy);
 429
 430         if((rtprio < minprio) || (rtprio > maxprio))
 431                 error(1, 0, "The priority for requested policy is out of <%d, %d> range\n",
 432                       minprio, maxprio);
 433
 434         scheduling_parameters.sched_priority = rtprio;
 435
 436         if (0 != pthread_setschedparam(pthread_self(), policy, &scheduling_parameters))
 437                 error(1, errno, "pthread_setschedparam error");
 438 }
 439
 440 void term_handler(int signum)
 441 {
 442         finish_flag = 1;
 443 }
 444
 445 static inline int sock_get_if_index(int s, const char *if_name)
 446 {
 447         struct ifreq ifr;
 448         MEMSET_ZERO(ifr);
 449
 450         strcpy(ifr.ifr_name, if_name);
 451         if (ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0)
 452                 error(1, errno, "SIOCGIFINDEX '%s'", if_name);
 453         return ifr.ifr_ifindex;
 454 }
 455
 456 static inline get_tstamp(struct timespec *ts)
 457 {
 458         clock_gettime(CLOCK_REALTIME, ts);
 459 }
 460
 461
 462 int trace_fd = -1;
 463 int marker_fd = -1;
 464
 465 int init_ftrace()
 466 {
 467 #ifdef FTRACE
 468         char *debugfs;
 469         char path[256];
 470         FILE *f;
 471
 472         debugfs = "/sys/kernel/debug";
 473         if (debugfs) {
 474                 strcpy(path, debugfs);
 475                 strcat(path,"/tracing/tracing_on");
 476                 trace_fd = open(path, O_WRONLY);
 477                 if (trace_fd >= 0)
 478                         write(trace_fd, "1", 1);
 479
 480                 strcpy(path, debugfs);
 481                 strcat(path,"/tracing/trace_marker");
 482                 marker_fd = open(path, O_WRONLY);
 483
 484                 strcpy(path, debugfs);
 485                 strcat(path,"/tracing/set_ftrace_pid");
 486                 f = fopen(path, "w");
 487                 fprintf(f, "%d\n", getpid());
 488                 fclose(f);
 489                 system("echo function_graph > /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer");
 490                 system("echo can_send > /sys/kernel/debug/tracing/set_graph_function");
 491                 system("echo > /sys/kernel/debug/tracing/trace");
 492                 system("echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_enabled");
 493         }
 494 #endif  /* FTRACE */
 495 }
 496
 497 static inline void trace_on()
 498 {
 499         if (trace_fd >= 0)
 500                 write(trace_fd, "1", 1);
 501 }
 502
 503 static inline void trace_off(int ret)
 504 {
 505         if (marker_fd >= 0) {
 506                 char marker[100];
 507                 sprintf(marker, "write returned %d\n", ret);
 508                 write(marker_fd, marker, strlen(marker));
 509         }
 510         if (trace_fd >= 0)
 511                 write(trace_fd, "0", 1);
 512 }
 513
 514 static inline void msg_info_free(struct msg_info *mi)
 515 {
 516         mi->id = -1;
 517 }
 518
 519 static inline bool msg_info_used(struct msg_info *mi)
 520 {
 521         return mi->id != -1;
 522 }
 523
 524 int send_frame(int socket)
 525 {
 526         struct can_frame frame;
 527         struct msg_info *mi;
 528         int ret;
 529         static int curr_msg = -1;
 530         int i;
 531         uint16_t idx;
 532
 533         MEMSET_ZERO(frame);
 534         i = curr_msg+1;
 535         while (msg_info_used(&msg_infos[i]) && i != curr_msg) {
 536                 i++;
 537                 if (i >= MAX_INFOS)
 538                         i = 0;
 539         }
 540         if (i == curr_msg)
 541                 error(1, 0, "Msg info table is full! Probably, many packets were lost.");
 542         else
 543                 curr_msg = i;
 544
 545         frame.can_id = opt.id;
 546         if (opt.length < 2)
 547                 error(1, 0, "Length < 2 is not yet supported");
 548         frame.can_dlc = opt.length;
 549         idx = curr_msg;
 550         memcpy(frame.data, &idx, sizeof(idx));
 551         mi = frame2info(&frame);
 552
 553         mi->id = frame.can_id;
 554         mi->length = frame.can_dlc;
 555         get_tstamp(&mi->ts_sent);
 556         mi->sent = frame;
 557
 558         trace_on();
 559         ret = write(socket, &frame, sizeof(frame));
 560         trace_off(ret);
 561
 562         if (ret == -1 || num_interfaces == 1)
 563                 msg_info_free(mi);
 564         return ret;
 565 }
 566
 567 static inline send_and_check(int s)
 568 {
 569         int ret;
 570         ret = send_frame(s);
 571         if (ret != sizeof(struct can_frame)) {
 572 /*              if (ret == -1 && errno == ENOBUFS && opt.period_us == 0 && !opt.oneattime) { */
 573 /*                      stats.enobufs++; */
 574 /*                      /\* Ignore this error - pfifo_fast qeuue is full *\/ */
 575 /*              } else */
 576                         error(1, errno, "send_frame (line %d)", __LINE__);
 577         } else {
 578                 count++;
 579                 msg_in_progress++;
 580         }
 581 }
 582
 583 static inline void get_next_timeout(struct timespec *timeout)
 584 {
 585         struct timespec now;
 586         static struct timespec last = {-1, 0 };
 587
 588         clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
 589
 590         if (last.tv_sec == -1)
 591                 last = now;
 592         if (opt.period_us != 0) {
 593                 last.tv_sec += opt.period_us/1000000;
 594                 last.tv_nsec += (opt.period_us%1000000)*1000;
 595                 while (last.tv_nsec >= 1000000000) {
 596                         last.tv_nsec -= 1000000000;
 597                         last.tv_sec++;
 598                 }
 599                 if (timespec_subtract(timeout, &last, &now) /* is negative */) {
 600                         stats.overrun++;
 601                         memset(timeout, 0, sizeof(*timeout));
 602                 }
 603         } else if (opt.timeout_ms != 0) {
 604                 timeout->tv_sec = opt.timeout_ms/1000;
 605                 timeout->tv_nsec = (opt.timeout_ms%1000)*1000000;
 606         } else
 607                 error(1, 0, "Timeout and period cannot be both zero");
 608 }
 609
 610 void receive(int s, struct can_frame *frame, struct timespec *ts_kern, struct timespec *ts_user)
 611 {
 612         char ctrlmsg[CMSG_SPACE(sizeof(struct timeval)) + CMSG_SPACE(sizeof(__u32))];
 613         struct iovec iov;
 614         struct msghdr msg;
 615         struct cmsghdr *cmsg;
 616         struct sockaddr_can addr;
 617         int nbytes;
 618         static uint64_t dropcnt = 0;
 619
 620         iov.iov_base = frame;
 621         msg.msg_name = &addr;
 622         msg.msg_iov = &iov;
 623         msg.msg_iovlen = 1;
 624         msg.msg_control = &ctrlmsg;
 625
 626         /* these settings may be modified by recvmsg() */
 627         iov.iov_len = sizeof(*frame);
 628         msg.msg_namelen = sizeof(addr);
 629         msg.msg_controllen = sizeof(ctrlmsg);
 630         msg.msg_flags = 0;
 631
 632         nbytes = recvmsg(s, &msg, 0);
 633         if (nbytes < 0)
 634                 error(1, errno, "recvmsg");
 635
 636         if (nbytes < sizeof(struct can_frame))
 637                 error(1, 0, "recvmsg: incomplete CAN frame\n");
 638
 639         get_tstamp(ts_user);
 640         MEMSET_ZERO(*ts_kern);
 641         for (cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
 642              cmsg && (cmsg->cmsg_level == SOL_SOCKET);
 643              cmsg = CMSG_NXTHDR(&msg,cmsg)) {
 644                 if (cmsg->cmsg_type == SO_TIMESTAMPNS)
 645                         *ts_kern = *(struct timespec *)CMSG_DATA(cmsg);
 646                 else if (cmsg->cmsg_type == SO_RXQ_OVFL)
 647                         dropcnt += *(__u32 *)CMSG_DATA(cmsg);
 648         }
 649
 650 }
 651
 652 void process_tx(int s)
 653 {
 654         error(1, 0, "%s: not implemented", __FUNCTION__);
 655 }
 656
 657 void process_on_wire_rx(int s)
 658 {
 659         struct timespec ts_kern, ts_user, ts_diff;
 660         struct can_frame frame;
 661         struct msg_info *mi;
 662         receive(s, &frame, &ts_kern, &ts_user);
 663         mi = frame2info(&frame);
 664         if (msg_info_used(mi)) {
 665                 mi->ts_rx_onwire_kern = ts_kern;
 666                 mi->ts_rx_onwire = ts_user;
 667         } else
 668                 stats.invalid_frame++;
 669 }
 670
 671
 672 void process_final_rx(int s)
 673 {
 674         struct timespec ts_kern, ts_user, ts_diff;
 675         struct can_frame frame;
 676         struct msg_info *mi;
 677         int ret;
 678
 679         receive(s, &frame, &ts_kern, &ts_user);
 680         mi = frame2info(&frame);
 681         mi->ts_rx_final_kern = ts_kern;
 682         mi->ts_rx_final = ts_user;
 683         mi->received = frame;
 684
 685         calc_msg_latencies(mi);
 686
 687         histogram_add(&histogram, mi->lat_measured_us);
 688         histogram_add(&histogram_gw, mi->lat_measured_us - mi->tx_time_us);
 689
 690         ret = write(completion_pipe[1], &mi, sizeof(mi));
 691         if (ret == -1)
 692                 error(1, errno, "completion_pipe write");
 693 }
 694
 695 void *measure_thread(void *arg)
 696 {
 697         int s, i, ret;
 698         struct pollfd pfd[3];
 699         struct timespec timeout;
 700         struct sockaddr_can addr;
 701         sigset_t set;
 702         int consecutive_timeouts = 0;
 703
 704         MEMSET_ZERO(pfd);
 705
 706         for (i=0; i<num_interfaces; i++) {
 707                 if ((s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW)) < 0)
 708                         error(1, errno, "socket");
 709
 710                 addr.can_family = AF_CAN;
 711                 addr.can_ifindex = sock_get_if_index(s, opt.interface[i]);
 712
 713                 if (i == 0) {   /* TX socket */
 714                         /* disable default receive filter on this RAW socket */
 715                         /* This is obsolete as we do not read from the socket at all, but for */
 716                         /* this reason we can remove the receive list in the Kernel to save a */
 717                         /* little (really a very little!) CPU usage.                          */
 718                         if (setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, NULL, 0) == -1)
 719                                 error(1, errno, "SOL_CAN_RAW");
 720                 }
 721
 722                 if (bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0)
 723                         error(1, errno, "bind");
 724
 725                 const int timestamp_on = 1;
 726                 if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_TIMESTAMPNS,
 727                                &timestamp_on, sizeof(timestamp_on)) < 0)
 728                         error(1, errno, "setsockopt SO_TIMESTAMP");
 729
 730                 const int dropmonitor_on = 1;
 731                 if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RXQ_OVFL,
 732                                &dropmonitor_on, sizeof(dropmonitor_on)) < 0)
 733                         error(1, errno, "setsockopt SO_RXQ_OVFL not supported by your Linux Kernel");
 734
 735                 pfd[i].fd = s;
 736                 if (i == 0)
 737                         pfd[i].events = POLLIN | POLLERR | ((opt.period_us == 0 && !opt.oneattime) ? POLLOUT : 0);
 738                 else
 739                         pfd[i].events = POLLIN;
 740         }
 741
 742         set_sched_policy_and_prio(SCHED_FIFO, 40);
 743
 744 #define SEND() send_and_check(pfd[0].fd)
 745
 746         if (opt.oneattime)
 747                 SEND();
 748
 749         get_tstamp(&stats.tic);
 750
 751         while (!finish_flag &&
 752                (opt.count == 0 || count < opt.count || msg_in_progress != 0)) {
 753
 754                 get_next_timeout(&timeout);
 755                 //printf("ppoll"); fflush(stdout);
 756                 ret = ppoll(pfd, num_interfaces, &timeout, NULL);
 757                 //printf("=%d\n", ret);
 758                 switch (ret) {
 759                 case -1: // Error
 760                         if (!INTERRUPTED_SYSCALL(errno))
 761                                 error(1, errno, "ppoll");
 762                         break;
 763                 case 0: // Timeout
 764                         if (opt.period_us) {
 765                                 if (opt.count == 0 || count < opt.count) {
 766                                         SEND();
 767                                 }
 768                         } else {
 769                                 /* Lost message - send a new one */
 770                                 stats.timeouts++;
 771                                 consecutive_timeouts++;
 772                                 if (consecutive_timeouts < 10)
 773                                         SEND();
 774                                 else /* Something is really broken */
 775                                         finish_flag = 1;
 776                         }
 777                         break;
 778                 default: // Event
 779                         if (pfd[0].revents & (POLLIN|POLLERR)) {
 780                                 process_tx(pfd[0].fd);
 781                         }
 782                         if (pfd[0].revents & POLLOUT) {
 783                                 if (opt.count == 0 || count < opt.count)
 784                                         SEND();
 785                         }
 786                         pfd[0].revents = 0;
 787
 788                         if (num_interfaces == 3 && pfd[1].revents & POLLIN) {
 789                                 process_on_wire_rx(pfd[1].fd);
 790                                 pfd[1].revents = 0;
 791                         }
 792                         if (num_interfaces == 3 && pfd[1].revents & ~POLLIN)
 793                                 error(1, 0, "Unexpected pfd[1].revents: 0x%04x\n", pfd[1].revents);
 794
 795                         i = (num_interfaces == 2) ? 1 : 2;
 796                         if (pfd[i].revents & POLLIN) {
 797                                 consecutive_timeouts = 0;
 798                                 process_final_rx(pfd[i].fd);
 799                                 msg_in_progress--;
 800                                 pfd[i].revents = 0;
 801                                 if ((opt.count == 0 || count < opt.count) &&
 802                                     opt.oneattime) {
 803                                         SEND();
 804                                 }
 805                         }
 806                         if (pfd[i].revents & ~POLLIN)
 807                                 error(1, 0, "Unexpected pfd[%d].revents: 0x%04x\n", pfd[i].revents);
 808                 }
 809         }
 810
 811         get_tstamp(&stats.tac);
 812
 813         for (i=0; i<num_interfaces; i++)
 814                 close(pfd[i].fd);
 815
 816         return NULL;
 817 }
 818
 819 struct poptOption optionsTable[] = {
 820         { "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" },
 821         { "count",  'c', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.count,   0,   "The count of messages to send, zero corresponds to infinity", "num"},
 822         { "id",     'i', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.id,      0,   "CAN ID of sent messages", "id"},
 823         { "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"},
 824         { "timeout",'t', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.timeout_ms,0, "Timeout when period is zero", "ms"},
 825         { "oneattime",'o', POPT_ARG_NONE,                         &opt.oneattime,0,  "Send the next message only when the previous was finally received"},
 826         { "verbose",'v', POPT_ARG_NONE,                           NULL, 'v',         "Send the next message only when the previous was finally received"},
 827         { "name",   'n', POPT_ARG_STRING,                         &opt.name, 0,      "Prefix of the generated files"},
 828         { "length", 'l', POPT_ARG_INT|POPT_ARGFLAG_SHOW_DEFAULT,  &opt.length, 0,    "The length of generated messages", "bytes"},
 829         { "userhist", 'u', POPT_ARG_NONE,                         &opt.userhist, 0,  "Generate histogram from userspace timestamps"},
 830         { "quiet",  'q', POPT_ARG_NONE,                           &opt.quiet, 0,     "Do not print progress and statistics"},
 831         POPT_AUTOHELP
 832         { NULL, 0, 0, NULL, 0 }
 833 };
 834
 835 int parse_options(int argc, const char *argv[])
 836 {
 837         int c;
 838         poptContext optCon;   /* context for parsing command-line options */
 839         void *local = talloc_new (NULL);
 840
 841         optCon = poptGetContext(NULL, argc, argv, optionsTable, 0);
 842         //poptSetOtherOptionHelp(optCon, "[OPTIONS]* <port>");
 843
 844         /* Now do options processing */
 845         while ((c = poptGetNextOpt(optCon)) >= 0) {
 846                 switch (c) {
 847                 case 'd':
 848                         num_interfaces++;
 849                         break;
 850                 }
 851         }
 852         if (c < -1)
 853                 error(1, 0, "%s: %s\n",
 854                       poptBadOption(optCon, POPT_BADOPTION_NOALIAS),
 855                       poptStrerror(c));
 856
 857         if (num_interfaces < 1 || num_interfaces > 3)
 858                 error(1, 0, "-d option must only be given one, two or three times");
 859
 860         if (opt.oneattime && opt.period_us)
 861                 error(1, 0, "oneattime and period cannot be specified at the same time");
 862
 863         if (opt.name) {
 864                 char *f = talloc_asprintf(local, "%s-msgs.txt", opt.name);
 865                 opt.f_msgs = fopen(f, "w");
 866                 if (!opt.f_msgs)
 867                         error(1, errno, "fopen: %s", f);
 868         }
 869
 870         if (opt.name) {
 871                 char *f = talloc_asprintf(local, "%s-hist-raw.txt", opt.name);
 872                 opt.f_hist = fopen(f, "w");
 873                 if (!opt.f_hist)
 874                         error(1, errno, "fopen: %s", f);
 875         }
 876
 877         if (opt.name) {
 878                 char *f = talloc_asprintf(local, "%s-hist.txt", opt.name);
 879                 opt.f_hist_gw = fopen(f, "w");
 880                 if (!opt.f_hist_gw)
 881                         error(1, errno, "fopen: %s", f);
 882         }
 883
 884         if (opt.name) {
 885                 char *f = talloc_asprintf(local, "%s-stat.txt", opt.name);
 886                 opt.f_stat = fopen(f, "w");
 887                 if (!opt.f_stat)
 888                         error(1, errno, "fopen: %s", f);
 889         }
 890
 891         poptFreeContext(optCon);
 892         talloc_free(local);
 893         return 0;
 894 }
 895
 896 void print_progress()
 897 {
 898         if (! opt.quiet) {
 899                 if (num_interfaces > 1)
 900                         printf("\rSent %5d, in progress %5d", count, msg_in_progress);
 901                 else
 902                         printf("\rSent %5d", count);
 903                 fflush(stdout);
 904         }
 905 }
 906
 907 int main(int argc, const char *argv[])
 908 {
 909         pthread_t thread;
 910         sigset_t set;
 911         int ret, i;
 912
 913         parse_options(argc, argv);
 914
 915         mlockall(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE);
 916
 917         signal(SIGINT, term_handler);
 918         signal(SIGTERM, term_handler);
 919
 920         for (i=0; i<MAX_INFOS; i++)
 921                 msg_infos[i].id = -1;
 922
 923         histogram_init(&histogram, 5000000, 1);
 924         histogram_init(&histogram_gw, 5000000, 1);
 925
 926         ret = pipe(completion_pipe);
 927         if (ret == -1)
 928                 error(1, errno, "pipe");
 929         ret = fcntl(completion_pipe[1], F_SETFL, O_NONBLOCK);
 930         if (ret == -1)
 931                 error(1, errno, "pipe fcntl");
 932
 933         init_ftrace();
 934         if (getenv("LATESTER_CONTROL_HACKBENCH")) {
 935                 char cmd[1000];
 936                 sprintf(cmd, "ssh -x -a -S $HOME/.ssh/cangw-connection root@192.168.2.3 'kill -CONT -%s'",
 937                         getenv("LATESTER_CONTROL_HACKBENCH"));
 938                 printf("Running: %s\n", cmd);
 939                 system(cmd);
 940         }
 941
 942         pthread_create(&thread, 0, measure_thread, NULL);
 943
 944         struct timespec next, now, diff, allsent = {0,0};
 945         clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &next);
 946         int completed = 0;
 947         while (!finish_flag && (opt.count == 0 || completed < opt.count)) {
 948                 struct pollfd pfd[1];
 949                 pfd[0].fd = completion_pipe[0];
 950                 pfd[0].events = POLLIN;
 951                 ret = poll(pfd, 1, 100);
 952                 if (ret == -1 && !INTERRUPTED_SYSCALL(errno))
 953                         error(1, errno, "poll main");
 954                 if (ret > 0 && (pfd[0].revents & POLLIN)) {
 955                         struct msg_info *mi;
 956                         int ret;
 957                         ret = read(completion_pipe[0], &mi, sizeof(mi));
 958                         if (ret < sizeof(mi))
 959                                 error(1, errno, "read completion returned %d", ret);
 960                         msg_info_print(opt.f_msgs, mi);
 961                         msg_info_free(mi);
 962                         completed++;
 963                 }
 964
 965                 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
 966                 if (timespec_subtract(&diff, &next, &now)) {
 967                         print_progress();
 968                         next.tv_nsec += 100000000;
 969                         while (next.tv_nsec >= 1000000000) {
 970                                 next.tv_nsec -= 1000000000;
 971                                 next.tv_sec++;
 972                         }
 973                 }
 974                 if (opt.count != 0 && count >= opt.count) {
 975                         if (allsent.tv_sec == 0)
 976                                 allsent = now;
 977                         timespec_subtract(&diff, &now, &allsent);
 978                         if (diff.tv_sec >= 1)
 979                                 finish_flag = 1;
 980                 }
 981         }
 982         print_progress();
 983         if (!opt.quiet)
 984                 printf("\n");
 985
 986         stats.lost = msg_in_progress;
 987
 988         pthread_join(thread, NULL);
 989
 990         if (getenv("LATESTER_CONTROL_HACKBENCH")) {
 991                 char cmd[1000];
 992                 sprintf(cmd, "ssh -x -a -S $HOME/.ssh/cangw-connection root@192.168.2.3 'kill -STOP -%s'",
 993                         getenv("LATESTER_CONTROL_HACKBENCH"));
 994                 printf("Running: %s\n", cmd);
 995                 system(cmd);
 996         }
 997
 998         close(completion_pipe[0]);
 999         close(completion_pipe[1]);
1000
1001         histogram_fprint(&histogram, opt.f_hist);
1002         histogram_fprint(&histogram_gw, opt.f_hist_gw);
1003         if (opt.f_hist)
1004                 fclose(opt.f_hist);
1005         if (opt.f_hist_gw)
1006                 fclose(opt.f_hist_gw);
1007         if (opt.f_msgs)
1008                 fclose(opt.f_msgs);
1009
1010         if (opt.f_stat) {
1011                 fprintf(opt.f_stat, "cmdline='");
1012                 for (i=0; i<argc; i++)
1013                         fprintf(opt.f_stat, "%s%s", argv[i], i < argc-1 ? " " : "");
1014                 fprintf(opt.f_stat, "'\n");
1015
1016                 timespec_subtract(&diff, &stats.tac, &stats.tic);
1017                 fprintf(opt.f_stat, "duration=%s # seconds\n", tstamp_str(NULL, &diff));
1018
1019                 fprintf(opt.f_stat, "sent=%d\n", count);
1020                 fprintf(opt.f_stat, "overrun=%d\n", stats.overrun);
1021                 if (stats.overrun && !opt.quiet)
1022                         printf("overrun=%d\n", stats.overrun);
1023                 fprintf(opt.f_stat, "enobufs=%d\n", stats.enobufs);
1024                 if (stats.enobufs && !opt.quiet)
1025                         printf("enobufs=%d\n", stats.enobufs);
1026                 fprintf(opt.f_stat, "lost=%d\n", stats.lost);
1027                 if (stats.lost && !opt.quiet)
1028                         printf("lost=%d\n", stats.lost);
1029                 fprintf(opt.f_stat, "timeouts=%d\n", stats.timeouts);
1030                 if (stats.timeouts && !opt.quiet)
1031                         printf("timeouts=%d\n", stats.timeouts);
1032                 fprintf(opt.f_stat, "invalid_frame=%d\n", stats.timeouts);
1033                 if (stats.timeouts && !opt.quiet)
1034                         printf("invalid_frame=%d\n", stats.timeouts);
1035
1036                 fclose(opt.f_stat);
1037         }
1038
1039         return 0;
1040 }