latester/latester.c

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