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