canbusload.c

   1 /*
   2  *  $Id$
   3  */
   4
   5 /*
   6  * canbusload.c
   7  *
   8  * Copyright (c) 2002-2008 Volkswagen Group Electronic Research
   9  * All rights reserved.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. Neither the name of Volkswagen nor the names of its contributors
  20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  21  *    without specific prior written permission.
  22  *
  23  * Alternatively, provided that this notice is retained in full, this
  24  * software may be distributed under the terms of the GNU General
  25  * Public License ("GPL") version 2, in which case the provisions of the
  26  * GPL apply INSTEAD OF those given above.
  27  *
  28  * The provided data structures and external interfaces from this code
  29  * are not restricted to be used by modules with a GPL compatible license.
  30  *
  31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  32  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  33  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  34  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  35  * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  36  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  37  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  38  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  39  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  40  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  41  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH
  42  * DAMAGE.
  43  *
  44  * Send feedback to <socketcan-users@lists.berlios.de>
  45  *
  46  */
  47
  48 #include <stdio.h>
  49 #include <stdlib.h>
  50 #include <unistd.h>
  51 #include <string.h>
  52 #include <signal.h>
  53 #include <ctype.h>
  54 #include <libgen.h>
  55 #include <time.h>
  56
  57 #include <sys/time.h>
  58 #include <sys/types.h>
  59 #include <sys/socket.h>
  60 #include <sys/ioctl.h>
  61 #include <sys/uio.h>
  62 #include <net/if.h>
  63
  64 #include <linux/can.h>
  65 #include <linux/can/raw.h>
  66
  67 #include "terminal.h"
  68
  69 #define MAXSOCK 16    /* max. number of CAN interfaces given on the cmdline */
  70
  71 #define PERCENTRES 5 /* resolution in percent for bargraph */
  72 #define NUMBAR (100/PERCENTRES) /* number of bargraph elements */
  73
  74 extern int optind, opterr, optopt;
  75
  76 static struct {
  77         char devname[IFNAMSIZ+1];
  78         unsigned int bitrate;
  79         unsigned int recv_frames;
  80         unsigned int recv_bits_total;
  81         unsigned int recv_bits_payload;
  82 } stat[MAXSOCK+1];
  83
  84 static int  max_devname_len; /* to prevent frazzled device name output */
  85 static int  max_bitrate_len;
  86 static int  currmax;
  87 static unsigned char redraw;
  88 static unsigned char timestamp;
  89 static unsigned char color;
  90 static unsigned char bargraph;
  91 static unsigned char ignore_bitstuffing;
  92 static char *prg;
  93
  94 void print_usage(char *prg)
  95 {
  96         fprintf(stderr, "\nUsage: %s [options] <CAN interface>+\n", prg);
  97         fprintf(stderr, "  (use CTRL-C to terminate %s)\n\n", prg);
  98         fprintf(stderr, "Options: -t (show current time on the first line)\n");
  99         fprintf(stderr, "         -c (colorize lines)\n");
 100         fprintf(stderr, "         -b (show bargraph in %d%% resolution)\n", PERCENTRES);
 101         fprintf(stderr, "         -r (redraw the terminal - similar to top)\n");
 102         fprintf(stderr, "         -i (ignore bitstuffing estimation in bandwith calculation)\n");
 103         fprintf(stderr, "\n");
 104         fprintf(stderr, "Up to %d CAN interfaces with mandatory bitrate can be specified on the \n", MAXSOCK);
 105         fprintf(stderr, "commandline in the form: <ifname>@<bitrate>\n\n");
 106         fprintf(stderr, "The bitrate is mandatory as it is needed to know the CAN bus bitrate to\n");
 107         fprintf(stderr, "calcultate the bus load percentage based on the received CAN frames.\n");
 108         fprintf(stderr, "Due to the bitstuffing estimation the calculated busload may exceed 100%%.\n");
 109         fprintf(stderr, "For each given interface the data is presented in one line which contains:\n\n");
 110         fprintf(stderr, "(interface) (received CAN frames) (used bits total) (used bits for payload)\n");
 111         fprintf(stderr, "\nExample:\n");
 112         fprintf(stderr, "\nuser$> canbusload can0@100000 can1@500000 can2@500000 can3@500000 -r -t -b -c\n\n");
 113         fprintf(stderr, "%s 2008-05-27 15:18:49\n", prg);
 114         fprintf(stderr, " can0@100000  805  74491  36656  74%%  |XXXXXXXXXXXXXX......|\n");
 115         fprintf(stderr, " can1@500000  796  75140  37728  15%%  |XXX.................|\n");
 116         fprintf(stderr, " can2@500000    0      0      0   0%%  |....................|\n");
 117         fprintf(stderr, " can3@500000   47   4633   2424   0%%  |....................|\n");
 118         fprintf(stderr, "\n");
 119 }
 120
 121 void sigterm(int signo)
 122 {
 123         exit(0);
 124 }
 125
 126 void printstats(int signo)
 127 {
 128         int i, j, percent;
 129
 130         if (redraw)
 131                 printf("%s", CSR_HOME);
 132
 133         if (timestamp) {
 134                 time_t currtime;
 135                 struct tm now;
 136
 137                 if (time(&currtime) == (time_t)-1) {
 138                         perror("time");
 139                         exit(1);
 140                 }
 141
 142                 localtime_r(&currtime, &now);
 143
 144                 printf("%s %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
 145                        prg,
 146                        now.tm_year + 1900,
 147                        now.tm_mon + 1,
 148                        now.tm_mday,
 149                        now.tm_hour,
 150                        now.tm_min,
 151                        now.tm_sec);
 152         }
 153
 154         for (i=0; i<currmax; i++) {
 155
 156                 if (color) {
 157                         if (i%2)
 158                                 printf("%s", FGRED);
 159                         else
 160                                 printf("%s", FGBLUE);
 161                 }
 162
 163                 if (stat[i].bitrate)
 164                         percent = (stat[i].recv_bits_total*100)/stat[i].bitrate;
 165                 else
 166                         percent = 0;
 167
 168                 printf(" %*s@%-*d %4d %6d %6d %3d%%",
 169                        max_devname_len, stat[i].devname,
 170                        max_bitrate_len, stat[i].bitrate,
 171                        stat[i].recv_frames,
 172                        stat[i].recv_bits_total,
 173                        stat[i].recv_bits_payload,
 174                        percent);
 175
 176                 if (bargraph) {
 177
 178                         printf("  |");
 179
 180                         if (percent > 100)
 181                                 percent = 100;
 182
 183                         for (j=0; j < NUMBAR; j++){
 184                                 if (j < percent/PERCENTRES)
 185                                         printf("X");
 186                                 else
 187                                         printf(".");
 188                         }
 189
 190                         printf("|");
 191                 }
 192
 193                 if (color)
 194                         printf("%s", ATTRESET);
 195
 196                 printf("\n");
 197
 198                 stat[i].recv_frames = 0;
 199                 stat[i].recv_bits_total = 0;
 200                 stat[i].recv_bits_payload = 0;
 201         }
 202
 203         printf("\n");
 204
 205         alarm(1);
 206 }
 207
 208 int main(int argc, char **argv)
 209 {
 210         fd_set rdfs;
 211         int s[MAXSOCK];
 212
 213         int opt;
 214         char *ptr, *nptr;
 215         struct sockaddr_can addr;
 216         struct can_frame frame;
 217         int nbytes, i;
 218         struct ifreq ifr;
 219         sigset_t sigmask, savesigmask;
 220
 221         signal(SIGTERM, sigterm);
 222         signal(SIGHUP, sigterm);
 223         signal(SIGINT, sigterm);
 224
 225         signal(SIGALRM, printstats);
 226
 227         prg = basename(argv[0]);
 228
 229         while ((opt = getopt(argc, argv, "rtbcih?")) != -1) {
 230                 switch (opt) {
 231                 case 'r':
 232                         redraw = 1;
 233                         break;
 234
 235                 case 't':
 236                         timestamp = 1;
 237                         break;
 238
 239                 case 'b':
 240                         bargraph = 1;
 241                         break;
 242
 243                 case 'c':
 244                         color = 1;
 245                         break;
 246
 247                 case 'i':
 248                         ignore_bitstuffing = 1;
 249                         break;
 250
 251                 default:
 252                         print_usage(prg);
 253                         exit(1);
 254                         break;
 255                 }
 256         }
 257
 258         if (optind == argc) {
 259                 print_usage(prg);
 260                 exit(0);
 261         }
 262
 263         currmax = argc - optind; /* find real number of CAN devices */
 264
 265         if (currmax > MAXSOCK) {
 266                 printf("More than %d CAN devices given on commandline!\n", MAXSOCK);
 267                 return 1;
 268         }
 269
 270         for (i=0; i < currmax; i++) {
 271
 272                 ptr = argv[optind+i];
 273
 274                 nbytes = strlen(ptr);
 275                 if (nbytes >= IFNAMSIZ+sizeof("@1000000")+1) {
 276                         printf("name of CAN device '%s' is too long!\n", ptr);
 277                         return 1;
 278                 }
 279
 280 #ifdef DEBUG
 281                 printf("open %d '%s'.\n", i, ptr);
 282 #endif
 283
 284                 s[i] = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);
 285                 if (s[i] < 0) {
 286                         perror("socket");
 287                         return 1;
 288                 }
 289
 290                 nptr = strchr(ptr, '@');
 291
 292                 if (!nptr) {
 293                         print_usage(prg);
 294                         return 1;
 295                 }
 296
 297                 nbytes = nptr - ptr;  /* interface name is up the first '@' */
 298
 299                 if (nbytes >= IFNAMSIZ) {
 300                         printf("name of CAN device '%s' is too long!\n", ptr);
 301                         return 1;
 302                 }
 303
 304                 strncpy(stat[i].devname, ptr, nbytes);
 305                 memset(&ifr.ifr_name, 0, sizeof(ifr.ifr_name));
 306                 strncpy(ifr.ifr_name, ptr, nbytes);
 307
 308                 if (nbytes > max_devname_len)
 309                         max_devname_len = nbytes; /* for nice printing */
 310
 311                 stat[i].bitrate = atoi(nptr+1); /* bitrate is placed behind the '@' */
 312
 313                 if (!stat[i].bitrate || stat[i].bitrate > 1000000) {
 314                         printf("invalid bitrate for CAN device '%s'!\n", ptr);
 315                         return 1;
 316                 }
 317
 318                 nbytes = strlen(nptr+1);
 319                 if (nbytes > max_bitrate_len)
 320                         max_bitrate_len = nbytes; /* for nice printing */
 321
 322
 323 #ifdef DEBUG
 324                 printf("using interface name '%s'.\n", ifr.ifr_name);
 325 #endif
 326
 327                 if (ioctl(s[i], SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0) {
 328                         perror("SIOCGIFINDEX");
 329                         exit(1);
 330                 }
 331
 332                 addr.can_family = AF_CAN;
 333                 addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 334
 335                 if (bind(s[i], (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0) {
 336                         perror("bind");
 337                         return 1;
 338                 }
 339         }
 340
 341         alarm(1);
 342
 343         if (redraw)
 344                 printf("%s", CLR_SCREEN);
 345
 346         while (1) {
 347
 348                 FD_ZERO(&rdfs);
 349                 for (i=0; i<currmax; i++)
 350                         FD_SET(s[i], &rdfs);
 351
 352                 savesigmask = sigmask;
 353
 354                 if (pselect(s[currmax-1]+1, &rdfs, NULL, NULL, NULL, &sigmask) < 0) {
 355                         //perror("pselect");
 356                         sigmask = savesigmask;
 357                         continue;
 358                 }
 359
 360                 for (i=0; i<currmax; i++) {  /* check all CAN RAW sockets */
 361
 362                         if (FD_ISSET(s[i], &rdfs)) {
 363
 364                                 nbytes = read(s[i], &frame, sizeof(struct can_frame));
 365
 366                                 if (nbytes < 0) {
 367                                         perror("read");
 368                                         return 1;
 369                                 }
 370
 371                                 if (nbytes < sizeof(struct can_frame)) {
 372                                         fprintf(stderr, "read: incomplete CAN frame\n");
 373                                         return 1;
 374                                 }
 375
 376                                 stat[i].recv_frames++;
 377                                 stat[i].recv_bits_payload += frame.can_dlc*8;
 378
 379                                 /*
 380                                  * Following Ken Tindells *worst* case calculation for stuff-bits
 381                                  * (see "Guaranteeing Message Latencies on Controller Area Network" 1st ICC'94)
 382                                  * the needed bits on the wire can be calculated as:
 383                                  *
 384                                  * (34 + 8n)/5 + 47 + 8n for SFF frames (11 bit CAN-ID) => (269 + 48n)/5
 385                                  * (54 + 8n)/5 + 67 + 8n for EFF frames (29 bit CAN-ID) => (389 + 48n)/5
 386                                  *
 387                                  * while 'n' is the data length code (number of payload bytes)
 388                                  *
 389                                  */
 390
 391                                 if (ignore_bitstuffing) {
 392                                         /* calculation without bitstuffing */
 393                                         if (frame.can_id & CAN_EFF_FLAG)
 394                                                 stat[i].recv_bits_total += 67 + frame.can_dlc*8;
 395                                         else
 396                                                 stat[i].recv_bits_total += 47 + frame.can_dlc*8;
 397                                 } else {
 398                                         /* needed bits including estimated worst case stuff bits */
 399                                         if (frame.can_id & CAN_EFF_FLAG)
 400                                                 stat[i].recv_bits_total += (389 + frame.can_dlc*48)/5;
 401                                         else
 402                                                 stat[i].recv_bits_total += (269 + frame.can_dlc*48)/5;
 403                                 }
 404                         }
 405                 }
 406         }
 407
 408         for (i=0; i<currmax; i++)
 409                 close(s[i]);
 410
 411         return 0;
 412 }