Remove fixed array size for can327_bitrate_const
[elmcan.git] / module / can327.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /* ELM327 based CAN interface driver (tty line discipline)
3  *
4  * This driver started as a derivative of linux/drivers/net/can/slcan.c
5  * and my thanks go to the original authors for their inspiration.
6  *
7  * can327.c Author : Max Staudt <max-linux@enpas.org>
8  * slcan.c Author  : Oliver Hartkopp <socketcan@hartkopp.net>
9  * slip.c Authors  : Laurence Culhane <loz@holmes.demon.co.uk>
10  *                   Fred N. van Kempen <waltje@uwalt.nl.mugnet.org>
11  */
12
13 #define pr_fmt(fmt) "can327: " fmt
14
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/module.h>
17
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/ctype.h>
20 #include <linux/errno.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/list.h>
23 #include <linux/lockdep.h>
24 #include <linux/netdevice.h>
25 #include <linux/skbuff.h>
26 #include <linux/spinlock.h>
27 #include <linux/string.h>
28 #include <linux/tty.h>
29 #include <linux/tty_ldisc.h>
30 #include <linux/version.h>
31 #include <linux/workqueue.h>
32
33 #include <uapi/linux/tty.h>
34
35 #include <linux/can.h>
36 #include <linux/can/dev.h>
37 #include <linux/can/error.h>
38 #include <linux/can/led.h>
39 #include <linux/can/rx-offload.h>
40
41 /* Line discipline ID number.
42  * Starting with Linux v5.18-rc1, N_DEVELOPMENT is defined as 29:
43  * https://github.com/torvalds/linux/commit/c2faf737abfb10f88f2d2612d573e9edc3c42c37
44  */
45 #ifndef N_DEVELOPMENT
46 #define N_DEVELOPMENT 29
47 #endif
48
49 /* Compatibility for Linux < 5.11 */
50 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,11,0)
51 #define len can_dlc
52 #endif
53
54 #define ELM327_NAPI_WEIGHT 4
55
56 #define ELM327_SIZE_RXBUF 992
57 #define ELM327_SIZE_TXBUF 32
58
59 #define ELM327_CAN_CONFIG_SEND_SFF           0x8000
60 #define ELM327_CAN_CONFIG_VARIABLE_DLC       0x4000
61 #define ELM327_CAN_CONFIG_RECV_BOTH_SFF_EFF  0x2000
62 #define ELM327_CAN_CONFIG_BAUDRATE_MULT_8_7  0x1000
63
64 #define ELM327_DUMMY_CHAR 'y'
65 #define ELM327_DUMMY_STRING "y"
66 #define ELM327_READY_CHAR '>'
67
68 /* Bits in elm->cmds_todo */
69 enum elm327_tx_do {
70         ELM327_TX_DO_CAN_DATA = 0,
71         ELM327_TX_DO_CANID_11BIT,
72         ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_LOW,
73         ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_HIGH,
74         ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG_PART2,
75         ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG,
76         ELM327_TX_DO_RESPONSES,
77         ELM327_TX_DO_SILENT_MONITOR,
78         ELM327_TX_DO_INIT
79 };
80
81 struct can327 {
82         /* This must be the first member when using alloc_candev() */
83         struct can_priv can;
84
85         struct can_rx_offload offload;
86
87         /* TTY buffers */
88         u8 rxbuf[ELM327_SIZE_RXBUF];
89         u8 txbuf[ELM327_SIZE_TXBUF];
90
91         /* Per-channel lock */
92         spinlock_t lock;
93
94         /* TTY and netdev devices that we're bridging */
95         struct tty_struct *tty;
96         struct net_device *dev;
97
98         /* TTY buffer accounting */
99         struct work_struct tx_work;     /* Flushes TTY TX buffer */
100         u8 *txhead;                     /* Next TX byte */
101         size_t txleft;                  /* Bytes left to TX */
102         int rxfill;                     /* Bytes already RX'd in buffer */
103
104         /* State machine */
105         enum {
106                 ELM327_STATE_NOTINIT = 0,
107                 ELM327_STATE_GETDUMMYCHAR,
108                 ELM327_STATE_GETPROMPT,
109                 ELM327_STATE_RECEIVING,
110         } state;
111
112         /* Things we have yet to send */
113         char **next_init_cmd;
114         unsigned long cmds_todo;
115
116         /* The CAN frame and config the ELM327 is sending/using,
117          * or will send/use after finishing all cmds_todo
118          */
119         struct can_frame can_frame_to_send;
120         u16 can_config;
121         u8 can_bitrate_divisor;
122
123         /* Parser state */
124         bool drop_next_line;
125
126         /* Stop the channel on UART side hardware failure, e.g. stray
127          * characters or neverending lines. This may be caused by bad
128          * UART wiring, a bad ELM327, a bad UART bridge...
129          * Once this is true, nothing will be sent to the TTY.
130          */
131         bool uart_side_failure;
132 };
133
134 static inline void elm327_uart_side_failure(struct can327 *elm);
135
136 static void elm327_send(struct can327 *elm, const void *buf, size_t len)
137 {
138         int written;
139
140         lockdep_assert_held(&elm->lock);
141
142         if (elm->uart_side_failure)
143                 return;
144
145         memcpy(elm->txbuf, buf, len);
146
147         /* Order of next two lines is *very* important.
148          * When we are sending a little amount of data,
149          * the transfer may be completed inside the ops->write()
150          * routine, because it's running with interrupts enabled.
151          * In this case we *never* got WRITE_WAKEUP event,
152          * if we did not request it before write operation.
153          *       14 Oct 1994  Dmitry Gorodchanin.
154          */
155         set_bit(TTY_DO_WRITE_WAKEUP, &elm->tty->flags);
156         written = elm->tty->ops->write(elm->tty, elm->txbuf, len);
157         if (written < 0) {
158                 netdev_err(elm->dev,
159                            "Failed to write to tty %s.\n",
160                            elm->tty->name);
161                 elm327_uart_side_failure(elm);
162                 return;
163         }
164
165         elm->txleft = len - written;
166         elm->txhead = elm->txbuf + written;
167 }
168
169 /* Take the ELM327 out of almost any state and back into command mode.
170  * We send ELM327_DUMMY_CHAR which will either abort any running
171  * operation, or be echoed back to us in case we're already in command
172  * mode.
173  */
174 static void elm327_kick_into_cmd_mode(struct can327 *elm)
175 {
176         lockdep_assert_held(&elm->lock);
177
178         if (elm->state != ELM327_STATE_GETDUMMYCHAR &&
179             elm->state != ELM327_STATE_GETPROMPT) {
180                 elm327_send(elm, ELM327_DUMMY_STRING, 1);
181
182                 elm->state = ELM327_STATE_GETDUMMYCHAR;
183         }
184 }
185
186 /* Schedule a CAN frame and necessary config changes to be sent to the TTY. */
187 static void elm327_send_frame(struct can327 *elm, struct can_frame *frame)
188 {
189         lockdep_assert_held(&elm->lock);
190
191         /* Schedule any necessary changes in ELM327's CAN configuration */
192         if (elm->can_frame_to_send.can_id != frame->can_id) {
193                 /* Set the new CAN ID for transmission. */
194                 if ((frame->can_id ^ elm->can_frame_to_send.can_id)
195                     & CAN_EFF_FLAG) {
196                         elm->can_config = (frame->can_id & CAN_EFF_FLAG
197                                                 ? 0
198                                                 : ELM327_CAN_CONFIG_SEND_SFF)
199                                         | ELM327_CAN_CONFIG_VARIABLE_DLC
200                                         | ELM327_CAN_CONFIG_RECV_BOTH_SFF_EFF
201                                         | elm->can_bitrate_divisor;
202
203                         set_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG, &elm->cmds_todo);
204                 }
205
206                 if (frame->can_id & CAN_EFF_FLAG) {
207                         clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_11BIT, &elm->cmds_todo);
208                         set_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_LOW, &elm->cmds_todo);
209                         set_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_HIGH, &elm->cmds_todo);
210                 } else {
211                         set_bit(ELM327_TX_DO_CANID_11BIT, &elm->cmds_todo);
212                         clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_LOW, &elm->cmds_todo);
213                         clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_HIGH, &elm->cmds_todo);
214                 }
215         }
216
217         /* Schedule the CAN frame itself. */
218         elm->can_frame_to_send = *frame;
219         set_bit(ELM327_TX_DO_CAN_DATA, &elm->cmds_todo);
220
221         elm327_kick_into_cmd_mode(elm);
222 }
223
224 /* ELM327 initialisation sequence.
225  * The line length is limited by the buffer in elm327_handle_prompt().
226  */
227 static char *elm327_init_script[] = {
228         "AT WS\r",        /* v1.0: Warm Start */
229         "AT PP FF OFF\r", /* v1.0: All Programmable Parameters Off */
230         "AT M0\r",        /* v1.0: Memory Off */
231         "AT AL\r",        /* v1.0: Allow Long messages */
232         "AT BI\r",        /* v1.0: Bypass Initialisation */
233         "AT CAF0\r",      /* v1.0: CAN Auto Formatting Off */
234         "AT CFC0\r",      /* v1.0: CAN Flow Control Off */
235         "AT CF 000\r",    /* v1.0: Reset CAN ID Filter */
236         "AT CM 000\r",    /* v1.0: Reset CAN ID Mask */
237         "AT E1\r",        /* v1.0: Echo On */
238         "AT H1\r",        /* v1.0: Headers On */
239         "AT L0\r",        /* v1.0: Linefeeds Off */
240         "AT SH 7DF\r",    /* v1.0: Set CAN sending ID to 0x7df */
241         "AT ST FF\r",     /* v1.0: Set maximum Timeout for response after TX */
242         "AT AT0\r",       /* v1.2: Adaptive Timing Off */
243         "AT D1\r",        /* v1.3: Print DLC On */
244         "AT S1\r",        /* v1.3: Spaces On */
245         "AT TP B\r",      /* v1.0: Try Protocol B */
246         NULL
247 };
248
249 static void elm327_init(struct can327 *elm)
250 {
251         lockdep_assert_held(&elm->lock);
252
253         elm->state = ELM327_STATE_NOTINIT;
254         elm->can_frame_to_send.can_id = 0x7df; /* ELM327 HW default */
255         elm->rxfill = 0;
256         elm->drop_next_line = 0;
257
258         /* We can only set the bitrate as a fraction of 500000.
259          * The bit timing constants in can327_bittiming_const will
260          * limit the user to the right values.
261          */
262         elm->can_bitrate_divisor = 500000 / elm->can.bittiming.bitrate;
263         elm->can_config = ELM327_CAN_CONFIG_SEND_SFF
264                         | ELM327_CAN_CONFIG_VARIABLE_DLC
265                         | ELM327_CAN_CONFIG_RECV_BOTH_SFF_EFF
266                         | elm->can_bitrate_divisor;
267
268         /* Configure ELM327 and then start monitoring */
269         elm->next_init_cmd = &elm327_init_script[0];
270         set_bit(ELM327_TX_DO_INIT, &elm->cmds_todo);
271         set_bit(ELM327_TX_DO_SILENT_MONITOR, &elm->cmds_todo);
272         set_bit(ELM327_TX_DO_RESPONSES, &elm->cmds_todo);
273         set_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG, &elm->cmds_todo);
274
275         elm327_kick_into_cmd_mode(elm);
276 }
277
278 static void elm327_feed_frame_to_netdev(struct can327 *elm,
279                                         struct sk_buff *skb)
280 {
281         lockdep_assert_held(&elm->lock);
282
283         if (!netif_running(elm->dev))
284                 return;
285
286         /* Queue for NAPI pickup.
287          * rx-offload will update stats and LEDs for us.
288          */
289         if (can_rx_offload_queue_tail(&elm->offload, skb))
290                 elm->dev->stats.rx_fifo_errors++;
291
292 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(5,15,0)
293         /* Wake NAPI */
294         can_rx_offload_irq_finish(&elm->offload);
295 #endif
296 }
297
298 /* Called when we're out of ideas and just want it all to end. */
299 static inline void elm327_uart_side_failure(struct can327 *elm)
300 {
301         struct can_frame *frame;
302         struct sk_buff *skb;
303
304         lockdep_assert_held(&elm->lock);
305
306         elm->uart_side_failure = true;
307
308         clear_bit(TTY_DO_WRITE_WAKEUP, &elm->tty->flags);
309
310         elm->can.can_stats.bus_off++;
311         netif_stop_queue(elm->dev);
312         elm->can.state = CAN_STATE_BUS_OFF;
313         can_bus_off(elm->dev);
314
315         netdev_err(elm->dev, "ELM327 misbehaved. Blocking further communication.\n");
316
317         skb = alloc_can_err_skb(elm->dev, &frame);
318         if (!skb)
319                 return;
320
321         frame->can_id |= CAN_ERR_BUSOFF;
322         elm327_feed_frame_to_netdev(elm, skb);
323 }
324
325 /* Compares a byte buffer (non-NUL terminated) to the payload part of a string,
326  * and returns true iff the buffer (content *and* length) is exactly that
327  * string, without the terminating NUL byte.
328  *
329  * Example: If reference is "BUS ERROR", then this returns true iff nbytes == 9
330  *          and !memcmp(buf, "BUS ERROR", 9).
331  *
332  * The reason to use strings is so we can easily include them in the C code,
333  * and to avoid hardcoding lengths.
334  */
335 static inline bool elm327_rxbuf_cmp(const u8 *buf, size_t nbytes, const char *reference)
336 {
337         size_t ref_len = strlen(reference);
338
339         return (nbytes == ref_len) && !memcmp(buf, reference, ref_len);
340 }
341
342 static void elm327_parse_error(struct can327 *elm, size_t len)
343 {
344         struct can_frame *frame;
345         struct sk_buff *skb;
346
347         lockdep_assert_held(&elm->lock);
348
349         skb = alloc_can_err_skb(elm->dev, &frame);
350         if (!skb)
351                 /* It's okay to return here:
352                  * The outer parsing loop will drop this UART buffer.
353                  */
354                 return;
355
356         /* Filter possible error messages based on length of RX'd line */
357         if (elm327_rxbuf_cmp(elm->rxbuf, len, "UNABLE TO CONNECT")) {
358                 netdev_err(elm->dev,
359                            "ELM327 reported UNABLE TO CONNECT. Please check your setup.\n");
360         } else if (elm327_rxbuf_cmp(elm->rxbuf, len, "BUFFER FULL")) {
361                 /* This will only happen if the last data line was complete.
362                  * Otherwise, elm327_parse_frame() will heuristically
363                  * emit this kind of error frame instead.
364                  */
365                 frame->can_id |= CAN_ERR_CRTL;
366                 frame->data[1] = CAN_ERR_CRTL_RX_OVERFLOW;
367         } else if (elm327_rxbuf_cmp(elm->rxbuf, len, "BUS ERROR")) {
368                 frame->can_id |= CAN_ERR_BUSERROR;
369         } else if (elm327_rxbuf_cmp(elm->rxbuf, len, "CAN ERROR")) {
370                 frame->can_id |= CAN_ERR_PROT;
371         } else if (elm327_rxbuf_cmp(elm->rxbuf, len, "<RX ERROR")) {
372                 frame->can_id |= CAN_ERR_PROT;
373         } else if (elm327_rxbuf_cmp(elm->rxbuf, len, "BUS BUSY")) {
374                 frame->can_id |= CAN_ERR_PROT;
375                 frame->data[2] = CAN_ERR_PROT_OVERLOAD;
376         } else if (elm327_rxbuf_cmp(elm->rxbuf, len, "FB ERROR")) {
377                 frame->can_id |= CAN_ERR_PROT;
378                 frame->data[2] = CAN_ERR_PROT_TX;
379         } else if (len == 5 && !memcmp(elm->rxbuf, "ERR", 3)) {
380                 /* ERR is followed by two digits, hence line length 5 */
381                 netdev_err(elm->dev, "ELM327 reported an ERR%c%c. Please power it off and on again.\n",
382                            elm->rxbuf[3], elm->rxbuf[4]);
383                 frame->can_id |= CAN_ERR_CRTL;
384         } else {
385                 /* Something else has happened.
386                  * Maybe garbage on the UART line.
387                  * Emit a generic error frame.
388                  */
389         }
390
391         elm327_feed_frame_to_netdev(elm, skb);
392 }
393
394 /* Parse CAN frames coming as ASCII from ELM327.
395  * They can be of various formats:
396  *
397  * 29-bit ID (EFF):  12 34 56 78 D PL PL PL PL PL PL PL PL
398  * 11-bit ID (!EFF): 123 D PL PL PL PL PL PL PL PL
399  *
400  * where D = DLC, PL = payload byte
401  *
402  * Instead of a payload, RTR indicates a remote request.
403  *
404  * We will use the spaces and line length to guess the format.
405  */
406 static int elm327_parse_frame(struct can327 *elm, size_t len)
407 {
408         struct can_frame *frame;
409         struct sk_buff *skb;
410         int hexlen;
411         int datastart;
412         int i;
413
414         lockdep_assert_held(&elm->lock);
415
416         skb = alloc_can_skb(elm->dev, &frame);
417         if (!skb)
418                 return -ENOMEM;
419
420         /* Find first non-hex and non-space character:
421          *  - In the simplest case, there is none.
422          *  - For RTR frames, 'R' is the first non-hex character.
423          *  - An error message may replace the end of the data line.
424          */
425         for (hexlen = 0; hexlen <= len; hexlen++) {
426                 if (hex_to_bin(elm->rxbuf[hexlen]) < 0 &&
427                     elm->rxbuf[hexlen] != ' ') {
428                         break;
429                 }
430         }
431
432         /* Sanity check whether the line is really a clean hexdump,
433          * or terminated by an error message, or contains garbage.
434          */
435         if (hexlen < len &&
436             !isdigit(elm->rxbuf[hexlen]) &&
437             !isupper(elm->rxbuf[hexlen]) &&
438             '<' != elm->rxbuf[hexlen] &&
439             ' ' != elm->rxbuf[hexlen]) {
440                 /* The line is likely garbled anyway, so bail.
441                  * The main code will restart listening.
442                  */
443                 kfree_skb(skb);
444                 return -ENODATA;
445         }
446
447         /* Use spaces in CAN ID to distinguish 29 or 11 bit address length.
448          * No out-of-bounds access:
449          * We use the fact that we can always read from elm->rxbuf.
450          */
451         if (elm->rxbuf[2] == ' ' && elm->rxbuf[5] == ' ' &&
452             elm->rxbuf[8] == ' ' && elm->rxbuf[11] == ' ' &&
453             elm->rxbuf[13] == ' ') {
454                 frame->can_id = CAN_EFF_FLAG;
455                 datastart = 14;
456         } else if (elm->rxbuf[3] == ' ' && elm->rxbuf[5] == ' ') {
457                 datastart = 6;
458         } else {
459                 /* This is not a well-formatted data line.
460                  * Assume it's an error message.
461                  */
462                 kfree_skb(skb);
463                 return -ENODATA;
464         }
465
466         if (hexlen < datastart) {
467                 /* The line is too short to be a valid frame hex dump.
468                  * Something interrupted the hex dump or it is invalid.
469                  */
470                 kfree_skb(skb);
471                 return -ENODATA;
472         }
473
474         /* From here on all chars up to buf[hexlen] are hex or spaces,
475          * at well-defined offsets.
476          */
477
478         /* Read CAN data length */
479         frame->len = (hex_to_bin(elm->rxbuf[datastart - 2]) << 0);
480
481         /* Read CAN ID */
482         if (frame->can_id & CAN_EFF_FLAG) {
483                 frame->can_id |= (hex_to_bin(elm->rxbuf[0]) << 28)
484                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[1]) << 24)
485                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[3]) << 20)
486                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[4]) << 16)
487                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[6]) << 12)
488                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[7]) << 8)
489                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[9]) << 4)
490                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[10]) << 0);
491         } else {
492                 frame->can_id |= (hex_to_bin(elm->rxbuf[0]) << 8)
493                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[1]) << 4)
494                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[2]) << 0);
495         }
496
497         /* Check for RTR frame */
498         if (elm->rxfill >= hexlen + 3 &&
499             !memcmp(&elm->rxbuf[hexlen], "RTR", 3)) {
500                 frame->can_id |= CAN_RTR_FLAG;
501         }
502
503         /* Is the line long enough to hold the advertised payload?
504          * Note: RTR frames have a DLC, but no actual payload.
505          */
506         if (!(frame->can_id & CAN_RTR_FLAG) &&
507             (hexlen < frame->len * 3 + datastart)) {
508                 /* Incomplete frame.
509                  * Probably the ELM327's RS232 TX buffer was full.
510                  * Emit an error frame and exit.
511                  */
512                 frame->can_id = CAN_ERR_FLAG | CAN_ERR_CRTL;
513                 frame->len = CAN_ERR_DLC;
514                 frame->data[1] = CAN_ERR_CRTL_RX_OVERFLOW;
515                 elm327_feed_frame_to_netdev(elm, skb);
516
517                 /* Signal failure to parse.
518                  * The line will be re-parsed as an error line, which will fail.
519                  * However, this will correctly drop the state machine back into
520                  * command mode.
521                  */
522                 kfree_skb(skb);
523                 return -ENODATA;
524         }
525
526         /* Parse the data nibbles. */
527         for (i = 0; i < frame->len; i++) {
528                 frame->data[i] = (hex_to_bin(elm->rxbuf[datastart + 3*i]) << 4)
529                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[datastart + 3*i + 1]));
530         }
531
532         /* Feed the frame to the network layer. */
533         elm327_feed_frame_to_netdev(elm, skb);
534
535         return 0;
536 }
537
538 static void elm327_parse_line(struct can327 *elm, size_t len)
539 {
540         lockdep_assert_held(&elm->lock);
541
542         /* Skip empty lines */
543         if (!len)
544                 return;
545
546         /* Skip echo lines */
547         if (elm->drop_next_line) {
548                 elm->drop_next_line = 0;
549                 return;
550         } else if (!memcmp(elm->rxbuf, "AT", 2)) {
551                 return;
552         }
553
554         /* Regular parsing */
555         if (elm->state == ELM327_STATE_RECEIVING &&
556             elm327_parse_frame(elm, len)) {
557                 /* Parse an error line. */
558                 elm327_parse_error(elm, len);
559
560                 /* Start afresh. */
561                 elm327_kick_into_cmd_mode(elm);
562         }
563 }
564
565 static void elm327_handle_prompt(struct can327 *elm)
566 {
567         struct can_frame *frame = &elm->can_frame_to_send;
568         /* Size this buffer for the largest ELM327 line we may generate,
569          * which is currently an 8 byte CAN frame's payload hexdump.
570          * Items in elm327_init_script must fit here, too!
571          */
572         char local_txbuf[sizeof("0102030405060708\r")];
573
574         lockdep_assert_held(&elm->lock);
575
576         if (!elm->cmds_todo) {
577                 /* Enter CAN monitor mode */
578                 elm327_send(elm, "ATMA\r", 5);
579                 elm->state = ELM327_STATE_RECEIVING;
580
581                 /* We will be in the default state once this command is
582                  * sent, so enable the TX packet queue.
583                  */
584                 netif_wake_queue(elm->dev);
585
586                 return;
587         }
588
589         /* Reconfigure ELM327 step by step as indicated by elm->cmds_todo */
590         if (test_bit(ELM327_TX_DO_INIT, &elm->cmds_todo)) {
591                 snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
592                          "%s",
593                          *elm->next_init_cmd);
594
595                 elm->next_init_cmd++;
596                 if (!(*elm->next_init_cmd)) {
597                         clear_bit(ELM327_TX_DO_INIT, &elm->cmds_todo);
598                         /* Init finished. */
599                 }
600
601         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_SILENT_MONITOR, &elm->cmds_todo)) {
602                 snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
603                          "ATCSM%i\r",
604                          !!(elm->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_LISTENONLY));
605
606         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_RESPONSES, &elm->cmds_todo)) {
607                 snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
608                          "ATR%i\r",
609                          !(elm->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_LISTENONLY));
610
611         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG, &elm->cmds_todo)) {
612                 snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
613                          "ATPC\r");
614                 set_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG_PART2, &elm->cmds_todo);
615
616         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG_PART2, &elm->cmds_todo)) {
617                 snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
618                          "ATPB%04X\r",
619                          elm->can_config);
620
621         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_HIGH, &elm->cmds_todo)) {
622                 snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
623                          "ATCP%02X\r",
624                          (frame->can_id & CAN_EFF_MASK) >> 24);
625
626         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_LOW, &elm->cmds_todo)) {
627                 snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
628                          "ATSH%06X\r",
629                          frame->can_id & CAN_EFF_MASK & ((1 << 24) - 1));
630
631         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_11BIT, &elm->cmds_todo)) {
632                 snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
633                          "ATSH%03X\r",
634                          frame->can_id & CAN_SFF_MASK);
635
636         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CAN_DATA, &elm->cmds_todo)) {
637                 if (frame->can_id & CAN_RTR_FLAG) {
638                         /* Send an RTR frame. Their DLC is fixed.
639                          * Some chips don't send them at all.
640                          */
641                         snprintf(local_txbuf, sizeof(local_txbuf),
642                                  "ATRTR\r");
643                 } else {
644                         /* Send a regular CAN data frame */
645                         int i;
646
647                         for (i = 0; i < frame->len; i++) {
648                                 snprintf(&local_txbuf[2 * i], sizeof(local_txbuf),
649                                          "%02X",
650                                          frame->data[i]);
651                         }
652
653                         snprintf(&local_txbuf[2 * i], sizeof(local_txbuf),
654                                  "\r");
655                 }
656
657                 elm->drop_next_line = 1;
658                 elm->state = ELM327_STATE_RECEIVING;
659
660                 /* We will be in the default state once this command is
661                  * sent, so enable the TX packet queue.
662                  */
663                 netif_wake_queue(elm->dev);
664         }
665
666         elm327_send(elm, local_txbuf, strlen(local_txbuf));
667 }
668
669 static bool elm327_is_ready_char(char c)
670 {
671         /* Bits 0xc0 are sometimes set (randomly), hence the mask.
672          * Probably bad hardware.
673          */
674         return (c & 0x3f) == ELM327_READY_CHAR;
675 }
676
677 static void elm327_drop_bytes(struct can327 *elm, size_t i)
678 {
679         lockdep_assert_held(&elm->lock);
680
681         memmove(&elm->rxbuf[0], &elm->rxbuf[i], ELM327_SIZE_RXBUF - i);
682         elm->rxfill -= i;
683 }
684
685 static void elm327_parse_rxbuf(struct can327 *elm, size_t first_new_char_idx)
686 {
687         size_t len, pos;
688
689         lockdep_assert_held(&elm->lock);
690
691         switch (elm->state) {
692         case ELM327_STATE_NOTINIT:
693                 elm->rxfill = 0;
694                 break;
695
696         case ELM327_STATE_GETDUMMYCHAR:
697                 /* Wait for 'y' or '>' */
698                 for (pos = 0; pos < elm->rxfill; pos++) {
699                         if (elm->rxbuf[pos] == ELM327_DUMMY_CHAR) {
700                                 elm327_send(elm, "\r", 1);
701                                 elm->state = ELM327_STATE_GETPROMPT;
702                                 pos++;
703                                 break;
704                         } else if (elm327_is_ready_char(elm->rxbuf[pos])) {
705                                 elm327_send(elm, ELM327_DUMMY_STRING, 1);
706                                 pos++;
707                                 break;
708                         }
709                 }
710
711                 elm327_drop_bytes(elm, pos);
712                 break;
713
714         case ELM327_STATE_GETPROMPT:
715                 /* Wait for '>' */
716                 if (elm327_is_ready_char(elm->rxbuf[elm->rxfill - 1]))
717                         elm327_handle_prompt(elm);
718
719                 elm->rxfill = 0;
720                 break;
721
722         case ELM327_STATE_RECEIVING:
723                 /* Find <CR> delimiting feedback lines. */
724                 len = first_new_char_idx;
725                 while (len < elm->rxfill && elm->rxbuf[len] != '\r')
726                         len++;
727
728                 if (len == ELM327_SIZE_RXBUF) {
729                         /* Assume the buffer ran full with garbage.
730                          * Did we even connect at the right baud rate?
731                          */
732                         netdev_err(elm->dev,
733                                    "RX buffer overflow. Faulty ELM327 or UART?\n");
734                         elm327_uart_side_failure(elm);
735                 } else if (len == elm->rxfill) {
736                         if (elm327_is_ready_char(elm->rxbuf[elm->rxfill - 1])) {
737                                 /* The ELM327's AT ST response timeout ran out,
738                                  * so we got a prompt.
739                                  * Clear RX buffer and restart listening.
740                                  */
741                                 elm->rxfill = 0;
742
743                                 elm327_handle_prompt(elm);
744                         }
745
746                         /* No <CR> found - we haven't received a full line yet.
747                          * Wait for more data.
748                          */
749                 } else {
750                         /* We have a full line to parse. */
751                         elm327_parse_line(elm, len);
752
753                         /* Remove parsed data from RX buffer. */
754                         elm327_drop_bytes(elm, len + 1);
755
756                         /* More data to parse? */
757                         if (elm->rxfill)
758                                 elm327_parse_rxbuf(elm, 0);
759                 }
760         }
761 }
762
763 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,10,0)
764 /* Dummy needed to use can_rx_offload */
765 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,5,0)
766 static unsigned int *can327_mailbox_read(struct can_rx_offload *offload,
767                                          struct can_frame *cf,
768                                          u32 *timestamp, unsigned int n)
769 {
770         WARN_ON_ONCE(1); /* This function is a dummy, so don't call it! */
771
772         return -ENOBUFS;
773 }
774 #else /* Since 4e9c9484b085 (included in v5.5) */
775 static struct sk_buff *can327_mailbox_read(struct can_rx_offload *offload,
776                                            unsigned int n, u32 *timestamp,
777                                            bool drop)
778 {
779         WARN_ON_ONCE(1); /* This function is a dummy, so don't call it! */
780
781         return ERR_PTR(-ENOBUFS);
782 }
783 #endif
784 #endif
785
786 static int can327_netdev_open(struct net_device *dev)
787 {
788         struct can327 *elm = netdev_priv(dev);
789         int err;
790
791         spin_lock_bh(&elm->lock);
792
793         if (!elm->tty) {
794                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
795                 return -ENODEV;
796         }
797
798         if (elm->uart_side_failure)
799                 netdev_warn(elm->dev, "Reopening netdev after a UART side fault has been detected.\n");
800
801         /* Clear TTY buffers */
802         elm->rxfill = 0;
803         elm->txleft = 0;
804
805         /* open_candev() checks for elm->can.bittiming.bitrate != 0 */
806         err = open_candev(dev);
807         if (err) {
808                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
809                 return err;
810         }
811
812         elm327_init(elm);
813         spin_unlock_bh(&elm->lock);
814
815 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,10,0)
816         elm->offload.mailbox_read = can327_mailbox_read;
817         err = can_rx_offload_add_fifo(dev, &elm->offload, ELM327_NAPI_WEIGHT);
818 #else
819         err = can_rx_offload_add_manual(dev, &elm->offload, ELM327_NAPI_WEIGHT);
820 #endif
821         if (err) {
822                 close_candev(dev);
823                 return err;
824         }
825
826         can_rx_offload_enable(&elm->offload);
827
828         can_led_event(dev, CAN_LED_EVENT_OPEN);
829         elm->can.state = CAN_STATE_ERROR_ACTIVE;
830         netif_start_queue(dev);
831
832         return 0;
833 }
834
835 static int can327_netdev_close(struct net_device *dev)
836 {
837         struct can327 *elm = netdev_priv(dev);
838
839         /* Interrupt whatever the ELM327 is doing right now */
840         spin_lock_bh(&elm->lock);
841         elm327_send(elm, ELM327_DUMMY_STRING, 1);
842         spin_unlock_bh(&elm->lock);
843
844         netif_stop_queue(dev);
845
846         /* Give UART one final chance to flush. */
847         clear_bit(TTY_DO_WRITE_WAKEUP, &elm->tty->flags);
848         flush_work(&elm->tx_work);
849
850         can_rx_offload_disable(&elm->offload);
851         elm->can.state = CAN_STATE_STOPPED;
852         can_rx_offload_del(&elm->offload);
853         close_candev(dev);
854         can_led_event(dev, CAN_LED_EVENT_STOP);
855
856         return 0;
857 }
858
859 /* Send a can_frame to a TTY. */
860 static netdev_tx_t can327_netdev_start_xmit(struct sk_buff *skb,
861                                             struct net_device *dev)
862 {
863         struct can327 *elm = netdev_priv(dev);
864         struct can_frame *frame = (struct can_frame *)skb->data;
865
866         if (can_dropped_invalid_skb(dev, skb))
867                 return NETDEV_TX_OK;
868
869         /* This check will be part of can_dropped_invalid_skb()
870          * in future kernels.
871          */
872         if (elm->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_LISTENONLY)
873                 goto out;
874
875         /* We shouldn't get here after a hardware fault:
876          * can_bus_off() calls netif_carrier_off()
877          */
878         if (elm->uart_side_failure) {
879                 WARN_ON_ONCE(elm->uart_side_failure);
880                 goto out;
881         }
882
883         netif_stop_queue(dev);
884
885         /* BHs are already disabled, so no spin_lock_bh().
886          * See Documentation/networking/netdevices.txt
887          */
888         spin_lock(&elm->lock);
889         elm327_send_frame(elm, frame);
890         spin_unlock(&elm->lock);
891
892         dev->stats.tx_packets++;
893         dev->stats.tx_bytes += frame->len;
894
895         can_led_event(dev, CAN_LED_EVENT_TX);
896
897 out:
898         kfree_skb(skb);
899         return NETDEV_TX_OK;
900 }
901
902 static const struct net_device_ops can327_netdev_ops = {
903         .ndo_open       = can327_netdev_open,
904         .ndo_stop       = can327_netdev_close,
905         .ndo_start_xmit = can327_netdev_start_xmit,
906         .ndo_change_mtu = can_change_mtu,
907 };
908
909 static bool can327_is_valid_rx_char(u8 c)
910 {
911         static const bool lut_char_is_valid['z'] = {
912                 ['\r'] = true,
913                 [' '] = true,
914                 ['.'] = true,
915                 ['0'] = true, true, true, true, true,
916                 ['5'] = true, true, true, true, true,
917                 ['<'] = true,
918                 [ELM327_READY_CHAR] = true,
919                 ['?'] = true,
920                 ['A'] = true, true, true, true, true, true, true,
921                 ['H'] = true, true, true, true, true, true, true,
922                 ['O'] = true, true, true, true, true, true, true,
923                 ['V'] = true, true, true, true, true,
924                 ['a'] = true,
925                 ['b'] = true,
926                 ['v'] = true,
927                 [ELM327_DUMMY_CHAR] = true,
928         };
929         BUILD_BUG_ON(ELM327_DUMMY_CHAR >= 'z');
930
931         return (c < ARRAY_SIZE(lut_char_is_valid) &&
932                 lut_char_is_valid[c]);
933 }
934
935 /* Handle incoming ELM327 ASCII data.
936  * This will not be re-entered while running, but other ldisc
937  * functions may be called in parallel.
938  */
939 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,14,0)
940 static void can327_ldisc_rx(struct tty_struct *tty,
941                             const unsigned char *cp, char *fp, int count)
942 #else
943 static void can327_ldisc_rx(struct tty_struct *tty,
944                             const unsigned char *cp, const char *fp, int count)
945 #endif
946 {
947         struct can327 *elm = (struct can327 *)tty->disc_data;
948         size_t first_new_char_idx;
949
950         if (elm->uart_side_failure)
951                 return;
952
953         spin_lock_bh(&elm->lock);
954
955         /* Store old rxfill, so elm327_parse_rxbuf() will have
956          * the option of skipping already checked characters.
957          */
958         first_new_char_idx = elm->rxfill;
959
960         while (count-- && elm->rxfill < ELM327_SIZE_RXBUF) {
961                 if (fp && *fp++) {
962                         netdev_err(elm->dev, "Error in received character stream. Check your wiring.");
963
964                         elm327_uart_side_failure(elm);
965
966                         spin_unlock_bh(&elm->lock);
967                         return;
968                 }
969
970                 /* Ignore NUL characters, which the PIC microcontroller may
971                  * inadvertently insert due to a known hardware bug.
972                  * See ELM327 documentation, which refers to a Microchip PIC
973                  * bug description.
974                  */
975                 if (*cp) {
976                         /* Check for stray characters on the UART line.
977                          * Likely caused by bad hardware.
978                          */
979                         if (!can327_is_valid_rx_char(*cp)) {
980                                 netdev_err(elm->dev,
981                                            "Received illegal character %02x.\n",
982                                            *cp);
983                                 elm327_uart_side_failure(elm);
984
985                                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
986                                 return;
987                         }
988
989                         elm->rxbuf[elm->rxfill++] = *cp;
990                 }
991
992                 cp++;
993         }
994
995         if (count >= 0) {
996                 netdev_err(elm->dev, "Receive buffer overflowed. Bad chip or wiring? count = %i", count);
997
998                 elm327_uart_side_failure(elm);
999
1000                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
1001                 return;
1002         }
1003
1004         elm327_parse_rxbuf(elm, first_new_char_idx);
1005         spin_unlock_bh(&elm->lock);
1006 }
1007
1008 /* Write out remaining transmit buffer.
1009  * Scheduled when TTY is writable.
1010  */
1011 static void can327_ldisc_tx_worker(struct work_struct *work)
1012 {
1013         struct can327 *elm = container_of(work, struct can327, tx_work);
1014         ssize_t written;
1015
1016         if (elm->uart_side_failure)
1017                 return;
1018
1019         spin_lock_bh(&elm->lock);
1020
1021         if (elm->txleft) {
1022                 written = elm->tty->ops->write(elm->tty, elm->txhead, elm->txleft);
1023                 if (written < 0) {
1024                         netdev_err(elm->dev,
1025                                    "Failed to write to tty %s.\n",
1026                                    elm->tty->name);
1027                         elm327_uart_side_failure(elm);
1028
1029                         spin_unlock_bh(&elm->lock);
1030                         return;
1031                 }
1032
1033                 elm->txleft -= written;
1034                 elm->txhead += written;
1035         }
1036
1037         if (!elm->txleft)
1038                 clear_bit(TTY_DO_WRITE_WAKEUP, &elm->tty->flags);
1039
1040         spin_unlock_bh(&elm->lock);
1041 }
1042
1043 /* Called by the driver when there's room for more data. */
1044 static void can327_ldisc_tx_wakeup(struct tty_struct *tty)
1045 {
1046         struct can327 *elm = (struct can327 *)tty->disc_data;
1047
1048         schedule_work(&elm->tx_work);
1049 }
1050
1051 /* ELM327 can only handle bitrates that are integer divisors of 500 kHz,
1052  * or 7/8 of that. Divisors are 1 to 64.
1053  * Currently we don't implement support for 7/8 rates.
1054  */
1055 static const u32 can327_bitrate_const[] = {
1056          7812,  7936,  8064,  8196,  8333,  8474,  8620,  8771,
1057          8928,  9090,  9259,  9433,  9615,  9803, 10000, 10204,
1058         10416, 10638, 10869, 11111, 11363, 11627, 11904, 12195,
1059         12500, 12820, 13157, 13513, 13888, 14285, 14705, 15151,
1060         15625, 16129, 16666, 17241, 17857, 18518, 19230, 20000,
1061         20833, 21739, 22727, 23809, 25000, 26315, 27777, 29411,
1062         31250, 33333, 35714, 38461, 41666, 45454, 50000, 55555,
1063         62500, 71428, 83333, 100000, 125000, 166666, 250000, 500000
1064 };
1065
1066 /* Dummy needed to use bitrate_const */
1067 static int can327_do_set_bittiming(struct net_device *netdev)
1068 {
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 static int can327_ldisc_open(struct tty_struct *tty)
1073 {
1074         struct net_device *dev;
1075         struct can327 *elm;
1076         int err;
1077
1078         if (!capable(CAP_NET_ADMIN))
1079                 return -EPERM;
1080
1081         if (!tty->ops->write)
1082                 return -EOPNOTSUPP;
1083
1084         dev = alloc_candev(sizeof(struct can327), 0);
1085         if (!dev)
1086                 return -ENFILE;
1087         elm = netdev_priv(dev);
1088
1089         /* Configure TTY interface */
1090         tty->receive_room = 65536; /* We don't flow control */
1091         spin_lock_init(&elm->lock);
1092         INIT_WORK(&elm->tx_work, can327_ldisc_tx_worker);
1093
1094         /* Configure CAN metadata */
1095         elm->can.bitrate_const = can327_bitrate_const;
1096         elm->can.bitrate_const_cnt = ARRAY_SIZE(can327_bitrate_const);
1097         elm->can.do_set_bittiming = can327_do_set_bittiming;
1098         elm->can.ctrlmode_supported = CAN_CTRLMODE_LISTENONLY;
1099
1100         /* Configure netdev interface */
1101         elm->dev = dev;
1102         dev->netdev_ops = &can327_netdev_ops;
1103
1104         /* Mark ldisc channel as alive */
1105         elm->tty = tty;
1106         tty->disc_data = elm;
1107
1108         devm_can_led_init(elm->dev);
1109
1110         /* Let 'er rip */
1111         err = register_candev(elm->dev);
1112         if (err) {
1113                 free_candev(elm->dev);
1114                 return err;
1115         }
1116
1117         netdev_info(elm->dev, "can327 on %s.\n", tty->name);
1118
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 /* Close down a can327 channel.
1123  * This means flushing out any pending queues, and then returning.
1124  * This call is serialized against other ldisc functions:
1125  * Once this is called, no other ldisc function of ours is entered.
1126  *
1127  * We also use this function for a hangup event.
1128  */
1129 static void can327_ldisc_close(struct tty_struct *tty)
1130 {
1131         struct can327 *elm = (struct can327 *)tty->disc_data;
1132
1133         /* unregister_netdev() calls .ndo_stop() so we don't have to.
1134          * Our .ndo_stop() also flushes the TTY write wakeup handler,
1135          * so we can safely set elm->tty = NULL after this.
1136          */
1137         unregister_candev(elm->dev);
1138
1139         /* Mark channel as dead */
1140         spin_lock_bh(&elm->lock);
1141         tty->disc_data = NULL;
1142         elm->tty = NULL;
1143         spin_unlock_bh(&elm->lock);
1144
1145         netdev_info(elm->dev, "can327 off %s.\n", tty->name);
1146
1147         free_candev(elm->dev);
1148 }
1149
1150 static int can327_ldisc_ioctl(struct tty_struct *tty,
1151 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,17,0)
1152                               struct file *file,
1153 #endif
1154                               unsigned int cmd, unsigned long arg)
1155 {
1156         struct can327 *elm = (struct can327 *)tty->disc_data;
1157         unsigned int tmp;
1158
1159         switch (cmd) {
1160         case SIOCGIFNAME:
1161                 tmp = strnlen(elm->dev->name, IFNAMSIZ - 1) + 1;
1162                 if (copy_to_user((void __user *)arg, elm->dev->name, tmp))
1163                         return -EFAULT;
1164                 return 0;
1165
1166         case SIOCSIFHWADDR:
1167                 return -EINVAL;
1168
1169         default:
1170 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,16,0)
1171                 return tty_mode_ioctl(tty, file, cmd, arg);
1172 #else
1173                 return tty_mode_ioctl(tty, cmd, arg);
1174 #endif
1175         }
1176 }
1177
1178 static struct tty_ldisc_ops can327_ldisc = {
1179         .owner          = THIS_MODULE,
1180         .name           = "can327",
1181         .num            = N_DEVELOPMENT,
1182         .receive_buf    = can327_ldisc_rx,
1183         .write_wakeup   = can327_ldisc_tx_wakeup,
1184         .open           = can327_ldisc_open,
1185         .close          = can327_ldisc_close,
1186         .ioctl          = can327_ldisc_ioctl,
1187 };
1188
1189 static int __init can327_init(void)
1190 {
1191         int status;
1192
1193 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,14,0)
1194         status = tty_register_ldisc(N_DEVELOPMENT, &can327_ldisc);
1195 #else
1196         status = tty_register_ldisc(&can327_ldisc);
1197 #endif
1198         if (status)
1199                 pr_err("Can't register line discipline\n");
1200
1201         return status;
1202 }
1203
1204 static void __exit can327_exit(void)
1205 {
1206         /* This will only be called when all channels have been closed by
1207          * userspace - tty_ldisc.c takes care of the module's refcount.
1208          */
1209 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,14,0)
1210         int status;
1211
1212         status = tty_unregister_ldisc(N_DEVELOPMENT);
1213         if (status)
1214                 pr_err("Can't unregister line discipline (error: %d)\n",
1215                        status);
1216 #else
1217         tty_unregister_ldisc(&can327_ldisc);
1218 #endif
1219 }
1220
1221 module_init(can327_init);
1222 module_exit(can327_exit);
1223
1224 MODULE_ALIAS_LDISC(N_DEVELOPMENT);
1225 MODULE_DESCRIPTION("ELM327 based CAN interface");
1226 MODULE_LICENSE("GPL");
1227 MODULE_AUTHOR("Max Staudt <max-linux@enpas.org>");