Remove braces from pr_fmt
[elmcan.git] / module / elmcan.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, even
6  * after almost none of their code is left.
7  *
8  * elmcan.c Author : Max Staudt <max-linux@enpas.org>
9  * slcan.c Author  : Oliver Hartkopp <socketcan@hartkopp.net>
10  * slip.c Authors  : Laurence Culhane <loz@holmes.demon.co.uk>
11  *                   Fred N. van Kempen <waltje@uwalt.nl.mugnet.org>
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) "elmcan: " fmt
15
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/moduleparam.h>
19
20 #include <linux/atomic.h>
21 #include <linux/bitops.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/delay.h>
24 #include <linux/errno.h>
25 #include <linux/if_ether.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/list.h>
28 #include <linux/netdevice.h>
29 #include <linux/skbuff.h>
30 #include <linux/spinlock.h>
31 #include <linux/string.h>
32 #include <linux/tty.h>
33 #include <linux/tty_ldisc.h>
34 #include <linux/version.h>
35 #include <linux/workqueue.h>
36
37 #include <uapi/linux/tty.h>
38
39 #include <linux/can.h>
40 #include <linux/can/dev.h>
41 #include <linux/can/error.h>
42 #include <linux/can/led.h>
43 #include <linux/can/rx-offload.h>
44
45 MODULE_ALIAS_LDISC(N_DEVELOPMENT);
46 MODULE_DESCRIPTION("ELM327 based CAN interface");
47 MODULE_LICENSE("GPL");
48 MODULE_AUTHOR("Max Staudt <max-linux@enpas.org>");
49
50 /* Line discipline ID number.
51  * N_DEVELOPMENT will likely be defined from Linux 5.18 onwards:
52  * https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh/tty.git/commit/?h=tty-next&id=c2faf737abfb10f88f2d2612d573e9edc3c42c37
53  */
54 #ifndef N_DEVELOPMENT
55 #define N_DEVELOPMENT 29
56 #endif
57
58 /* Compatibility for Linux < 5.11 */
59 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,11,0)
60 #define len can_dlc
61 #endif
62
63 #define ELM327_NAPI_WEIGHT 4
64
65 #define ELM327_SIZE_RXBUF 256
66 #define ELM327_SIZE_TXBUF 32
67
68 #define ELM327_CAN_CONFIG_SEND_SFF           0x8000
69 #define ELM327_CAN_CONFIG_VARIABLE_DLC       0x4000
70 #define ELM327_CAN_CONFIG_RECV_BOTH_SFF_EFF  0x2000
71 #define ELM327_CAN_CONFIG_BAUDRATE_MULT_8_7  0x1000
72
73 #define ELM327_DUMMY_CHAR 'y'
74 #define ELM327_DUMMY_STRING "y"
75 #define ELM327_READY_CHAR '>'
76
77 /* Bits in elm->cmds_todo */
78 enum ELM327_TX_DO_BITS {
79         ELM327_TX_DO_CAN_DATA = 0,
80         ELM327_TX_DO_CANID_11BIT,
81         ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_LOW,
82         ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_HIGH,
83         ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG_PART2,
84         ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG,
85         ELM327_TX_DO_RESPONSES,
86         ELM327_TX_DO_SILENT_MONITOR,
87         ELM327_TX_DO_INIT
88 };
89
90 struct elmcan {
91         /* This must be the first member when using alloc_candev() */
92         struct can_priv can;
93
94         struct can_rx_offload offload;
95
96         /* TTY and netdev devices that we're bridging */
97         struct tty_struct       *tty;
98         struct net_device       *dev;
99
100         /* Per-channel lock */
101         spinlock_t              lock;
102
103         /* Keep track of how many things are using this struct.
104          * Once it reaches 0, we are in the process of cleaning up,
105          * and new operations will be cancelled immediately.
106          * Use atomic_t rather than refcount_t because we deliberately
107          * decrement to 0, and refcount_dec() spills a WARN_ONCE in
108          * that case.
109          */
110         atomic_t                refcount;
111
112         /* Stop the channel on hardware failure.
113          * Once this is true, nothing will be sent to the TTY.
114          */
115         bool                    hw_failure;
116
117         /* TTY TX helpers */
118         struct work_struct      tx_work;        /* Flushes TTY TX buffer   */
119         unsigned char           *txbuf;
120         unsigned char           *txhead;        /* Pointer to next TX byte */
121         int                     txleft;         /* Bytes left to TX */
122
123         /* TTY RX helpers */
124         unsigned char rxbuf[ELM327_SIZE_RXBUF];
125         int rxfill;
126
127         /* State machine */
128         enum {
129                 ELM_NOTINIT = 0,
130                 ELM_GETDUMMYCHAR,
131                 ELM_GETPROMPT,
132                 ELM_RECEIVING,
133         } state;
134
135         int drop_next_line;
136
137         /* The CAN frame and config the ELM327 is sending/using,
138          * or will send/use after finishing all cmds_todo
139          */
140         struct can_frame can_frame_to_send;
141         unsigned short can_config;
142         unsigned long can_bitrate;
143         unsigned char can_bitrate_divisor;
144         int silent_monitoring;
145
146         /* Things we have yet to send */
147         char **next_init_cmd;
148         unsigned long cmds_todo;
149 };
150
151 /* A lock for all tty->disc_data handled by this ldisc.
152  * This is to prevent a case where tty->disc_data is set to NULL,
153  * yet someone is still trying to dereference it.
154  * Without this, we cannot do a clean shutdown.
155  */
156 static DEFINE_SPINLOCK(elmcan_discdata_lock);
157
158 static inline void elm327_hw_failure(struct elmcan *elm);
159
160 /* Assumes elm->lock taken. */
161 static void elm327_send(struct elmcan *elm, const void *buf, size_t len)
162 {
163         int actual;
164
165         if (elm->hw_failure)
166                 return;
167
168         memcpy(elm->txbuf, buf, len);
169
170         /* Order of next two lines is *very* important.
171          * When we are sending a little amount of data,
172          * the transfer may be completed inside the ops->write()
173          * routine, because it's running with interrupts enabled.
174          * In this case we *never* got WRITE_WAKEUP event,
175          * if we did not request it before write operation.
176          *       14 Oct 1994  Dmitry Gorodchanin.
177          */
178         set_bit(TTY_DO_WRITE_WAKEUP, &elm->tty->flags);
179         actual = elm->tty->ops->write(elm->tty, elm->txbuf, len);
180         if (actual < 0) {
181                 netdev_err(elm->dev,
182                            "Failed to write to tty %s.\n",
183                            elm->tty->name);
184                 elm327_hw_failure(elm);
185                 return;
186         }
187
188         elm->txleft = len - actual;
189         elm->txhead = elm->txbuf + actual;
190 }
191
192 /* Take the ELM327 out of almost any state and back into command mode.
193  * We send ELM327_DUMMY_CHAR which will either abort any running
194  * operation, or be echoed back to us in case we're already in command
195  * mode.
196  *
197  * Assumes elm->lock taken.
198  */
199 static void elm327_kick_into_cmd_mode(struct elmcan *elm)
200 {
201         if (elm->state != ELM_GETDUMMYCHAR && elm->state != ELM_GETPROMPT) {
202                 elm327_send(elm, ELM327_DUMMY_STRING, 1);
203
204                 elm->state = ELM_GETDUMMYCHAR;
205         }
206 }
207
208 /* Schedule a CAN frame and necessary config changes to be sent to the TTY.
209  *
210  * Assumes elm->lock taken.
211  */
212 static void elm327_send_frame(struct elmcan *elm, struct can_frame *frame)
213 {
214         /* Schedule any necessary changes in ELM327's CAN configuration */
215         if (elm->can_frame_to_send.can_id != frame->can_id) {
216                 /* Set the new CAN ID for transmission. */
217                 if ((frame->can_id & CAN_EFF_FLAG)
218                     ^ (elm->can_frame_to_send.can_id & CAN_EFF_FLAG)) {
219                         elm->can_config = (frame->can_id & CAN_EFF_FLAG
220                                                 ? 0
221                                                 : ELM327_CAN_CONFIG_SEND_SFF)
222                                         | ELM327_CAN_CONFIG_VARIABLE_DLC
223                                         | ELM327_CAN_CONFIG_RECV_BOTH_SFF_EFF
224                                         | elm->can_bitrate_divisor;
225
226                         set_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG, &elm->cmds_todo);
227                 }
228
229                 if (frame->can_id & CAN_EFF_FLAG) {
230                         clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_11BIT, &elm->cmds_todo);
231                         set_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_LOW, &elm->cmds_todo);
232                         set_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_HIGH, &elm->cmds_todo);
233                 } else {
234                         set_bit(ELM327_TX_DO_CANID_11BIT, &elm->cmds_todo);
235                         clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_LOW, &elm->cmds_todo);
236                         clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_HIGH, &elm->cmds_todo);
237                 }
238         }
239
240         /* Schedule the CAN frame itself. */
241         elm->can_frame_to_send = *frame;
242         set_bit(ELM327_TX_DO_CAN_DATA, &elm->cmds_todo);
243
244         elm327_kick_into_cmd_mode(elm);
245 }
246
247 /* ELM327 initialization sequence.
248  *
249  * Assumes elm->lock taken.
250  */
251 static char *elm327_init_script[] = {
252         "AT WS\r",        /* v1.0: Warm Start */
253         "AT PP FF OFF\r", /* v1.0: All Programmable Parameters Off */
254         "AT M0\r",        /* v1.0: Memory Off */
255         "AT AL\r",        /* v1.0: Allow Long messages */
256         "AT BI\r",        /* v1.0: Bypass Initialization */
257         "AT CAF0\r",      /* v1.0: CAN Auto Formatting Off */
258         "AT CFC0\r",      /* v1.0: CAN Flow Control Off */
259         "AT CF 000\r",    /* v1.0: Reset CAN ID Filter */
260         "AT CM 000\r",    /* v1.0: Reset CAN ID Mask */
261         "AT E1\r",        /* v1.0: Echo On */
262         "AT H1\r",        /* v1.0: Headers On */
263         "AT L0\r",        /* v1.0: Linefeeds Off */
264         "AT SH 7DF\r",    /* v1.0: Set CAN sending ID to 0x7df */
265         "AT ST FF\r",     /* v1.0: Set maximum Timeout for response after TX */
266         "AT AT0\r",       /* v1.2: Adaptive Timing Off */
267         "AT D1\r",        /* v1.3: Print DLC On */
268         "AT S1\r",        /* v1.3: Spaces On */
269         "AT TP B\r",      /* v1.0: Try Protocol B */
270         NULL
271 };
272
273 static void elm327_init(struct elmcan *elm)
274 {
275         elm->state = ELM_NOTINIT;
276         elm->can_frame_to_send.can_id = 0x7df; /* ELM327 HW default */
277         elm->rxfill = 0;
278         elm->drop_next_line = 0;
279
280         /* We can only set the bitrate as a fraction of 500000.
281          * The bit timing constants in elmcan_bittiming_const will
282          * limit the user to the right values.
283          */
284         elm->can_bitrate_divisor = 500000 / elm->can.bittiming.bitrate;
285         elm->can_config = ELM327_CAN_CONFIG_SEND_SFF
286                         | ELM327_CAN_CONFIG_VARIABLE_DLC
287                         | ELM327_CAN_CONFIG_RECV_BOTH_SFF_EFF
288                         | elm->can_bitrate_divisor;
289
290         /* Configure ELM327 and then start monitoring */
291         elm->next_init_cmd = &elm327_init_script[0];
292         set_bit(ELM327_TX_DO_INIT, &elm->cmds_todo);
293         set_bit(ELM327_TX_DO_SILENT_MONITOR, &elm->cmds_todo);
294         set_bit(ELM327_TX_DO_RESPONSES, &elm->cmds_todo);
295         set_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG, &elm->cmds_todo);
296
297         elm327_kick_into_cmd_mode(elm);
298 }
299
300 /* Assumes elm->lock taken. */
301 static void elm327_feed_frame_to_netdev(struct elmcan *elm,
302                                         struct sk_buff *skb)
303 {
304         if (!netif_running(elm->dev))
305                 return;
306
307         /* Queue for NAPI pickup.
308          * rx-offload will update stats and LEDs for us.
309          */
310         if (can_rx_offload_queue_tail(&elm->offload, skb))
311                 elm->dev->stats.rx_fifo_errors++;
312
313 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(5,15,0)
314         /* Wake NAPI */
315         can_rx_offload_irq_finish(&elm->offload);
316 #endif
317 }
318
319 /* Called when we're out of ideas and just want it all to end.
320  * Assumes elm->lock taken.
321  */
322 static inline void elm327_hw_failure(struct elmcan *elm)
323 {
324         struct can_frame *frame;
325         struct sk_buff *skb;
326
327         elm->hw_failure = true;
328
329         elm->can.can_stats.bus_off++;
330         netif_stop_queue(elm->dev);
331         elm->can.state = CAN_STATE_BUS_OFF;
332         can_bus_off(elm->dev);
333
334         netdev_err(elm->dev, "ELM327 misbehaved. Blocking further communication.\n");
335
336         skb = alloc_can_err_skb(elm->dev, &frame);
337         if (!skb)
338                 return;
339
340         frame->can_id |= CAN_ERR_BUSOFF;
341         elm327_feed_frame_to_netdev(elm, skb);
342 }
343
344 /* Compare a buffer to a fixed string */
345 static inline int _memstrcmp(const u8 *mem, const char *str)
346 {
347         return memcmp(mem, str, strlen(str));
348 }
349
350 /* Compare buffer to string length, then compare buffer to fixed string.
351  * This ensures two things:
352  *  - It flags cases where the fixed string is only the start of the
353  *    buffer, rather than exactly all of it.
354  *  - It avoids byte comparisons in case the length doesn't match.
355  */
356 static inline int _len_memstrcmp(const u8 *mem, size_t mem_len, const char *str)
357 {
358         size_t str_len = strlen(str);
359
360         return (mem_len != str_len) || memcmp(mem, str, str_len);
361 }
362
363 /* Assumes elm->lock taken. */
364 static void elm327_parse_error(struct elmcan *elm, size_t len)
365 {
366         struct can_frame *frame;
367         struct sk_buff *skb;
368
369         skb = alloc_can_err_skb(elm->dev, &frame);
370         if (!skb)
371                 /* It's okay to return here:
372                  * The outer parsing loop will drop this UART buffer.
373                  */
374                 return;
375
376         /* Filter possible error messages based on length of RX'd line */
377         if (!_len_memstrcmp(elm->rxbuf, len, "UNABLE TO CONNECT")) {
378                 netdev_err(elm->dev,
379                            "ELM327 reported UNABLE TO CONNECT. Please check your setup.\n");
380         } else if (!_len_memstrcmp(elm->rxbuf, len, "BUFFER FULL")) {
381                 /* This will only happen if the last data line was complete.
382                  * Otherwise, elm327_parse_frame() will heuristically
383                  * emit this kind of error frame instead.
384                  */
385                 frame->can_id |= CAN_ERR_CRTL;
386                 frame->data[1] = CAN_ERR_CRTL_RX_OVERFLOW;
387         } else if (!_len_memstrcmp(elm->rxbuf, len, "BUS ERROR")) {
388                 frame->can_id |= CAN_ERR_BUSERROR;
389         } else if (!_len_memstrcmp(elm->rxbuf, len, "CAN ERROR")) {
390                 frame->can_id |= CAN_ERR_PROT;
391         } else if (!_len_memstrcmp(elm->rxbuf, len, "<RX ERROR")) {
392                 frame->can_id |= CAN_ERR_PROT;
393         } else if (!_len_memstrcmp(elm->rxbuf, len, "BUS BUSY")) {
394                 frame->can_id |= CAN_ERR_PROT;
395                 frame->data[2] = CAN_ERR_PROT_OVERLOAD;
396         } else if (!_len_memstrcmp(elm->rxbuf, len, "FB ERROR")) {
397                 frame->can_id |= CAN_ERR_PROT;
398                 frame->data[2] = CAN_ERR_PROT_TX;
399         } else if (len == 5 && !_memstrcmp(elm->rxbuf, "ERR")) {
400                 /* ERR is followed by two digits, hence line length 5 */
401                 netdev_err(elm->dev, "ELM327 reported an ERR%c%c. Please power it off and on again.\n",
402                            elm->rxbuf[3], elm->rxbuf[4]);
403                 frame->can_id |= CAN_ERR_CRTL;
404         } else {
405                 /* Something else has happened.
406                  * Maybe garbage on the UART line.
407                  * Emit a generic error frame.
408                  */
409         }
410
411         elm327_feed_frame_to_netdev(elm, skb);
412 }
413
414 /* Parse CAN frames coming as ASCII from ELM327.
415  * They can be of various formats:
416  *
417  * 29-bit ID (EFF):  12 34 56 78 D PL PL PL PL PL PL PL PL
418  * 11-bit ID (!EFF): 123 D PL PL PL PL PL PL PL PL
419  *
420  * where D = DLC, PL = payload byte
421  *
422  * Instead of a payload, RTR indicates a remote request.
423  *
424  * We will use the spaces and line length to guess the format.
425  *
426  * Assumes elm->lock taken.
427  */
428 static int elm327_parse_frame(struct elmcan *elm, size_t len)
429 {
430         struct can_frame *frame;
431         struct sk_buff *skb;
432         int hexlen;
433         int datastart;
434         int i;
435
436         skb = alloc_can_skb(elm->dev, &frame);
437         if (!skb)
438                 return -ENOMEM;
439
440         /* Find first non-hex and non-space character:
441          *  - In the simplest case, there is none.
442          *  - For RTR frames, 'R' is the first non-hex character.
443          *  - An error message may replace the end of the data line.
444          */
445         for (hexlen = 0; hexlen <= len; hexlen++) {
446                 if (hex_to_bin(elm->rxbuf[hexlen]) < 0 &&
447                     elm->rxbuf[hexlen] != ' ') {
448                         break;
449                 }
450         }
451
452         /* Sanity check whether the line is really a clean hexdump,
453          * or terminated by an error message, or contains garbage.
454          */
455         if (hexlen < len &&
456             !isdigit(elm->rxbuf[hexlen]) &&
457             !isupper(elm->rxbuf[hexlen]) &&
458             '<' != elm->rxbuf[hexlen] &&
459             ' ' != elm->rxbuf[hexlen]) {
460                 /* The line is likely garbled anyway, so bail.
461                  * The main code will restart listening.
462                  */
463                 return -ENODATA;
464         }
465
466         /* Use spaces in CAN ID to distinguish 29 or 11 bit address length.
467          * No out-of-bounds access:
468          * We use the fact that we can always read from elm->rxbuf.
469          */
470         if (elm->rxbuf[2] == ' ' && elm->rxbuf[5] == ' ' &&
471             elm->rxbuf[8] == ' ' && elm->rxbuf[11] == ' ' &&
472             elm->rxbuf[13] == ' ') {
473                 frame->can_id = CAN_EFF_FLAG;
474                 datastart = 14;
475         } else if (elm->rxbuf[3] == ' ' && elm->rxbuf[5] == ' ') {
476                 frame->can_id = 0;
477                 datastart = 6;
478         } else {
479                 /* This is not a well-formatted data line.
480                  * Assume it's an error message.
481                  */
482                 return -ENODATA;
483         }
484
485         if (hexlen < datastart) {
486                 /* The line is too short to be a valid frame hex dump.
487                  * Something interrupted the hex dump or it is invalid.
488                  */
489                 return -ENODATA;
490         }
491
492         /* From here on all chars up to buf[hexlen] are hex or spaces,
493          * at well-defined offsets.
494          */
495
496         /* Read CAN data length */
497         frame->len = (hex_to_bin(elm->rxbuf[datastart - 2]) << 0);
498
499         /* Read CAN ID */
500         if (frame->can_id & CAN_EFF_FLAG) {
501                 frame->can_id |= (hex_to_bin(elm->rxbuf[0]) << 28)
502                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[1]) << 24)
503                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[3]) << 20)
504                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[4]) << 16)
505                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[6]) << 12)
506                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[7]) << 8)
507                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[9]) << 4)
508                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[10]) << 0);
509         } else {
510                 frame->can_id |= (hex_to_bin(elm->rxbuf[0]) << 8)
511                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[1]) << 4)
512                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[2]) << 0);
513         }
514
515         /* Check for RTR frame */
516         if (elm->rxfill >= hexlen + 3 &&
517             !_memstrcmp(&elm->rxbuf[hexlen], "RTR")) {
518                 frame->can_id |= CAN_RTR_FLAG;
519         }
520
521         /* Is the line long enough to hold the advertised payload?
522          * Note: RTR frames have a DLC, but no actual payload.
523          */
524         if (!(frame->can_id & CAN_RTR_FLAG) &&
525             (hexlen < frame->len * 3 + datastart)) {
526                 /* Incomplete frame.
527                  * Probably the ELM327's RS232 TX buffer was full.
528                  * Emit an error frame and exit.
529                  */
530                 frame->can_id = CAN_ERR_FLAG | CAN_ERR_CRTL;
531                 frame->len = CAN_ERR_DLC;
532                 frame->data[1] = CAN_ERR_CRTL_RX_OVERFLOW;
533                 elm327_feed_frame_to_netdev(elm, skb);
534
535                 /* Signal failure to parse.
536                  * The line will be re-parsed as an error line, which will fail.
537                  * However, this will correctly drop the state machine back into
538                  * command mode.
539                  */
540                 return -ENODATA;
541         }
542
543         /* Parse the data nibbles. */
544         for (i = 0; i < frame->len; i++) {
545                 frame->data[i] = (hex_to_bin(elm->rxbuf[datastart + 3*i]) << 4)
546                                | (hex_to_bin(elm->rxbuf[datastart + 3*i + 1]));
547         }
548
549         /* Feed the frame to the network layer. */
550         elm327_feed_frame_to_netdev(elm, skb);
551
552         return 0;
553 }
554
555 /* Assumes elm->lock taken. */
556 static void elm327_parse_line(struct elmcan *elm, size_t len)
557 {
558         /* Skip empty lines */
559         if (!len)
560                 return;
561
562         /* Skip echo lines */
563         if (elm->drop_next_line) {
564                 elm->drop_next_line = 0;
565                 return;
566         } else if (!_memstrcmp(elm->rxbuf, "AT")) {
567                 return;
568         }
569
570         /* Regular parsing */
571         if (elm->state == ELM_RECEIVING
572             && elm327_parse_frame(elm, len)) {
573                 /* Parse an error line. */
574                 elm327_parse_error(elm, len);
575
576                 /* Start afresh. */
577                 elm327_kick_into_cmd_mode(elm);
578         }
579 }
580
581 /* Assumes elm->lock taken. */
582 static void elm327_handle_prompt(struct elmcan *elm)
583 {
584         struct can_frame *frame = &elm->can_frame_to_send;
585         char local_txbuf[20];
586
587         if (!elm->cmds_todo) {
588                 /* Enter CAN monitor mode */
589                 elm327_send(elm, "ATMA\r", 5);
590                 elm->state = ELM_RECEIVING;
591
592                 return;
593         }
594
595         /* Reconfigure ELM327 step by step as indicated by elm->cmds_todo */
596         if (test_bit(ELM327_TX_DO_INIT, &elm->cmds_todo)) {
597                 strcpy(local_txbuf, *elm->next_init_cmd);
598
599                 elm->next_init_cmd++;
600                 if (!(*elm->next_init_cmd)) {
601                         clear_bit(ELM327_TX_DO_INIT, &elm->cmds_todo);
602                         /* Init finished. */
603                 }
604
605         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_SILENT_MONITOR, &elm->cmds_todo)) {
606                 sprintf(local_txbuf, "ATCSM%i\r",
607                         !(!(elm->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_LISTENONLY)));
608
609         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_RESPONSES, &elm->cmds_todo)) {
610                 sprintf(local_txbuf, "ATR%i\r",
611                         !(elm->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_LISTENONLY));
612
613         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG, &elm->cmds_todo)) {
614                 sprintf(local_txbuf, "ATPC\r");
615                 set_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG_PART2, &elm->cmds_todo);
616
617         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CAN_CONFIG_PART2, &elm->cmds_todo)) {
618                 sprintf(local_txbuf, "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                 sprintf(local_txbuf, "ATCP%02X\r",
623                         (frame->can_id & CAN_EFF_MASK) >> 24);
624
625         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_29BIT_LOW, &elm->cmds_todo)) {
626                 sprintf(local_txbuf, "ATSH%06X\r",
627                         frame->can_id & CAN_EFF_MASK & ((1 << 24) - 1));
628
629         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CANID_11BIT, &elm->cmds_todo)) {
630                 sprintf(local_txbuf, "ATSH%03X\r",
631                         frame->can_id & CAN_SFF_MASK);
632
633         } else if (test_and_clear_bit(ELM327_TX_DO_CAN_DATA, &elm->cmds_todo)) {
634                 if (frame->can_id & CAN_RTR_FLAG) {
635                         /* Send an RTR frame. Their DLC is fixed.
636                          * Some chips don't send them at all.
637                          */
638                         sprintf(local_txbuf, "ATRTR\r");
639                 } else {
640                         /* Send a regular CAN data frame */
641                         int i;
642
643                         for (i = 0; i < frame->len; i++) {
644                                 sprintf(&local_txbuf[2 * i], "%02X",
645                                         frame->data[i]);
646                         }
647
648                         sprintf(&local_txbuf[2 * i], "\r");
649                 }
650
651                 elm->drop_next_line = 1;
652                 elm->state = ELM_RECEIVING;
653         }
654
655         elm327_send(elm, local_txbuf, strlen(local_txbuf));
656 }
657
658 static bool elm327_is_ready_char(char c)
659 {
660         /* Bits 0xc0 are sometimes set (randomly), hence the mask.
661          * Probably bad hardware.
662          */
663         return (c & 0x3f) == ELM327_READY_CHAR;
664 }
665
666 /* Assumes elm->lock taken. */
667 static void elm327_drop_bytes(struct elmcan *elm, size_t i)
668 {
669         memmove(&elm->rxbuf[0], &elm->rxbuf[i], ELM327_SIZE_RXBUF - i);
670         elm->rxfill -= i;
671 }
672
673 /* Assumes elm->lock taken. */
674 static void elm327_parse_rxbuf(struct elmcan *elm)
675 {
676         size_t len;
677         int i;
678
679         switch (elm->state) {
680         case ELM_NOTINIT:
681                 elm->rxfill = 0;
682                 break;
683
684         case ELM_GETDUMMYCHAR:
685         {
686                 /* Wait for 'y' or '>' */
687                 for (i = 0; i < elm->rxfill; i++) {
688                         if (elm->rxbuf[i] == ELM327_DUMMY_CHAR) {
689                                 elm327_send(elm, "\r", 1);
690                                 elm->state = ELM_GETPROMPT;
691                                 i++;
692                                 break;
693                         } else if (elm327_is_ready_char(elm->rxbuf[i])) {
694                                 elm327_send(elm, ELM327_DUMMY_STRING, 1);
695                                 i++;
696                                 break;
697                         }
698                 }
699
700                 elm327_drop_bytes(elm, i);
701
702                 break;
703         }
704
705         case ELM_GETPROMPT:
706                 /* Wait for '>' */
707                 if (elm327_is_ready_char(elm->rxbuf[elm->rxfill - 1]))
708                         elm327_handle_prompt(elm);
709
710                 elm->rxfill = 0;
711                 break;
712
713         case ELM_RECEIVING:
714                 /* Find <CR> delimiting feedback lines. */
715                 for (len = 0;
716                      (len < elm->rxfill) && (elm->rxbuf[len] != '\r');
717                      len++) {
718                         /* empty loop */
719                 }
720
721                 if (len == ELM327_SIZE_RXBUF) {
722                         /* Line exceeds buffer. It's probably all garbage.
723                          * Did we even connect at the right baud rate?
724                          */
725                         netdev_err(elm->dev,
726                                    "RX buffer overflow. Faulty ELM327 or UART?\n");
727                         elm327_hw_failure(elm);
728                         break;
729                 } else if (len == elm->rxfill) {
730                         if (elm327_is_ready_char(elm->rxbuf[elm->rxfill - 1])) {
731                                 /* The ELM327's AT ST response timeout ran out,
732                                  * so we got a prompt.
733                                  * Clear RX buffer and restart listening.
734                                  */
735                                 elm->rxfill = 0;
736
737                                 elm327_handle_prompt(elm);
738                                 break;
739                         }
740
741                         /* No <CR> found - we haven't received a full line yet.
742                          * Wait for more data.
743                          */
744                         break;
745                 }
746
747                 /* We have a full line to parse. */
748                 elm327_parse_line(elm, len);
749
750                 /* Remove parsed data from RX buffer. */
751                 elm327_drop_bytes(elm, len + 1);
752
753                 /* More data to parse? */
754                 if (elm->rxfill)
755                         elm327_parse_rxbuf(elm);
756         }
757 }
758
759 /* Dummy needed to use can_rx_offload */
760 static struct sk_buff *elmcan_mailbox_read(struct can_rx_offload *offload,
761                                            unsigned int n, u32 *timestamp,
762                                            bool drop)
763 {
764         WARN_ON_ONCE(1); /* This function is a dummy, so don't call it! */
765
766         return ERR_PTR(-ENOBUFS);
767 }
768
769 static int elmcan_netdev_open(struct net_device *dev)
770 {
771         struct elmcan *elm = netdev_priv(dev);
772         int err;
773
774         spin_lock_bh(&elm->lock);
775         if (elm->hw_failure) {
776                 netdev_err(elm->dev, "Refusing to open interface after a hardware fault has been detected.\n");
777                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
778                 return -EIO;
779         }
780
781         if (!elm->tty) {
782                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
783                 return -ENODEV;
784         }
785
786         /* open_candev() checks for elm->can.bittiming.bitrate != 0 */
787         err = open_candev(dev);
788         if (err) {
789                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
790                 return err;
791         }
792
793         elm327_init(elm);
794         spin_unlock_bh(&elm->lock);
795
796         elm->offload.mailbox_read = elmcan_mailbox_read;
797         err = can_rx_offload_add_fifo(dev, &elm->offload, ELM327_NAPI_WEIGHT);
798         if (err) {
799                 close_candev(dev);
800                 return err;
801         }
802
803         can_rx_offload_enable(&elm->offload);
804
805         can_led_event(dev, CAN_LED_EVENT_OPEN);
806         elm->can.state = CAN_STATE_ERROR_ACTIVE;
807         netif_start_queue(dev);
808
809         return 0;
810 }
811
812 static int elmcan_netdev_close(struct net_device *dev)
813 {
814         struct elmcan *elm = netdev_priv(dev);
815
816         netif_stop_queue(dev);
817
818         spin_lock_bh(&elm->lock);
819         if (elm->tty) {
820                 /* Interrupt whatever we're doing right now */
821                 elm327_send(elm, ELM327_DUMMY_STRING, 1);
822
823                 /* Clear the wakeup bit, as the netdev will be down and thus
824                  * the wakeup handler won't clear it
825                  */
826                 clear_bit(TTY_DO_WRITE_WAKEUP, &elm->tty->flags);
827
828                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
829
830                 flush_work(&elm->tx_work);
831         } else {
832                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
833         }
834
835         can_rx_offload_disable(&elm->offload);
836         elm->can.state = CAN_STATE_STOPPED;
837         can_rx_offload_del(&elm->offload);
838         close_candev(dev);
839         can_led_event(dev, CAN_LED_EVENT_STOP);
840
841         return 0;
842 }
843
844 /* Send a can_frame to a TTY. */
845 static netdev_tx_t elmcan_netdev_start_xmit(struct sk_buff *skb,
846                                             struct net_device *dev)
847 {
848         struct elmcan *elm = netdev_priv(dev);
849         struct can_frame *frame = (struct can_frame *)skb->data;
850
851         /* BHs are already disabled, so no spin_lock_bh().
852          * See Documentation/networking/netdevices.txt
853          */
854         spin_lock(&elm->lock);
855
856         /* We shouldn't get here after a hardware fault:
857          * can_bus_off() calls netif_carrier_off()
858          */
859         WARN_ON_ONCE(elm->hw_failure);
860
861         if (!elm->tty ||
862             elm->hw_failure ||
863             elm->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_LISTENONLY) {
864                 spin_unlock(&elm->lock);
865                 goto out;
866         }
867
868         netif_stop_queue(dev);
869
870         elm327_send_frame(elm, frame);
871         spin_unlock(&elm->lock);
872
873         dev->stats.tx_packets++;
874         dev->stats.tx_bytes += frame->len;
875
876         can_led_event(dev, CAN_LED_EVENT_TX);
877
878 out:
879         kfree_skb(skb);
880         return NETDEV_TX_OK;
881 }
882
883 static const struct net_device_ops elmcan_netdev_ops = {
884         .ndo_open       = elmcan_netdev_open,
885         .ndo_stop       = elmcan_netdev_close,
886         .ndo_start_xmit = elmcan_netdev_start_xmit,
887         .ndo_change_mtu = can_change_mtu,
888 };
889
890 /* Get a reference to our struct, taking into account locks/refcounts.
891  * This is to ensure ordering in case we are shutting down, and to ensure
892  * there is a refcount at all (otherwise tty->disc_data may be freed and
893  * before we increment the refcount).
894  * Use this for anything that can race against elmcan_ldisc_close().
895  */
896 static struct elmcan *get_elm(struct tty_struct *tty)
897 {
898         struct elmcan *elm;
899         bool got_ref;
900
901         spin_lock_bh(&elmcan_discdata_lock);
902         elm = (struct elmcan *)tty->disc_data;
903
904         if (!elm) {
905                 spin_unlock_bh(&elmcan_discdata_lock);
906                 return NULL;
907         }
908
909         got_ref = atomic_inc_not_zero(&elm->refcount);
910         spin_unlock_bh(&elmcan_discdata_lock);
911
912         if (!got_ref)
913                 return NULL;
914
915         return elm;
916 }
917
918 static void put_elm(struct elmcan *elm)
919 {
920         atomic_dec(&elm->refcount);
921 }
922
923 static bool elmcan_is_valid_rx_char(char c)
924 {
925         return (isdigit(c) ||
926                 isupper(c) ||
927                 c == ELM327_DUMMY_CHAR ||
928                 c == ELM327_READY_CHAR ||
929                 c == '<' ||
930                 c == 'a' ||
931                 c == 'b' ||
932                 c == 'v' ||
933                 c == '.' ||
934                 c == '?' ||
935                 c == '\r' ||
936                 c == ' ');
937 }
938
939 /* Handle incoming ELM327 ASCII data.
940  * This will not be re-entered while running, but other ldisc
941  * functions may be called in parallel.
942  */
943 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,14,0)
944 static void elmcan_ldisc_rx(struct tty_struct *tty,
945                             const unsigned char *cp, char *fp, int count)
946 #else
947 static void elmcan_ldisc_rx(struct tty_struct *tty,
948                             const unsigned char *cp, const char *fp, int count)
949 #endif
950 {
951         struct elmcan *elm = get_elm(tty);
952
953         if (!elm)
954                 return;
955
956         spin_lock_bh(&elm->lock);
957
958         if (elm->hw_failure)
959                 goto out;
960
961         while (count-- && elm->rxfill < ELM327_SIZE_RXBUF) {
962                 if (fp && *fp++) {
963                         netdev_err(elm->dev, "Error in received character stream. Check your wiring.");
964
965                         elm327_hw_failure(elm);
966
967                         goto out;
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 != 0) {
976                         /* Check for stray characters on the UART line.
977                          * Likely caused by bad hardware.
978                          */
979                         if (!elmcan_is_valid_rx_char(*cp)) {
980                                 netdev_err(elm->dev,
981                                            "Received illegal character %02x.\n",
982                                            *cp);
983                                 elm327_hw_failure(elm);
984
985                                 goto out;
986                         }
987
988                         elm->rxbuf[elm->rxfill++] = *cp;
989                 }
990
991                 cp++;
992         }
993
994         if (count >= 0) {
995                 netdev_err(elm->dev, "Receive buffer overflowed. Bad chip or wiring?");
996
997                 elm327_hw_failure(elm);
998
999                 goto out;
1000         }
1001
1002         elm327_parse_rxbuf(elm);
1003
1004 out:
1005         spin_unlock_bh(&elm->lock);
1006         put_elm(elm);
1007 }
1008
1009 /* Write out remaining transmit buffer.
1010  * Scheduled when TTY is writable.
1011  */
1012 static void elmcan_ldisc_tx_worker(struct work_struct *work)
1013 {
1014         /* No need to use get_elm() here, as we'll always flush workers
1015          * before destroying the elmcan object.
1016          */
1017         struct elmcan *elm = container_of(work, struct elmcan, tx_work);
1018         ssize_t actual;
1019
1020         spin_lock_bh(&elm->lock);
1021         if (elm->hw_failure) {
1022                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
1023                 return;
1024         }
1025
1026         if (!elm->tty || !netif_running(elm->dev)) {
1027                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
1028                 return;
1029         }
1030
1031         if (elm->txleft <= 0)  {
1032                 /* Our TTY write buffer is empty:
1033                  * Allow netdev to hand us another packet
1034                  */
1035                 clear_bit(TTY_DO_WRITE_WAKEUP, &elm->tty->flags);
1036                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
1037                 netif_wake_queue(elm->dev);
1038                 return;
1039         }
1040
1041         actual = elm->tty->ops->write(elm->tty, elm->txhead, elm->txleft);
1042         if (actual < 0) {
1043                 netdev_err(elm->dev,
1044                            "Failed to write to tty %s.\n",
1045                            elm->tty->name);
1046                 elm327_hw_failure(elm);
1047                 spin_unlock_bh(&elm->lock);
1048                 return;
1049         }
1050
1051         elm->txleft -= actual;
1052         elm->txhead += actual;
1053         spin_unlock_bh(&elm->lock);
1054 }
1055
1056 /* Called by the driver when there's room for more data. */
1057 static void elmcan_ldisc_tx_wakeup(struct tty_struct *tty)
1058 {
1059         struct elmcan *elm = get_elm(tty);
1060
1061         if (!elm)
1062                 return;
1063
1064         schedule_work(&elm->tx_work);
1065
1066         put_elm(elm);
1067 }
1068
1069 /* ELM327 can only handle bitrates that are integer divisors of 500 kHz,
1070  * or 7/8 of that. Divisors are 1 to 64.
1071  * Currently we don't implement support for 7/8 rates.
1072  */
1073 static const u32 elmcan_bitrate_const[64] = {
1074          7812,  7936,  8064,  8196,  8333,  8474,  8620,  8771,
1075          8928,  9090,  9259,  9433,  9615,  9803, 10000, 10204,
1076         10416, 10638, 10869, 11111, 11363, 11627, 11904, 12195,
1077         12500, 12820, 13157, 13513, 13888, 14285, 14705, 15151,
1078         15625, 16129, 16666, 17241, 17857, 18518, 19230, 20000,
1079         20833, 21739, 22727, 23809, 25000, 26315, 27777, 29411,
1080         31250, 33333, 35714, 38461, 41666, 45454, 50000, 55555,
1081         62500, 71428, 83333, 100000, 125000, 166666, 250000, 500000
1082 };
1083
1084 /* Dummy needed to use bitrate_const */
1085 static int elmcan_do_set_bittiming(struct net_device *netdev)
1086 {
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 static int elmcan_ldisc_open(struct tty_struct *tty)
1091 {
1092         struct net_device *dev;
1093         struct elmcan *elm;
1094         int err;
1095
1096         if (!capable(CAP_NET_ADMIN))
1097                 return -EPERM;
1098
1099         if (!tty->ops->write)
1100                 return -EOPNOTSUPP;
1101
1102         dev = alloc_candev(sizeof(struct elmcan), 0);
1103         if (!dev)
1104                 return -ENFILE;
1105         elm = netdev_priv(dev);
1106
1107         elm->txbuf = kmalloc(ELM327_SIZE_TXBUF, GFP_KERNEL);
1108         if (!elm->txbuf) {
1109                 err = -ENOMEM;
1110                 goto out_err;
1111         }
1112
1113         /* Configure TTY interface */
1114         tty->receive_room = 65536; /* We don't flow control */
1115         elm->txleft = 0; /* Clear TTY TX buffer */
1116         spin_lock_init(&elm->lock);
1117         atomic_set(&elm->refcount, 1);
1118         INIT_WORK(&elm->tx_work, elmcan_ldisc_tx_worker);
1119
1120         /* Configure CAN metadata */
1121         elm->can.state = CAN_STATE_STOPPED;
1122         elm->can.bitrate_const = elmcan_bitrate_const;
1123         elm->can.bitrate_const_cnt = ARRAY_SIZE(elmcan_bitrate_const);
1124         elm->can.do_set_bittiming = elmcan_do_set_bittiming;
1125         elm->can.ctrlmode_supported = CAN_CTRLMODE_LISTENONLY;
1126
1127         /* Configure netdev interface */
1128         elm->dev = dev;
1129         dev->netdev_ops = &elmcan_netdev_ops;
1130
1131         /* Mark ldisc channel as alive */
1132         elm->tty = tty;
1133         tty->disc_data = elm;
1134
1135         devm_can_led_init(elm->dev);
1136
1137         /* Let 'er rip */
1138         err = register_candev(elm->dev);
1139         if (err)
1140                 goto out_err;
1141
1142         netdev_info(elm->dev, "elmcan on %s.\n", tty->name);
1143
1144         return 0;
1145
1146 out_err:
1147         kfree(elm->txbuf);
1148         free_candev(elm->dev);
1149         return err;
1150 }
1151
1152 /* Close down an elmcan channel.
1153  * This means flushing out any pending queues, and then returning.
1154  * This call is serialized against other ldisc functions:
1155  * Once this is called, no other ldisc function of ours is entered.
1156  *
1157  * We also use this function for a hangup event.
1158  */
1159 static void elmcan_ldisc_close(struct tty_struct *tty)
1160 {
1161         struct elmcan *elm = get_elm(tty);
1162
1163         if (!elm)
1164                 return;
1165
1166         /* unregister_netdev() calls .ndo_stop() so we don't have to. */
1167         unregister_candev(elm->dev);
1168
1169         /* Decrease the refcount twice, once for our own get_elm(),
1170          * and once to remove the count of 1 that we set in _open().
1171          * Once it reaches 0, we can safely destroy it.
1172          */
1173         put_elm(elm);
1174         put_elm(elm);
1175
1176         while (atomic_read(&elm->refcount) > 0)
1177                 msleep_interruptible(10);
1178
1179         /* At this point, all ldisc calls to us have become no-ops. */
1180
1181         flush_work(&elm->tx_work);
1182
1183         /* Mark channel as dead */
1184         spin_lock_bh(&elm->lock);
1185         tty->disc_data = NULL;
1186         elm->tty = NULL;
1187         spin_unlock_bh(&elm->lock);
1188
1189         netdev_info(elm->dev, "elmcan off %s.\n", tty->name);
1190
1191         kfree(elm->txbuf);
1192         free_candev(elm->dev);
1193 }
1194
1195 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,16,0)
1196 static int elmcan_ldisc_hangup(struct tty_struct *tty)
1197 #else
1198 static void elmcan_ldisc_hangup(struct tty_struct *tty)
1199 #endif
1200 {
1201         elmcan_ldisc_close(tty);
1202 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,16,0)
1203         return 0;
1204 #endif
1205 }
1206
1207 static int elmcan_ldisc_ioctl(struct tty_struct *tty,
1208 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,17,0)
1209                               struct file *file,
1210 #endif
1211                               unsigned int cmd, unsigned long arg)
1212 {
1213         struct elmcan *elm = get_elm(tty);
1214         unsigned int tmp;
1215
1216         if (!elm)
1217                 return -EINVAL;
1218
1219         switch (cmd) {
1220         case SIOCGIFNAME:
1221                 tmp = strnlen(elm->dev->name, IFNAMSIZ - 1) + 1;
1222                 if (copy_to_user((void __user *)arg, elm->dev->name, tmp)) {
1223                         put_elm(elm);
1224                         return -EFAULT;
1225                 }
1226
1227                 put_elm(elm);
1228                 return 0;
1229
1230         case SIOCSIFHWADDR:
1231                 put_elm(elm);
1232                 return -EINVAL;
1233
1234         default:
1235                 put_elm(elm);
1236 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,16,0)
1237                 return tty_mode_ioctl(tty, file, cmd, arg);
1238 #else
1239                 return tty_mode_ioctl(tty, cmd, arg);
1240 #endif
1241         }
1242 }
1243
1244 static struct tty_ldisc_ops elmcan_ldisc = {
1245         .owner          = THIS_MODULE,
1246         .name           = "elmcan",
1247         .num            = N_DEVELOPMENT,
1248         .receive_buf    = elmcan_ldisc_rx,
1249         .write_wakeup   = elmcan_ldisc_tx_wakeup,
1250         .open           = elmcan_ldisc_open,
1251         .close          = elmcan_ldisc_close,
1252         .hangup         = elmcan_ldisc_hangup,
1253         .ioctl          = elmcan_ldisc_ioctl,
1254 };
1255
1256 static int __init elmcan_init(void)
1257 {
1258         int status;
1259
1260 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,14,0)
1261         status = tty_register_ldisc(N_DEVELOPMENT, &elmcan_ldisc);
1262 #else
1263         status = tty_register_ldisc(&elmcan_ldisc);
1264 #endif
1265         if (status)
1266                 pr_err("Can't register line discipline\n");
1267
1268         return status;
1269 }
1270
1271 static void __exit elmcan_exit(void)
1272 {
1273         /* This will only be called when all channels have been closed by
1274          * userspace - tty_ldisc.c takes care of the module's refcount.
1275          */
1276 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,14,0)
1277         int status;
1278
1279         status = tty_unregister_ldisc(N_DEVELOPMENT);
1280         if (status)
1281                 pr_err("Can't unregister line discipline (error: %d)\n",
1282                        status);
1283 #else
1284         tty_unregister_ldisc(&elmcan_ldisc);
1285 #endif
1286 }
1287
1288 module_init(elmcan_init);
1289 module_exit(elmcan_exit);