x86/power/64: Fix kernel text mapping corruption during image restoration
[cascardo/linux.git] / Documentation / networking / can.txt
1 ============================================================================
2
3 can.txt
4
5 Readme file for the Controller Area Network Protocol Family (aka SocketCAN)
6
7 This file contains
8
9   1 Overview / What is SocketCAN
10
11   2 Motivation / Why using the socket API
12
13   3 SocketCAN concept
14     3.1 receive lists
15     3.2 local loopback of sent frames
16     3.3 network problem notifications
17
18   4 How to use SocketCAN
19     4.1 RAW protocol sockets with can_filters (SOCK_RAW)
20       4.1.1 RAW socket option CAN_RAW_FILTER
21       4.1.2 RAW socket option CAN_RAW_ERR_FILTER
22       4.1.3 RAW socket option CAN_RAW_LOOPBACK
23       4.1.4 RAW socket option CAN_RAW_RECV_OWN_MSGS
24       4.1.5 RAW socket option CAN_RAW_FD_FRAMES
25       4.1.6 RAW socket option CAN_RAW_JOIN_FILTERS
26       4.1.7 RAW socket returned message flags
27     4.2 Broadcast Manager protocol sockets (SOCK_DGRAM)
28       4.2.1 Broadcast Manager operations
29       4.2.2 Broadcast Manager message flags
30       4.2.3 Broadcast Manager transmission timers
31       4.2.4 Broadcast Manager message sequence transmission
32       4.2.5 Broadcast Manager receive filter timers
33       4.2.6 Broadcast Manager multiplex message receive filter
34     4.3 connected transport protocols (SOCK_SEQPACKET)
35     4.4 unconnected transport protocols (SOCK_DGRAM)
36
37   5 SocketCAN core module
38     5.1 can.ko module params
39     5.2 procfs content
40     5.3 writing own CAN protocol modules
41
42   6 CAN network drivers
43     6.1 general settings
44     6.2 local loopback of sent frames
45     6.3 CAN controller hardware filters
46     6.4 The virtual CAN driver (vcan)
47     6.5 The CAN network device driver interface
48       6.5.1 Netlink interface to set/get devices properties
49       6.5.2 Setting the CAN bit-timing
50       6.5.3 Starting and stopping the CAN network device
51     6.6 CAN FD (flexible data rate) driver support
52     6.7 supported CAN hardware
53
54   7 SocketCAN resources
55
56   8 Credits
57
58 ============================================================================
59
60 1. Overview / What is SocketCAN
61 --------------------------------
62
63 The socketcan package is an implementation of CAN protocols
64 (Controller Area Network) for Linux.  CAN is a networking technology
65 which has widespread use in automation, embedded devices, and
66 automotive fields.  While there have been other CAN implementations
67 for Linux based on character devices, SocketCAN uses the Berkeley
68 socket API, the Linux network stack and implements the CAN device
69 drivers as network interfaces.  The CAN socket API has been designed
70 as similar as possible to the TCP/IP protocols to allow programmers,
71 familiar with network programming, to easily learn how to use CAN
72 sockets.
73
74 2. Motivation / Why using the socket API
75 ----------------------------------------
76
77 There have been CAN implementations for Linux before SocketCAN so the
78 question arises, why we have started another project.  Most existing
79 implementations come as a device driver for some CAN hardware, they
80 are based on character devices and provide comparatively little
81 functionality.  Usually, there is only a hardware-specific device
82 driver which provides a character device interface to send and
83 receive raw CAN frames, directly to/from the controller hardware.
84 Queueing of frames and higher-level transport protocols like ISO-TP
85 have to be implemented in user space applications.  Also, most
86 character-device implementations support only one single process to
87 open the device at a time, similar to a serial interface.  Exchanging
88 the CAN controller requires employment of another device driver and
89 often the need for adaption of large parts of the application to the
90 new driver's API.
91
92 SocketCAN was designed to overcome all of these limitations.  A new
93 protocol family has been implemented which provides a socket interface
94 to user space applications and which builds upon the Linux network
95 layer, enabling use all of the provided queueing functionality.  A device
96 driver for CAN controller hardware registers itself with the Linux
97 network layer as a network device, so that CAN frames from the
98 controller can be passed up to the network layer and on to the CAN
99 protocol family module and also vice-versa.  Also, the protocol family
100 module provides an API for transport protocol modules to register, so
101 that any number of transport protocols can be loaded or unloaded
102 dynamically.  In fact, the can core module alone does not provide any
103 protocol and cannot be used without loading at least one additional
104 protocol module.  Multiple sockets can be opened at the same time,
105 on different or the same protocol module and they can listen/send
106 frames on different or the same CAN IDs.  Several sockets listening on
107 the same interface for frames with the same CAN ID are all passed the
108 same received matching CAN frames.  An application wishing to
109 communicate using a specific transport protocol, e.g. ISO-TP, just
110 selects that protocol when opening the socket, and then can read and
111 write application data byte streams, without having to deal with
112 CAN-IDs, frames, etc.
113
114 Similar functionality visible from user-space could be provided by a
115 character device, too, but this would lead to a technically inelegant
116 solution for a couple of reasons:
117
118 * Intricate usage.  Instead of passing a protocol argument to
119   socket(2) and using bind(2) to select a CAN interface and CAN ID, an
120   application would have to do all these operations using ioctl(2)s.
121
122 * Code duplication.  A character device cannot make use of the Linux
123   network queueing code, so all that code would have to be duplicated
124   for CAN networking.
125
126 * Abstraction.  In most existing character-device implementations, the
127   hardware-specific device driver for a CAN controller directly
128   provides the character device for the application to work with.
129   This is at least very unusual in Unix systems for both, char and
130   block devices.  For example you don't have a character device for a
131   certain UART of a serial interface, a certain sound chip in your
132   computer, a SCSI or IDE controller providing access to your hard
133   disk or tape streamer device.  Instead, you have abstraction layers
134   which provide a unified character or block device interface to the
135   application on the one hand, and a interface for hardware-specific
136   device drivers on the other hand.  These abstractions are provided
137   by subsystems like the tty layer, the audio subsystem or the SCSI
138   and IDE subsystems for the devices mentioned above.
139
140   The easiest way to implement a CAN device driver is as a character
141   device without such a (complete) abstraction layer, as is done by most
142   existing drivers.  The right way, however, would be to add such a
143   layer with all the functionality like registering for certain CAN
144   IDs, supporting several open file descriptors and (de)multiplexing
145   CAN frames between them, (sophisticated) queueing of CAN frames, and
146   providing an API for device drivers to register with.  However, then
147   it would be no more difficult, or may be even easier, to use the
148   networking framework provided by the Linux kernel, and this is what
149   SocketCAN does.
150
151   The use of the networking framework of the Linux kernel is just the
152   natural and most appropriate way to implement CAN for Linux.
153
154 3. SocketCAN concept
155 ---------------------
156
157   As described in chapter 2 it is the main goal of SocketCAN to
158   provide a socket interface to user space applications which builds
159   upon the Linux network layer. In contrast to the commonly known
160   TCP/IP and ethernet networking, the CAN bus is a broadcast-only(!)
161   medium that has no MAC-layer addressing like ethernet. The CAN-identifier
162   (can_id) is used for arbitration on the CAN-bus. Therefore the CAN-IDs
163   have to be chosen uniquely on the bus. When designing a CAN-ECU
164   network the CAN-IDs are mapped to be sent by a specific ECU.
165   For this reason a CAN-ID can be treated best as a kind of source address.
166
167   3.1 receive lists
168
169   The network transparent access of multiple applications leads to the
170   problem that different applications may be interested in the same
171   CAN-IDs from the same CAN network interface. The SocketCAN core
172   module - which implements the protocol family CAN - provides several
173   high efficient receive lists for this reason. If e.g. a user space
174   application opens a CAN RAW socket, the raw protocol module itself
175   requests the (range of) CAN-IDs from the SocketCAN core that are
176   requested by the user. The subscription and unsubscription of
177   CAN-IDs can be done for specific CAN interfaces or for all(!) known
178   CAN interfaces with the can_rx_(un)register() functions provided to
179   CAN protocol modules by the SocketCAN core (see chapter 5).
180   To optimize the CPU usage at runtime the receive lists are split up
181   into several specific lists per device that match the requested
182   filter complexity for a given use-case.
183
184   3.2 local loopback of sent frames
185
186   As known from other networking concepts the data exchanging
187   applications may run on the same or different nodes without any
188   change (except for the according addressing information):
189
190          ___   ___   ___                   _______   ___
191         | _ | | _ | | _ |                 | _   _ | | _ |
192         ||A|| ||B|| ||C||                 ||A| |B|| ||C||
193         |___| |___| |___|                 |_______| |___|
194           |     |     |                       |       |
195         -----------------(1)- CAN bus -(2)---------------
196
197   To ensure that application A receives the same information in the
198   example (2) as it would receive in example (1) there is need for
199   some kind of local loopback of the sent CAN frames on the appropriate
200   node.
201
202   The Linux network devices (by default) just can handle the
203   transmission and reception of media dependent frames. Due to the
204   arbitration on the CAN bus the transmission of a low prio CAN-ID
205   may be delayed by the reception of a high prio CAN frame. To
206   reflect the correct* traffic on the node the loopback of the sent
207   data has to be performed right after a successful transmission. If
208   the CAN network interface is not capable of performing the loopback for
209   some reason the SocketCAN core can do this task as a fallback solution.
210   See chapter 6.2 for details (recommended).
211
212   The loopback functionality is enabled by default to reflect standard
213   networking behaviour for CAN applications. Due to some requests from
214   the RT-SocketCAN group the loopback optionally may be disabled for each
215   separate socket. See sockopts from the CAN RAW sockets in chapter 4.1.
216
217   * = you really like to have this when you're running analyser tools
218       like 'candump' or 'cansniffer' on the (same) node.
219
220   3.3 network problem notifications
221
222   The use of the CAN bus may lead to several problems on the physical
223   and media access control layer. Detecting and logging of these lower
224   layer problems is a vital requirement for CAN users to identify
225   hardware issues on the physical transceiver layer as well as
226   arbitration problems and error frames caused by the different
227   ECUs. The occurrence of detected errors are important for diagnosis
228   and have to be logged together with the exact timestamp. For this
229   reason the CAN interface driver can generate so called Error Message
230   Frames that can optionally be passed to the user application in the
231   same way as other CAN frames. Whenever an error on the physical layer
232   or the MAC layer is detected (e.g. by the CAN controller) the driver
233   creates an appropriate error message frame. Error messages frames can
234   be requested by the user application using the common CAN filter
235   mechanisms. Inside this filter definition the (interested) type of
236   errors may be selected. The reception of error messages is disabled
237   by default. The format of the CAN error message frame is briefly
238   described in the Linux header file "include/uapi/linux/can/error.h".
239
240 4. How to use SocketCAN
241 ------------------------
242
243   Like TCP/IP, you first need to open a socket for communicating over a
244   CAN network. Since SocketCAN implements a new protocol family, you
245   need to pass PF_CAN as the first argument to the socket(2) system
246   call. Currently, there are two CAN protocols to choose from, the raw
247   socket protocol and the broadcast manager (BCM). So to open a socket,
248   you would write
249
250     s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);
251
252   and
253
254     s = socket(PF_CAN, SOCK_DGRAM, CAN_BCM);
255
256   respectively.  After the successful creation of the socket, you would
257   normally use the bind(2) system call to bind the socket to a CAN
258   interface (which is different from TCP/IP due to different addressing
259   - see chapter 3). After binding (CAN_RAW) or connecting (CAN_BCM)
260   the socket, you can read(2) and write(2) from/to the socket or use
261   send(2), sendto(2), sendmsg(2) and the recv* counterpart operations
262   on the socket as usual. There are also CAN specific socket options
263   described below.
264
265   The basic CAN frame structure and the sockaddr structure are defined
266   in include/linux/can.h:
267
268     struct can_frame {
269             canid_t can_id;  /* 32 bit CAN_ID + EFF/RTR/ERR flags */
270             __u8    can_dlc; /* frame payload length in byte (0 .. 8) */
271             __u8    __pad;   /* padding */
272             __u8    __res0;  /* reserved / padding */
273             __u8    __res1;  /* reserved / padding */
274             __u8    data[8] __attribute__((aligned(8)));
275     };
276
277   The alignment of the (linear) payload data[] to a 64bit boundary
278   allows the user to define their own structs and unions to easily access
279   the CAN payload. There is no given byteorder on the CAN bus by
280   default. A read(2) system call on a CAN_RAW socket transfers a
281   struct can_frame to the user space.
282
283   The sockaddr_can structure has an interface index like the
284   PF_PACKET socket, that also binds to a specific interface:
285
286     struct sockaddr_can {
287             sa_family_t can_family;
288             int         can_ifindex;
289             union {
290                     /* transport protocol class address info (e.g. ISOTP) */
291                     struct { canid_t rx_id, tx_id; } tp;
292
293                     /* reserved for future CAN protocols address information */
294             } can_addr;
295     };
296
297   To determine the interface index an appropriate ioctl() has to
298   be used (example for CAN_RAW sockets without error checking):
299
300     int s;
301     struct sockaddr_can addr;
302     struct ifreq ifr;
303
304     s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);
305
306     strcpy(ifr.ifr_name, "can0" );
307     ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);
308
309     addr.can_family = AF_CAN;
310     addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
311
312     bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
313
314     (..)
315
316   To bind a socket to all(!) CAN interfaces the interface index must
317   be 0 (zero). In this case the socket receives CAN frames from every
318   enabled CAN interface. To determine the originating CAN interface
319   the system call recvfrom(2) may be used instead of read(2). To send
320   on a socket that is bound to 'any' interface sendto(2) is needed to
321   specify the outgoing interface.
322
323   Reading CAN frames from a bound CAN_RAW socket (see above) consists
324   of reading a struct can_frame:
325
326     struct can_frame frame;
327
328     nbytes = read(s, &frame, sizeof(struct can_frame));
329
330     if (nbytes < 0) {
331             perror("can raw socket read");
332             return 1;
333     }
334
335     /* paranoid check ... */
336     if (nbytes < sizeof(struct can_frame)) {
337             fprintf(stderr, "read: incomplete CAN frame\n");
338             return 1;
339     }
340
341     /* do something with the received CAN frame */
342
343   Writing CAN frames can be done similarly, with the write(2) system call:
344
345     nbytes = write(s, &frame, sizeof(struct can_frame));
346
347   When the CAN interface is bound to 'any' existing CAN interface
348   (addr.can_ifindex = 0) it is recommended to use recvfrom(2) if the
349   information about the originating CAN interface is needed:
350
351     struct sockaddr_can addr;
352     struct ifreq ifr;
353     socklen_t len = sizeof(addr);
354     struct can_frame frame;
355
356     nbytes = recvfrom(s, &frame, sizeof(struct can_frame),
357                       0, (struct sockaddr*)&addr, &len);
358
359     /* get interface name of the received CAN frame */
360     ifr.ifr_ifindex = addr.can_ifindex;
361     ioctl(s, SIOCGIFNAME, &ifr);
362     printf("Received a CAN frame from interface %s", ifr.ifr_name);
363
364   To write CAN frames on sockets bound to 'any' CAN interface the
365   outgoing interface has to be defined certainly.
366
367     strcpy(ifr.ifr_name, "can0");
368     ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);
369     addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
370     addr.can_family  = AF_CAN;
371
372     nbytes = sendto(s, &frame, sizeof(struct can_frame),
373                     0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
374
375   An accurate timestamp can be obtained with an ioctl(2) call after reading
376   a message from the socket:
377
378     struct timeval tv;
379     ioctl(s, SIOCGSTAMP, &tv);
380
381   The timestamp has a resolution of one microsecond and is set automatically
382   at the reception of a CAN frame.
383
384   Remark about CAN FD (flexible data rate) support:
385
386   Generally the handling of CAN FD is very similar to the formerly described
387   examples. The new CAN FD capable CAN controllers support two different
388   bitrates for the arbitration phase and the payload phase of the CAN FD frame
389   and up to 64 bytes of payload. This extended payload length breaks all the
390   kernel interfaces (ABI) which heavily rely on the CAN frame with fixed eight
391   bytes of payload (struct can_frame) like the CAN_RAW socket. Therefore e.g.
392   the CAN_RAW socket supports a new socket option CAN_RAW_FD_FRAMES that
393   switches the socket into a mode that allows the handling of CAN FD frames
394   and (legacy) CAN frames simultaneously (see section 4.1.5).
395
396   The struct canfd_frame is defined in include/linux/can.h:
397
398     struct canfd_frame {
399             canid_t can_id;  /* 32 bit CAN_ID + EFF/RTR/ERR flags */
400             __u8    len;     /* frame payload length in byte (0 .. 64) */
401             __u8    flags;   /* additional flags for CAN FD */
402             __u8    __res0;  /* reserved / padding */
403             __u8    __res1;  /* reserved / padding */
404             __u8    data[64] __attribute__((aligned(8)));
405     };
406
407   The struct canfd_frame and the existing struct can_frame have the can_id,
408   the payload length and the payload data at the same offset inside their
409   structures. This allows to handle the different structures very similar.
410   When the content of a struct can_frame is copied into a struct canfd_frame
411   all structure elements can be used as-is - only the data[] becomes extended.
412
413   When introducing the struct canfd_frame it turned out that the data length
414   code (DLC) of the struct can_frame was used as a length information as the
415   length and the DLC has a 1:1 mapping in the range of 0 .. 8. To preserve
416   the easy handling of the length information the canfd_frame.len element
417   contains a plain length value from 0 .. 64. So both canfd_frame.len and
418   can_frame.can_dlc are equal and contain a length information and no DLC.
419   For details about the distinction of CAN and CAN FD capable devices and
420   the mapping to the bus-relevant data length code (DLC), see chapter 6.6.
421
422   The length of the two CAN(FD) frame structures define the maximum transfer
423   unit (MTU) of the CAN(FD) network interface and skbuff data length. Two
424   definitions are specified for CAN specific MTUs in include/linux/can.h :
425
426   #define CAN_MTU   (sizeof(struct can_frame))   == 16  => 'legacy' CAN frame
427   #define CANFD_MTU (sizeof(struct canfd_frame)) == 72  => CAN FD frame
428
429   4.1 RAW protocol sockets with can_filters (SOCK_RAW)
430
431   Using CAN_RAW sockets is extensively comparable to the commonly
432   known access to CAN character devices. To meet the new possibilities
433   provided by the multi user SocketCAN approach, some reasonable
434   defaults are set at RAW socket binding time:
435
436   - The filters are set to exactly one filter receiving everything
437   - The socket only receives valid data frames (=> no error message frames)
438   - The loopback of sent CAN frames is enabled (see chapter 3.2)
439   - The socket does not receive its own sent frames (in loopback mode)
440
441   These default settings may be changed before or after binding the socket.
442   To use the referenced definitions of the socket options for CAN_RAW
443   sockets, include <linux/can/raw.h>.
444
445   4.1.1 RAW socket option CAN_RAW_FILTER
446
447   The reception of CAN frames using CAN_RAW sockets can be controlled
448   by defining 0 .. n filters with the CAN_RAW_FILTER socket option.
449
450   The CAN filter structure is defined in include/linux/can.h:
451
452     struct can_filter {
453             canid_t can_id;
454             canid_t can_mask;
455     };
456
457   A filter matches, when
458
459     <received_can_id> & mask == can_id & mask
460
461   which is analogous to known CAN controllers hardware filter semantics.
462   The filter can be inverted in this semantic, when the CAN_INV_FILTER
463   bit is set in can_id element of the can_filter structure. In
464   contrast to CAN controller hardware filters the user may set 0 .. n
465   receive filters for each open socket separately:
466
467     struct can_filter rfilter[2];
468
469     rfilter[0].can_id   = 0x123;
470     rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK;
471     rfilter[1].can_id   = 0x200;
472     rfilter[1].can_mask = 0x700;
473
474     setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));
475
476   To disable the reception of CAN frames on the selected CAN_RAW socket:
477
478     setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, NULL, 0);
479
480   To set the filters to zero filters is quite obsolete as to not read
481   data causes the raw socket to discard the received CAN frames. But
482   having this 'send only' use-case we may remove the receive list in the
483   Kernel to save a little (really a very little!) CPU usage.
484
485   4.1.1.1 CAN filter usage optimisation
486
487   The CAN filters are processed in per-device filter lists at CAN frame
488   reception time. To reduce the number of checks that need to be performed
489   while walking through the filter lists the CAN core provides an optimized
490   filter handling when the filter subscription focusses on a single CAN ID.
491
492   For the possible 2048 SFF CAN identifiers the identifier is used as an index
493   to access the corresponding subscription list without any further checks.
494   For the 2^29 possible EFF CAN identifiers a 10 bit XOR folding is used as
495   hash function to retrieve the EFF table index.
496
497   To benefit from the optimized filters for single CAN identifiers the
498   CAN_SFF_MASK or CAN_EFF_MASK have to be set into can_filter.mask together
499   with set CAN_EFF_FLAG and CAN_RTR_FLAG bits. A set CAN_EFF_FLAG bit in the
500   can_filter.mask makes clear that it matters whether a SFF or EFF CAN ID is
501   subscribed. E.g. in the example from above
502
503     rfilter[0].can_id   = 0x123;
504     rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK;
505
506   both SFF frames with CAN ID 0x123 and EFF frames with 0xXXXXX123 can pass.
507
508   To filter for only 0x123 (SFF) and 0x12345678 (EFF) CAN identifiers the
509   filter has to be defined in this way to benefit from the optimized filters:
510
511     struct can_filter rfilter[2];
512
513     rfilter[0].can_id   = 0x123;
514     rfilter[0].can_mask = (CAN_EFF_FLAG | CAN_RTR_FLAG | CAN_SFF_MASK);
515     rfilter[1].can_id   = 0x12345678 | CAN_EFF_FLAG;
516     rfilter[1].can_mask = (CAN_EFF_FLAG | CAN_RTR_FLAG | CAN_EFF_MASK);
517
518     setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));
519
520   4.1.2 RAW socket option CAN_RAW_ERR_FILTER
521
522   As described in chapter 3.3 the CAN interface driver can generate so
523   called Error Message Frames that can optionally be passed to the user
524   application in the same way as other CAN frames. The possible
525   errors are divided into different error classes that may be filtered
526   using the appropriate error mask. To register for every possible
527   error condition CAN_ERR_MASK can be used as value for the error mask.
528   The values for the error mask are defined in linux/can/error.h .
529
530     can_err_mask_t err_mask = ( CAN_ERR_TX_TIMEOUT | CAN_ERR_BUSOFF );
531
532     setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_ERR_FILTER,
533                &err_mask, sizeof(err_mask));
534
535   4.1.3 RAW socket option CAN_RAW_LOOPBACK
536
537   To meet multi user needs the local loopback is enabled by default
538   (see chapter 3.2 for details). But in some embedded use-cases
539   (e.g. when only one application uses the CAN bus) this loopback
540   functionality can be disabled (separately for each socket):
541
542     int loopback = 0; /* 0 = disabled, 1 = enabled (default) */
543
544     setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_LOOPBACK, &loopback, sizeof(loopback));
545
546   4.1.4 RAW socket option CAN_RAW_RECV_OWN_MSGS
547
548   When the local loopback is enabled, all the sent CAN frames are
549   looped back to the open CAN sockets that registered for the CAN
550   frames' CAN-ID on this given interface to meet the multi user
551   needs. The reception of the CAN frames on the same socket that was
552   sending the CAN frame is assumed to be unwanted and therefore
553   disabled by default. This default behaviour may be changed on
554   demand:
555
556     int recv_own_msgs = 1; /* 0 = disabled (default), 1 = enabled */
557
558     setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_RECV_OWN_MSGS,
559                &recv_own_msgs, sizeof(recv_own_msgs));
560
561   4.1.5 RAW socket option CAN_RAW_FD_FRAMES
562
563   CAN FD support in CAN_RAW sockets can be enabled with a new socket option
564   CAN_RAW_FD_FRAMES which is off by default. When the new socket option is
565   not supported by the CAN_RAW socket (e.g. on older kernels), switching the
566   CAN_RAW_FD_FRAMES option returns the error -ENOPROTOOPT.
567
568   Once CAN_RAW_FD_FRAMES is enabled the application can send both CAN frames
569   and CAN FD frames. OTOH the application has to handle CAN and CAN FD frames
570   when reading from the socket.
571
572     CAN_RAW_FD_FRAMES enabled:  CAN_MTU and CANFD_MTU are allowed
573     CAN_RAW_FD_FRAMES disabled: only CAN_MTU is allowed (default)
574
575   Example:
576     [ remember: CANFD_MTU == sizeof(struct canfd_frame) ]
577
578     struct canfd_frame cfd;
579
580     nbytes = read(s, &cfd, CANFD_MTU);
581
582     if (nbytes == CANFD_MTU) {
583             printf("got CAN FD frame with length %d\n", cfd.len);
584             /* cfd.flags contains valid data */
585     } else if (nbytes == CAN_MTU) {
586             printf("got legacy CAN frame with length %d\n", cfd.len);
587             /* cfd.flags is undefined */
588     } else {
589             fprintf(stderr, "read: invalid CAN(FD) frame\n");
590             return 1;
591     }
592
593     /* the content can be handled independently from the received MTU size */
594
595     printf("can_id: %X data length: %d data: ", cfd.can_id, cfd.len);
596     for (i = 0; i < cfd.len; i++)
597             printf("%02X ", cfd.data[i]);
598
599   When reading with size CANFD_MTU only returns CAN_MTU bytes that have
600   been received from the socket a legacy CAN frame has been read into the
601   provided CAN FD structure. Note that the canfd_frame.flags data field is
602   not specified in the struct can_frame and therefore it is only valid in
603   CANFD_MTU sized CAN FD frames.
604
605   Implementation hint for new CAN applications:
606
607   To build a CAN FD aware application use struct canfd_frame as basic CAN
608   data structure for CAN_RAW based applications. When the application is
609   executed on an older Linux kernel and switching the CAN_RAW_FD_FRAMES
610   socket option returns an error: No problem. You'll get legacy CAN frames
611   or CAN FD frames and can process them the same way.
612
613   When sending to CAN devices make sure that the device is capable to handle
614   CAN FD frames by checking if the device maximum transfer unit is CANFD_MTU.
615   The CAN device MTU can be retrieved e.g. with a SIOCGIFMTU ioctl() syscall.
616
617   4.1.6 RAW socket option CAN_RAW_JOIN_FILTERS
618
619   The CAN_RAW socket can set multiple CAN identifier specific filters that
620   lead to multiple filters in the af_can.c filter processing. These filters
621   are indenpendent from each other which leads to logical OR'ed filters when
622   applied (see 4.1.1).
623
624   This socket option joines the given CAN filters in the way that only CAN
625   frames are passed to user space that matched *all* given CAN filters. The
626   semantic for the applied filters is therefore changed to a logical AND.
627
628   This is useful especially when the filterset is a combination of filters
629   where the CAN_INV_FILTER flag is set in order to notch single CAN IDs or
630   CAN ID ranges from the incoming traffic.
631
632   4.1.7 RAW socket returned message flags
633
634   When using recvmsg() call, the msg->msg_flags may contain following flags:
635
636     MSG_DONTROUTE: set when the received frame was created on the local host.
637
638     MSG_CONFIRM: set when the frame was sent via the socket it is received on.
639       This flag can be interpreted as a 'transmission confirmation' when the
640       CAN driver supports the echo of frames on driver level, see 3.2 and 6.2.
641       In order to receive such messages, CAN_RAW_RECV_OWN_MSGS must be set.
642
643   4.2 Broadcast Manager protocol sockets (SOCK_DGRAM)
644
645   The Broadcast Manager protocol provides a command based configuration
646   interface to filter and send (e.g. cyclic) CAN messages in kernel space.
647
648   Receive filters can be used to down sample frequent messages; detect events
649   such as message contents changes, packet length changes, and do time-out
650   monitoring of received messages.
651
652   Periodic transmission tasks of CAN frames or a sequence of CAN frames can be
653   created and modified at runtime; both the message content and the two
654   possible transmit intervals can be altered.
655
656   A BCM socket is not intended for sending individual CAN frames using the
657   struct can_frame as known from the CAN_RAW socket. Instead a special BCM
658   configuration message is defined. The basic BCM configuration message used
659   to communicate with the broadcast manager and the available operations are
660   defined in the linux/can/bcm.h include. The BCM message consists of a
661   message header with a command ('opcode') followed by zero or more CAN frames.
662   The broadcast manager sends responses to user space in the same form:
663
664     struct bcm_msg_head {
665             __u32 opcode;                   /* command */
666             __u32 flags;                    /* special flags */
667             __u32 count;                    /* run 'count' times with ival1 */
668             struct timeval ival1, ival2;    /* count and subsequent interval */
669             canid_t can_id;                 /* unique can_id for task */
670             __u32 nframes;                  /* number of can_frames following */
671             struct can_frame frames[0];
672     };
673
674   The aligned payload 'frames' uses the same basic CAN frame structure defined
675   at the beginning of section 4 and in the include/linux/can.h include. All
676   messages to the broadcast manager from user space have this structure.
677
678   Note a CAN_BCM socket must be connected instead of bound after socket
679   creation (example without error checking):
680
681     int s;
682     struct sockaddr_can addr;
683     struct ifreq ifr;
684
685     s = socket(PF_CAN, SOCK_DGRAM, CAN_BCM);
686
687     strcpy(ifr.ifr_name, "can0");
688     ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);
689
690     addr.can_family = AF_CAN;
691     addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
692
693     connect(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
694
695     (..)
696
697   The broadcast manager socket is able to handle any number of in flight
698   transmissions or receive filters concurrently. The different RX/TX jobs are
699   distinguished by the unique can_id in each BCM message. However additional
700   CAN_BCM sockets are recommended to communicate on multiple CAN interfaces.
701   When the broadcast manager socket is bound to 'any' CAN interface (=> the
702   interface index is set to zero) the configured receive filters apply to any
703   CAN interface unless the sendto() syscall is used to overrule the 'any' CAN
704   interface index. When using recvfrom() instead of read() to retrieve BCM
705   socket messages the originating CAN interface is provided in can_ifindex.
706
707   4.2.1 Broadcast Manager operations
708
709   The opcode defines the operation for the broadcast manager to carry out,
710   or details the broadcast managers response to several events, including
711   user requests.
712
713   Transmit Operations (user space to broadcast manager):
714
715     TX_SETUP:   Create (cyclic) transmission task.
716
717     TX_DELETE:  Remove (cyclic) transmission task, requires only can_id.
718
719     TX_READ:    Read properties of (cyclic) transmission task for can_id.
720
721     TX_SEND:    Send one CAN frame.
722
723   Transmit Responses (broadcast manager to user space):
724
725     TX_STATUS:  Reply to TX_READ request (transmission task configuration).
726
727     TX_EXPIRED: Notification when counter finishes sending at initial interval
728       'ival1'. Requires the TX_COUNTEVT flag to be set at TX_SETUP.
729
730   Receive Operations (user space to broadcast manager):
731
732     RX_SETUP:   Create RX content filter subscription.
733
734     RX_DELETE:  Remove RX content filter subscription, requires only can_id.
735
736     RX_READ:    Read properties of RX content filter subscription for can_id.
737
738   Receive Responses (broadcast manager to user space):
739
740     RX_STATUS:  Reply to RX_READ request (filter task configuration).
741
742     RX_TIMEOUT: Cyclic message is detected to be absent (timer ival1 expired).
743
744     RX_CHANGED: BCM message with updated CAN frame (detected content change).
745       Sent on first message received or on receipt of revised CAN messages.
746
747   4.2.2 Broadcast Manager message flags
748
749   When sending a message to the broadcast manager the 'flags' element may
750   contain the following flag definitions which influence the behaviour:
751
752     SETTIMER:           Set the values of ival1, ival2 and count
753
754     STARTTIMER:         Start the timer with the actual values of ival1, ival2
755       and count. Starting the timer leads simultaneously to emit a CAN frame.
756
757     TX_COUNTEVT:        Create the message TX_EXPIRED when count expires
758
759     TX_ANNOUNCE:        A change of data by the process is emitted immediately.
760
761     TX_CP_CAN_ID:       Copies the can_id from the message header to each
762       subsequent frame in frames. This is intended as usage simplification. For
763       TX tasks the unique can_id from the message header may differ from the
764       can_id(s) stored for transmission in the subsequent struct can_frame(s).
765
766     RX_FILTER_ID:       Filter by can_id alone, no frames required (nframes=0).
767
768     RX_CHECK_DLC:       A change of the DLC leads to an RX_CHANGED.
769
770     RX_NO_AUTOTIMER:    Prevent automatically starting the timeout monitor.
771
772     RX_ANNOUNCE_RESUME: If passed at RX_SETUP and a receive timeout occurred, a
773       RX_CHANGED message will be generated when the (cyclic) receive restarts.
774
775     TX_RESET_MULTI_IDX: Reset the index for the multiple frame transmission.
776
777     RX_RTR_FRAME:       Send reply for RTR-request (placed in op->frames[0]).
778
779   4.2.3 Broadcast Manager transmission timers
780
781   Periodic transmission configurations may use up to two interval timers.
782   In this case the BCM sends a number of messages ('count') at an interval
783   'ival1', then continuing to send at another given interval 'ival2'. When
784   only one timer is needed 'count' is set to zero and only 'ival2' is used.
785   When SET_TIMER and START_TIMER flag were set the timers are activated.
786   The timer values can be altered at runtime when only SET_TIMER is set.
787
788   4.2.4 Broadcast Manager message sequence transmission
789
790   Up to 256 CAN frames can be transmitted in a sequence in the case of a cyclic
791   TX task configuration. The number of CAN frames is provided in the 'nframes'
792   element of the BCM message head. The defined number of CAN frames are added
793   as array to the TX_SETUP BCM configuration message.
794
795     /* create a struct to set up a sequence of four CAN frames */
796     struct {
797             struct bcm_msg_head msg_head;
798             struct can_frame frame[4];
799     } mytxmsg;
800
801     (..)
802     mytxmsg.nframes = 4;
803     (..)
804
805     write(s, &mytxmsg, sizeof(mytxmsg));
806
807   With every transmission the index in the array of CAN frames is increased
808   and set to zero at index overflow.
809
810   4.2.5 Broadcast Manager receive filter timers
811
812   The timer values ival1 or ival2 may be set to non-zero values at RX_SETUP.
813   When the SET_TIMER flag is set the timers are enabled:
814
815   ival1: Send RX_TIMEOUT when a received message is not received again within
816     the given time. When START_TIMER is set at RX_SETUP the timeout detection
817     is activated directly - even without a former CAN frame reception.
818
819   ival2: Throttle the received message rate down to the value of ival2. This
820     is useful to reduce messages for the application when the signal inside the
821     CAN frame is stateless as state changes within the ival2 periode may get
822     lost.
823
824   4.2.6 Broadcast Manager multiplex message receive filter
825
826   To filter for content changes in multiplex message sequences an array of more
827   than one CAN frames can be passed in a RX_SETUP configuration message. The
828   data bytes of the first CAN frame contain the mask of relevant bits that
829   have to match in the subsequent CAN frames with the received CAN frame.
830   If one of the subsequent CAN frames is matching the bits in that frame data
831   mark the relevant content to be compared with the previous received content.
832   Up to 257 CAN frames (multiplex filter bit mask CAN frame plus 256 CAN
833   filters) can be added as array to the TX_SETUP BCM configuration message.
834
835     /* usually used to clear CAN frame data[] - beware of endian problems! */
836     #define U64_DATA(p) (*(unsigned long long*)(p)->data)
837
838     struct {
839             struct bcm_msg_head msg_head;
840             struct can_frame frame[5];
841     } msg;
842
843     msg.msg_head.opcode  = RX_SETUP;
844     msg.msg_head.can_id  = 0x42;
845     msg.msg_head.flags   = 0;
846     msg.msg_head.nframes = 5;
847     U64_DATA(&msg.frame[0]) = 0xFF00000000000000ULL; /* MUX mask */
848     U64_DATA(&msg.frame[1]) = 0x01000000000000FFULL; /* data mask (MUX 0x01) */
849     U64_DATA(&msg.frame[2]) = 0x0200FFFF000000FFULL; /* data mask (MUX 0x02) */
850     U64_DATA(&msg.frame[3]) = 0x330000FFFFFF0003ULL; /* data mask (MUX 0x33) */
851     U64_DATA(&msg.frame[4]) = 0x4F07FC0FF0000000ULL; /* data mask (MUX 0x4F) */
852
853     write(s, &msg, sizeof(msg));
854
855   4.3 connected transport protocols (SOCK_SEQPACKET)
856   4.4 unconnected transport protocols (SOCK_DGRAM)
857
858
859 5. SocketCAN core module
860 -------------------------
861
862   The SocketCAN core module implements the protocol family
863   PF_CAN. CAN protocol modules are loaded by the core module at
864   runtime. The core module provides an interface for CAN protocol
865   modules to subscribe needed CAN IDs (see chapter 3.1).
866
867   5.1 can.ko module params
868
869   - stats_timer: To calculate the SocketCAN core statistics
870     (e.g. current/maximum frames per second) this 1 second timer is
871     invoked at can.ko module start time by default. This timer can be
872     disabled by using stattimer=0 on the module commandline.
873
874   - debug: (removed since SocketCAN SVN r546)
875
876   5.2 procfs content
877
878   As described in chapter 3.1 the SocketCAN core uses several filter
879   lists to deliver received CAN frames to CAN protocol modules. These
880   receive lists, their filters and the count of filter matches can be
881   checked in the appropriate receive list. All entries contain the
882   device and a protocol module identifier:
883
884     foo@bar:~$ cat /proc/net/can/rcvlist_all
885
886     receive list 'rx_all':
887       (vcan3: no entry)
888       (vcan2: no entry)
889       (vcan1: no entry)
890       device   can_id   can_mask  function  userdata   matches  ident
891        vcan0     000    00000000  f88e6370  f6c6f400         0  raw
892       (any: no entry)
893
894   In this example an application requests any CAN traffic from vcan0.
895
896     rcvlist_all - list for unfiltered entries (no filter operations)
897     rcvlist_eff - list for single extended frame (EFF) entries
898     rcvlist_err - list for error message frames masks
899     rcvlist_fil - list for mask/value filters
900     rcvlist_inv - list for mask/value filters (inverse semantic)
901     rcvlist_sff - list for single standard frame (SFF) entries
902
903   Additional procfs files in /proc/net/can
904
905     stats       - SocketCAN core statistics (rx/tx frames, match ratios, ...)
906     reset_stats - manual statistic reset
907     version     - prints the SocketCAN core version and the ABI version
908
909   5.3 writing own CAN protocol modules
910
911   To implement a new protocol in the protocol family PF_CAN a new
912   protocol has to be defined in include/linux/can.h .
913   The prototypes and definitions to use the SocketCAN core can be
914   accessed by including include/linux/can/core.h .
915   In addition to functions that register the CAN protocol and the
916   CAN device notifier chain there are functions to subscribe CAN
917   frames received by CAN interfaces and to send CAN frames:
918
919     can_rx_register   - subscribe CAN frames from a specific interface
920     can_rx_unregister - unsubscribe CAN frames from a specific interface
921     can_send          - transmit a CAN frame (optional with local loopback)
922
923   For details see the kerneldoc documentation in net/can/af_can.c or
924   the source code of net/can/raw.c or net/can/bcm.c .
925
926 6. CAN network drivers
927 ----------------------
928
929   Writing a CAN network device driver is much easier than writing a
930   CAN character device driver. Similar to other known network device
931   drivers you mainly have to deal with:
932
933   - TX: Put the CAN frame from the socket buffer to the CAN controller.
934   - RX: Put the CAN frame from the CAN controller to the socket buffer.
935
936   See e.g. at Documentation/networking/netdevices.txt . The differences
937   for writing CAN network device driver are described below:
938
939   6.1 general settings
940
941     dev->type  = ARPHRD_CAN; /* the netdevice hardware type */
942     dev->flags = IFF_NOARP;  /* CAN has no arp */
943
944     dev->mtu = CAN_MTU; /* sizeof(struct can_frame) -> legacy CAN interface */
945
946     or alternative, when the controller supports CAN with flexible data rate:
947     dev->mtu = CANFD_MTU; /* sizeof(struct canfd_frame) -> CAN FD interface */
948
949   The struct can_frame or struct canfd_frame is the payload of each socket
950   buffer (skbuff) in the protocol family PF_CAN.
951
952   6.2 local loopback of sent frames
953
954   As described in chapter 3.2 the CAN network device driver should
955   support a local loopback functionality similar to the local echo
956   e.g. of tty devices. In this case the driver flag IFF_ECHO has to be
957   set to prevent the PF_CAN core from locally echoing sent frames
958   (aka loopback) as fallback solution:
959
960     dev->flags = (IFF_NOARP | IFF_ECHO);
961
962   6.3 CAN controller hardware filters
963
964   To reduce the interrupt load on deep embedded systems some CAN
965   controllers support the filtering of CAN IDs or ranges of CAN IDs.
966   These hardware filter capabilities vary from controller to
967   controller and have to be identified as not feasible in a multi-user
968   networking approach. The use of the very controller specific
969   hardware filters could make sense in a very dedicated use-case, as a
970   filter on driver level would affect all users in the multi-user
971   system. The high efficient filter sets inside the PF_CAN core allow
972   to set different multiple filters for each socket separately.
973   Therefore the use of hardware filters goes to the category 'handmade
974   tuning on deep embedded systems'. The author is running a MPC603e
975   @133MHz with four SJA1000 CAN controllers from 2002 under heavy bus
976   load without any problems ...
977
978   6.4 The virtual CAN driver (vcan)
979
980   Similar to the network loopback devices, vcan offers a virtual local
981   CAN interface. A full qualified address on CAN consists of
982
983   - a unique CAN Identifier (CAN ID)
984   - the CAN bus this CAN ID is transmitted on (e.g. can0)
985
986   so in common use cases more than one virtual CAN interface is needed.
987
988   The virtual CAN interfaces allow the transmission and reception of CAN
989   frames without real CAN controller hardware. Virtual CAN network
990   devices are usually named 'vcanX', like vcan0 vcan1 vcan2 ...
991   When compiled as a module the virtual CAN driver module is called vcan.ko
992
993   Since Linux Kernel version 2.6.24 the vcan driver supports the Kernel
994   netlink interface to create vcan network devices. The creation and
995   removal of vcan network devices can be managed with the ip(8) tool:
996
997   - Create a virtual CAN network interface:
998        $ ip link add type vcan
999
1000   - Create a virtual CAN network interface with a specific name 'vcan42':
1001        $ ip link add dev vcan42 type vcan
1002
1003   - Remove a (virtual CAN) network interface 'vcan42':
1004        $ ip link del vcan42
1005
1006   6.5 The CAN network device driver interface
1007
1008   The CAN network device driver interface provides a generic interface
1009   to setup, configure and monitor CAN network devices. The user can then
1010   configure the CAN device, like setting the bit-timing parameters, via
1011   the netlink interface using the program "ip" from the "IPROUTE2"
1012   utility suite. The following chapter describes briefly how to use it.
1013   Furthermore, the interface uses a common data structure and exports a
1014   set of common functions, which all real CAN network device drivers
1015   should use. Please have a look to the SJA1000 or MSCAN driver to
1016   understand how to use them. The name of the module is can-dev.ko.
1017
1018   6.5.1 Netlink interface to set/get devices properties
1019
1020   The CAN device must be configured via netlink interface. The supported
1021   netlink message types are defined and briefly described in
1022   "include/linux/can/netlink.h". CAN link support for the program "ip"
1023   of the IPROUTE2 utility suite is available and it can be used as shown
1024   below:
1025
1026   - Setting CAN device properties:
1027
1028     $ ip link set can0 type can help
1029     Usage: ip link set DEVICE type can
1030         [ bitrate BITRATE [ sample-point SAMPLE-POINT] ] |
1031         [ tq TQ prop-seg PROP_SEG phase-seg1 PHASE-SEG1
1032           phase-seg2 PHASE-SEG2 [ sjw SJW ] ]
1033
1034         [ dbitrate BITRATE [ dsample-point SAMPLE-POINT] ] |
1035         [ dtq TQ dprop-seg PROP_SEG dphase-seg1 PHASE-SEG1
1036           dphase-seg2 PHASE-SEG2 [ dsjw SJW ] ]
1037
1038         [ loopback { on | off } ]
1039         [ listen-only { on | off } ]
1040         [ triple-sampling { on | off } ]
1041         [ one-shot { on | off } ]
1042         [ berr-reporting { on | off } ]
1043         [ fd { on | off } ]
1044         [ fd-non-iso { on | off } ]
1045         [ presume-ack { on | off } ]
1046
1047         [ restart-ms TIME-MS ]
1048         [ restart ]
1049
1050         Where: BITRATE       := { 1..1000000 }
1051                SAMPLE-POINT  := { 0.000..0.999 }
1052                TQ            := { NUMBER }
1053                PROP-SEG      := { 1..8 }
1054                PHASE-SEG1    := { 1..8 }
1055                PHASE-SEG2    := { 1..8 }
1056                SJW           := { 1..4 }
1057                RESTART-MS    := { 0 | NUMBER }
1058
1059   - Display CAN device details and statistics:
1060
1061     $ ip -details -statistics link show can0
1062     2: can0: <NOARP,UP,LOWER_UP,ECHO> mtu 16 qdisc pfifo_fast state UP qlen 10
1063       link/can
1064       can <TRIPLE-SAMPLING> state ERROR-ACTIVE restart-ms 100
1065       bitrate 125000 sample_point 0.875
1066       tq 125 prop-seg 6 phase-seg1 7 phase-seg2 2 sjw 1
1067       sja1000: tseg1 1..16 tseg2 1..8 sjw 1..4 brp 1..64 brp-inc 1
1068       clock 8000000
1069       re-started bus-errors arbit-lost error-warn error-pass bus-off
1070       41         17457      0          41         42         41
1071       RX: bytes  packets  errors  dropped overrun mcast
1072       140859     17608    17457   0       0       0
1073       TX: bytes  packets  errors  dropped carrier collsns
1074       861        112      0       41      0       0
1075
1076   More info to the above output:
1077
1078     "<TRIPLE-SAMPLING>"
1079         Shows the list of selected CAN controller modes: LOOPBACK,
1080         LISTEN-ONLY, or TRIPLE-SAMPLING.
1081
1082     "state ERROR-ACTIVE"
1083         The current state of the CAN controller: "ERROR-ACTIVE",
1084         "ERROR-WARNING", "ERROR-PASSIVE", "BUS-OFF" or "STOPPED"
1085
1086     "restart-ms 100"
1087         Automatic restart delay time. If set to a non-zero value, a
1088         restart of the CAN controller will be triggered automatically
1089         in case of a bus-off condition after the specified delay time
1090         in milliseconds. By default it's off.
1091
1092     "bitrate 125000 sample-point 0.875"
1093         Shows the real bit-rate in bits/sec and the sample-point in the
1094         range 0.000..0.999. If the calculation of bit-timing parameters
1095         is enabled in the kernel (CONFIG_CAN_CALC_BITTIMING=y), the
1096         bit-timing can be defined by setting the "bitrate" argument.
1097         Optionally the "sample-point" can be specified. By default it's
1098         0.000 assuming CIA-recommended sample-points.
1099
1100     "tq 125 prop-seg 6 phase-seg1 7 phase-seg2 2 sjw 1"
1101         Shows the time quanta in ns, propagation segment, phase buffer
1102         segment 1 and 2 and the synchronisation jump width in units of
1103         tq. They allow to define the CAN bit-timing in a hardware
1104         independent format as proposed by the Bosch CAN 2.0 spec (see
1105         chapter 8 of http://www.semiconductors.bosch.de/pdf/can2spec.pdf).
1106
1107     "sja1000: tseg1 1..16 tseg2 1..8 sjw 1..4 brp 1..64 brp-inc 1
1108      clock 8000000"
1109         Shows the bit-timing constants of the CAN controller, here the
1110         "sja1000". The minimum and maximum values of the time segment 1
1111         and 2, the synchronisation jump width in units of tq, the
1112         bitrate pre-scaler and the CAN system clock frequency in Hz.
1113         These constants could be used for user-defined (non-standard)
1114         bit-timing calculation algorithms in user-space.
1115
1116     "re-started bus-errors arbit-lost error-warn error-pass bus-off"
1117         Shows the number of restarts, bus and arbitration lost errors,
1118         and the state changes to the error-warning, error-passive and
1119         bus-off state. RX overrun errors are listed in the "overrun"
1120         field of the standard network statistics.
1121
1122   6.5.2 Setting the CAN bit-timing
1123
1124   The CAN bit-timing parameters can always be defined in a hardware
1125   independent format as proposed in the Bosch CAN 2.0 specification
1126   specifying the arguments "tq", "prop_seg", "phase_seg1", "phase_seg2"
1127   and "sjw":
1128
1129     $ ip link set canX type can tq 125 prop-seg 6 \
1130                                 phase-seg1 7 phase-seg2 2 sjw 1
1131
1132   If the kernel option CONFIG_CAN_CALC_BITTIMING is enabled, CIA
1133   recommended CAN bit-timing parameters will be calculated if the bit-
1134   rate is specified with the argument "bitrate":
1135
1136     $ ip link set canX type can bitrate 125000
1137
1138   Note that this works fine for the most common CAN controllers with
1139   standard bit-rates but may *fail* for exotic bit-rates or CAN system
1140   clock frequencies. Disabling CONFIG_CAN_CALC_BITTIMING saves some
1141   space and allows user-space tools to solely determine and set the
1142   bit-timing parameters. The CAN controller specific bit-timing
1143   constants can be used for that purpose. They are listed by the
1144   following command:
1145
1146     $ ip -details link show can0
1147     ...
1148       sja1000: clock 8000000 tseg1 1..16 tseg2 1..8 sjw 1..4 brp 1..64 brp-inc 1
1149
1150   6.5.3 Starting and stopping the CAN network device
1151
1152   A CAN network device is started or stopped as usual with the command
1153   "ifconfig canX up/down" or "ip link set canX up/down". Be aware that
1154   you *must* define proper bit-timing parameters for real CAN devices
1155   before you can start it to avoid error-prone default settings:
1156
1157     $ ip link set canX up type can bitrate 125000
1158
1159   A device may enter the "bus-off" state if too many errors occurred on
1160   the CAN bus. Then no more messages are received or sent. An automatic
1161   bus-off recovery can be enabled by setting the "restart-ms" to a
1162   non-zero value, e.g.:
1163
1164     $ ip link set canX type can restart-ms 100
1165
1166   Alternatively, the application may realize the "bus-off" condition
1167   by monitoring CAN error message frames and do a restart when
1168   appropriate with the command:
1169
1170     $ ip link set canX type can restart
1171
1172   Note that a restart will also create a CAN error message frame (see
1173   also chapter 3.3).
1174
1175   6.6 CAN FD (flexible data rate) driver support
1176
1177   CAN FD capable CAN controllers support two different bitrates for the
1178   arbitration phase and the payload phase of the CAN FD frame. Therefore a
1179   second bit timing has to be specified in order to enable the CAN FD bitrate.
1180
1181   Additionally CAN FD capable CAN controllers support up to 64 bytes of
1182   payload. The representation of this length in can_frame.can_dlc and
1183   canfd_frame.len for userspace applications and inside the Linux network
1184   layer is a plain value from 0 .. 64 instead of the CAN 'data length code'.
1185   The data length code was a 1:1 mapping to the payload length in the legacy
1186   CAN frames anyway. The payload length to the bus-relevant DLC mapping is
1187   only performed inside the CAN drivers, preferably with the helper
1188   functions can_dlc2len() and can_len2dlc().
1189
1190   The CAN netdevice driver capabilities can be distinguished by the network
1191   devices maximum transfer unit (MTU):
1192
1193   MTU = 16 (CAN_MTU)   => sizeof(struct can_frame)   => 'legacy' CAN device
1194   MTU = 72 (CANFD_MTU) => sizeof(struct canfd_frame) => CAN FD capable device
1195
1196   The CAN device MTU can be retrieved e.g. with a SIOCGIFMTU ioctl() syscall.
1197   N.B. CAN FD capable devices can also handle and send legacy CAN frames.
1198
1199   When configuring CAN FD capable CAN controllers an additional 'data' bitrate
1200   has to be set. This bitrate for the data phase of the CAN FD frame has to be
1201   at least the bitrate which was configured for the arbitration phase. This
1202   second bitrate is specified analogue to the first bitrate but the bitrate
1203   setting keywords for the 'data' bitrate start with 'd' e.g. dbitrate,
1204   dsample-point, dsjw or dtq and similar settings. When a data bitrate is set
1205   within the configuration process the controller option "fd on" can be
1206   specified to enable the CAN FD mode in the CAN controller. This controller
1207   option also switches the device MTU to 72 (CANFD_MTU).
1208
1209   The first CAN FD specification presented as whitepaper at the International
1210   CAN Conference 2012 needed to be improved for data integrity reasons.
1211   Therefore two CAN FD implementations have to be distinguished today:
1212
1213   - ISO compliant:     The ISO 11898-1:2015 CAN FD implementation (default)
1214   - non-ISO compliant: The CAN FD implementation following the 2012 whitepaper
1215
1216   Finally there are three types of CAN FD controllers:
1217
1218   1. ISO compliant (fixed)
1219   2. non-ISO compliant (fixed, like the M_CAN IP core v3.0.1 in m_can.c)
1220   3. ISO/non-ISO CAN FD controllers (switchable, like the PEAK PCAN-USB FD)
1221
1222   The current ISO/non-ISO mode is announced by the CAN controller driver via
1223   netlink and displayed by the 'ip' tool (controller option FD-NON-ISO).
1224   The ISO/non-ISO-mode can be altered by setting 'fd-non-iso {on|off}' for
1225   switchable CAN FD controllers only.
1226
1227   Example configuring 500 kbit/s arbitration bitrate and 4 Mbit/s data bitrate:
1228
1229     $ ip link set can0 up type can bitrate 500000 sample-point 0.75 \
1230                                    dbitrate 4000000 dsample-point 0.8 fd on
1231     $ ip -details link show can0
1232     5: can0: <NOARP,UP,LOWER_UP,ECHO> mtu 72 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN \
1233              mode DEFAULT group default qlen 10
1234     link/can  promiscuity 0
1235     can <FD> state ERROR-ACTIVE (berr-counter tx 0 rx 0) restart-ms 0
1236           bitrate 500000 sample-point 0.750
1237           tq 50 prop-seg 14 phase-seg1 15 phase-seg2 10 sjw 1
1238           pcan_usb_pro_fd: tseg1 1..64 tseg2 1..16 sjw 1..16 brp 1..1024 \
1239           brp-inc 1
1240           dbitrate 4000000 dsample-point 0.800
1241           dtq 12 dprop-seg 7 dphase-seg1 8 dphase-seg2 4 dsjw 1
1242           pcan_usb_pro_fd: dtseg1 1..16 dtseg2 1..8 dsjw 1..4 dbrp 1..1024 \
1243           dbrp-inc 1
1244           clock 80000000
1245
1246   Example when 'fd-non-iso on' is added on this switchable CAN FD adapter:
1247    can <FD,FD-NON-ISO> state ERROR-ACTIVE (berr-counter tx 0 rx 0) restart-ms 0
1248
1249   6.7 Supported CAN hardware
1250
1251   Please check the "Kconfig" file in "drivers/net/can" to get an actual
1252   list of the support CAN hardware. On the SocketCAN project website
1253   (see chapter 7) there might be further drivers available, also for
1254   older kernel versions.
1255
1256 7. SocketCAN resources
1257 -----------------------
1258
1259   The Linux CAN / SocketCAN project resources (project site / mailing list)
1260   are referenced in the MAINTAINERS file in the Linux source tree.
1261   Search for CAN NETWORK [LAYERS|DRIVERS].
1262
1263 8. Credits
1264 ----------
1265
1266   Oliver Hartkopp (PF_CAN core, filters, drivers, bcm, SJA1000 driver)
1267   Urs Thuermann (PF_CAN core, kernel integration, socket interfaces, raw, vcan)
1268   Jan Kizka (RT-SocketCAN core, Socket-API reconciliation)
1269   Wolfgang Grandegger (RT-SocketCAN core & drivers, Raw Socket-API reviews,
1270                        CAN device driver interface, MSCAN driver)
1271   Robert Schwebel (design reviews, PTXdist integration)
1272   Marc Kleine-Budde (design reviews, Kernel 2.6 cleanups, drivers)
1273   Benedikt Spranger (reviews)
1274   Thomas Gleixner (LKML reviews, coding style, posting hints)
1275   Andrey Volkov (kernel subtree structure, ioctls, MSCAN driver)
1276   Matthias Brukner (first SJA1000 CAN netdevice implementation Q2/2003)
1277   Klaus Hitschler (PEAK driver integration)
1278   Uwe Koppe (CAN netdevices with PF_PACKET approach)
1279   Michael Schulze (driver layer loopback requirement, RT CAN drivers review)
1280   Pavel Pisa (Bit-timing calculation)
1281   Sascha Hauer (SJA1000 platform driver)
1282   Sebastian Haas (SJA1000 EMS PCI driver)
1283   Markus Plessing (SJA1000 EMS PCI driver)
1284   Per Dalen (SJA1000 Kvaser PCI driver)
1285   Sam Ravnborg (reviews, coding style, kbuild help)