can: esd_usb: Add support for esd CAN-USB/3
authorFrank Jungclaus <frank.jungclaus@esd.eu>
Fri, 28 Jul 2023 15:08:57 +0000 (17:08 +0200)
committerMarc Kleine-Budde <mkl@pengutronix.de>
Thu, 3 Aug 2023 07:24:30 +0000 (09:24 +0200)
Add support for esd CAN-USB/3 and CAN FD to esd_usb.c.

Signed-off-by: Frank Jungclaus <frank.jungclaus@esd.eu>
Reviewed-by: Simon Horman <horms@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/all/20230728150857.2374886-2-frank.jungclaus@esd.eu
Signed-off-by: Marc Kleine-Budde <mkl@pengutronix.de>
drivers/net/can/usb/esd_usb.c

index 6201637..41a0e42 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
 /*
- * CAN driver for esd electronics gmbh CAN-USB/2 and CAN-USB/Micro
+ * CAN driver for esd electronics gmbh CAN-USB/2, CAN-USB/3 and CAN-USB/Micro
  *
  * Copyright (C) 2010-2012 esd electronic system design gmbh, Matthias Fuchs <socketcan@esd.eu>
  * Copyright (C) 2022-2023 esd electronics gmbh, Frank Jungclaus <frank.jungclaus@esd.eu>
 
 MODULE_AUTHOR("Matthias Fuchs <socketcan@esd.eu>");
 MODULE_AUTHOR("Frank Jungclaus <frank.jungclaus@esd.eu>");
-MODULE_DESCRIPTION("CAN driver for esd electronics gmbh CAN-USB/2 and CAN-USB/Micro interfaces");
+MODULE_DESCRIPTION("CAN driver for esd electronics gmbh CAN-USB/2, CAN-USB/3 and CAN-USB/Micro interfaces");
 MODULE_LICENSE("GPL v2");
 
 /* USB vendor and product ID */
 #define ESD_USB_ESDGMBH_VENDOR_ID      0x0ab4
 #define ESD_USB_CANUSB2_PRODUCT_ID     0x0010
 #define ESD_USB_CANUSBM_PRODUCT_ID     0x0011
+#define ESD_USB_CANUSB3_PRODUCT_ID     0x0014
 
 /* CAN controller clock frequencies */
 #define ESD_USB_2_CAN_CLOCK    (60 * MEGA) /* Hz */
 #define ESD_USB_M_CAN_CLOCK    (36 * MEGA) /* Hz */
+#define ESD_USB_3_CAN_CLOCK    (80 * MEGA) /* Hz */
 
 /* Maximum number of CAN nets */
 #define ESD_USB_MAX_NETS       2
@@ -44,6 +46,9 @@ MODULE_LICENSE("GPL v2");
 
 /* esd CAN message flags - dlc field */
 #define ESD_USB_RTR    BIT(4)
+#define ESD_USB_NO_BRS BIT(4)
+#define ESD_USB_ESI    BIT(5)
+#define ESD_USB_FD     BIT(7)
 
 /* esd CAN message flags - id field */
 #define ESD_USB_EXTID  BIT(29)
@@ -65,6 +70,9 @@ MODULE_LICENSE("GPL v2");
 #define ESD_USB_M_SJW_SHIFT    24
 #define ESD_USB_TRIPLE_SAMPLES BIT(23)
 
+/* Transmitter Delay Compensation */
+#define ESD_USB_3_TDC_MODE_AUTO        0
+
 /* esd IDADD message */
 #define ESD_USB_ID_ENABLE      BIT(7)
 #define ESD_USB_MAX_ID_SEGMENT 64
@@ -88,6 +96,21 @@ MODULE_LICENSE("GPL v2");
 #define ESD_USB_MAX_RX_URBS            4
 #define ESD_USB_MAX_TX_URBS            16 /* must be power of 2 */
 
+/* Modes for CAN-USB/3, to be used for esd_usb_3_set_baudrate_msg_x.mode */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_MODE_DISABLE                0 /* remove from bus */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_MODE_INDEX          1 /* ESD (CiA) bit rate idx */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_MODE_BTR_CTRL       2 /* BTR values (controller)*/
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_MODE_BTR_CANONICAL  3 /* BTR values (canonical) */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_MODE_NUM            4 /* numerical bit rate */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_MODE_AUTOBAUD       5 /* autobaud */
+
+/* Flags for CAN-USB/3, to be used for esd_usb_3_set_baudrate_msg_x.flags */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_FD     BIT(0) /* enable CAN FD mode */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_LOM    BIT(1) /* enable listen only mode */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_STM    BIT(2) /* enable self test mode */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_TRS    BIT(3) /* enable triple sampling */
+#define ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_TXP    BIT(4) /* enable transmit pause */
+
 struct esd_usb_header_msg {
        u8 len; /* total message length in 32bit words */
        u8 cmd;
@@ -122,6 +145,7 @@ struct esd_usb_rx_msg {
        __le32 id; /* upper 3 bits contain flags */
        union {
                u8 data[CAN_MAX_DLEN];
+               u8 data_fd[CANFD_MAX_DLEN];
                struct {
                        u8 status; /* CAN Controller Status */
                        u8 ecc;    /* Error Capture Register */
@@ -138,7 +162,10 @@ struct esd_usb_tx_msg {
        u8 dlc;
        u32 hnd;        /* opaque handle, not used by device */
        __le32 id; /* upper 3 bits contain flags */
-       u8 data[CAN_MAX_DLEN];
+       union {
+               u8 data[CAN_MAX_DLEN];
+               u8 data_fd[CANFD_MAX_DLEN];
+       };
 };
 
 struct esd_usb_tx_done_msg {
@@ -166,6 +193,50 @@ struct esd_usb_set_baudrate_msg {
        __le32 baud;
 };
 
+/* CAN-USB/3 baudrate configuration, used for nominal as well as for data bit rate */
+struct esd_usb_3_baudrate_cfg {
+       __le16 brp;     /* bit rate pre-scaler */
+       __le16 tseg1;   /* time segment before sample point */
+       __le16 tseg2;   /* time segment after sample point */
+       __le16 sjw;     /* synchronization jump Width */
+};
+
+/* In principle, the esd CAN-USB/3 supports Transmitter Delay Compensation (TDC),
+ * but currently only the automatic TDC mode is supported by this driver.
+ * An implementation for manual TDC configuration will follow.
+ *
+ * For information about struct esd_usb_3_tdc_cfg, see
+ * NTCAN Application Developers Manual, 6.2.25 NTCAN_TDC_CFG + related chapters
+ * https://esd.eu/fileadmin/esd/docs/manuals/NTCAN_Part1_Function_API_Manual_en_56.pdf
+ */
+struct esd_usb_3_tdc_cfg {
+       u8 tdc_mode;    /* transmitter delay compensation mode  */
+       u8 ssp_offset;  /* secondary sample point offset in mtq */
+       s8 ssp_shift;   /* secondary sample point shift in mtq */
+       u8 tdc_filter;  /* TDC filter in mtq */
+};
+
+/* Extended version of the above set_baudrate_msg for a CAN-USB/3
+ * to define the CAN bit timing configuration of the CAN controller in
+ * CAN FD mode as well as in Classical CAN mode.
+ *
+ * The payload of this command is a NTCAN_BAUDRATE_X structure according to
+ * esd electronics gmbh, NTCAN Application Developers Manual, 6.2.15 NTCAN_BAUDRATE_X
+ * https://esd.eu/fileadmin/esd/docs/manuals/NTCAN_Part1_Function_API_Manual_en_56.pdf
+ */
+struct esd_usb_3_set_baudrate_msg_x {
+       u8 len; /* total message length in 32bit words */
+       u8 cmd;
+       u8 net;
+       u8 rsvd;        /*reserved */
+       /* Payload ... */
+       __le16 mode;    /* mode word, see ESD_USB_3_BAUDRATE_MODE_xxx */
+       __le16 flags;   /* control flags, see ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_xxx */
+       struct esd_usb_3_tdc_cfg tdc;   /* TDC configuration */
+       struct esd_usb_3_baudrate_cfg nom;      /* nominal bit rate */
+       struct esd_usb_3_baudrate_cfg data;     /* data bit rate */
+};
+
 /* Main message type used between library and application */
 union __packed esd_usb_msg {
        struct esd_usb_header_msg hdr;
@@ -175,12 +246,14 @@ union __packed esd_usb_msg {
        struct esd_usb_tx_msg tx;
        struct esd_usb_tx_done_msg txdone;
        struct esd_usb_set_baudrate_msg setbaud;
+       struct esd_usb_3_set_baudrate_msg_x setbaud_x;
        struct esd_usb_id_filter_msg filter;
 };
 
 static struct usb_device_id esd_usb_table[] = {
        {USB_DEVICE(ESD_USB_ESDGMBH_VENDOR_ID, ESD_USB_CANUSB2_PRODUCT_ID)},
        {USB_DEVICE(ESD_USB_ESDGMBH_VENDOR_ID, ESD_USB_CANUSBM_PRODUCT_ID)},
+       {USB_DEVICE(ESD_USB_ESDGMBH_VENDOR_ID, ESD_USB_CANUSB3_PRODUCT_ID)},
        {}
 };
 MODULE_DEVICE_TABLE(usb, esd_usb_table);
@@ -321,9 +394,10 @@ static void esd_usb_rx_can_msg(struct esd_usb_net_priv *priv,
 {
        struct net_device_stats *stats = &priv->netdev->stats;
        struct can_frame *cf;
+       struct canfd_frame *cfd;
        struct sk_buff *skb;
-       int i;
        u32 id;
+       u8 len;
 
        if (!netif_device_present(priv->netdev))
                return;
@@ -333,27 +407,42 @@ static void esd_usb_rx_can_msg(struct esd_usb_net_priv *priv,
        if (id & ESD_USB_EVENT) {
                esd_usb_rx_event(priv, msg);
        } else {
-               skb = alloc_can_skb(priv->netdev, &cf);
+               if (msg->rx.dlc & ESD_USB_FD) {
+                       skb = alloc_canfd_skb(priv->netdev, &cfd);
+               } else {
+                       skb = alloc_can_skb(priv->netdev, &cf);
+                       cfd = (struct canfd_frame *)cf;
+               }
+
                if (skb == NULL) {
                        stats->rx_dropped++;
                        return;
                }
 
-               cf->can_id = id & ESD_USB_IDMASK;
-               can_frame_set_cc_len(cf, msg->rx.dlc & ~ESD_USB_RTR,
-                                    priv->can.ctrlmode);
-
-               if (id & ESD_USB_EXTID)
-                       cf->can_id |= CAN_EFF_FLAG;
+               cfd->can_id = id & ESD_USB_IDMASK;
 
-               if (msg->rx.dlc & ESD_USB_RTR) {
-                       cf->can_id |= CAN_RTR_FLAG;
+               if (msg->rx.dlc & ESD_USB_FD) {
+                       /* masking by 0x0F is already done within can_fd_dlc2len() */
+                       cfd->len = can_fd_dlc2len(msg->rx.dlc);
+                       len = cfd->len;
+                       if ((msg->rx.dlc & ESD_USB_NO_BRS) == 0)
+                               cfd->flags |= CANFD_BRS;
+                       if (msg->rx.dlc & ESD_USB_ESI)
+                               cfd->flags |= CANFD_ESI;
                } else {
-                       for (i = 0; i < cf->len; i++)
-                               cf->data[i] = msg->rx.data[i];
-
-                       stats->rx_bytes += cf->len;
+                       can_frame_set_cc_len(cf, msg->rx.dlc & ~ESD_USB_RTR, priv->can.ctrlmode);
+                       len = cf->len;
+                       if (msg->rx.dlc & ESD_USB_RTR) {
+                               cf->can_id |= CAN_RTR_FLAG;
+                               len = 0;
+                       }
                }
+
+               if (id & ESD_USB_EXTID)
+                       cfd->can_id |= CAN_EFF_FLAG;
+
+               memcpy(cfd->data, msg->rx.data_fd, len);
+               stats->rx_bytes += len;
                stats->rx_packets++;
 
                netif_rx(skb);
@@ -728,7 +817,7 @@ static netdev_tx_t esd_usb_start_xmit(struct sk_buff *skb,
        struct esd_usb *dev = priv->usb;
        struct esd_tx_urb_context *context = NULL;
        struct net_device_stats *stats = &netdev->stats;
-       struct can_frame *cf = (struct can_frame *)skb->data;
+       struct canfd_frame *cfd = (struct canfd_frame *)skb->data;
        union esd_usb_msg *msg;
        struct urb *urb;
        u8 *buf;
@@ -762,20 +851,29 @@ static netdev_tx_t esd_usb_start_xmit(struct sk_buff *skb,
        msg->hdr.len = offsetof(struct esd_usb_tx_msg, data) / sizeof(u32);
        msg->hdr.cmd = ESD_USB_CMD_CAN_TX;
        msg->tx.net = priv->index;
-       msg->tx.dlc = can_get_cc_dlc(cf, priv->can.ctrlmode);
-       msg->tx.id = cpu_to_le32(cf->can_id & CAN_ERR_MASK);
 
-       if (cf->can_id & CAN_RTR_FLAG)
-               msg->tx.dlc |= ESD_USB_RTR;
+       if (can_is_canfd_skb(skb)) {
+               msg->tx.dlc = can_fd_len2dlc(cfd->len);
+               msg->tx.dlc |= ESD_USB_FD;
+
+               if ((cfd->flags & CANFD_BRS) == 0)
+                       msg->tx.dlc |= ESD_USB_NO_BRS;
+       } else {
+               msg->tx.dlc = can_get_cc_dlc((struct can_frame *)cfd, priv->can.ctrlmode);
+
+               if (cfd->can_id & CAN_RTR_FLAG)
+                       msg->tx.dlc |= ESD_USB_RTR;
+       }
+
+       msg->tx.id = cpu_to_le32(cfd->can_id & CAN_ERR_MASK);
 
-       if (cf->can_id & CAN_EFF_FLAG)
+       if (cfd->can_id & CAN_EFF_FLAG)
                msg->tx.id |= cpu_to_le32(ESD_USB_EXTID);
 
-       for (i = 0; i < cf->len; i++)
-               msg->tx.data[i] = cf->data[i];
+       memcpy(msg->tx.data_fd, cfd->data, cfd->len);
 
        /* round up, then divide by 4 to add the payload length as # of 32bit words */
-       msg->hdr.len += DIV_ROUND_UP(cf->len, sizeof(u32));
+       msg->hdr.len += DIV_ROUND_UP(cfd->len, sizeof(u32));
 
        for (i = 0; i < ESD_USB_MAX_TX_URBS; i++) {
                if (priv->tx_contexts[i].echo_index == ESD_USB_MAX_TX_URBS) {
@@ -962,6 +1060,105 @@ static int esd_usb_2_set_bittiming(struct net_device *netdev)
        return err;
 }
 
+/* Nominal bittiming constants, see
+ * Microchip SAM E70/S70/V70/V71, Data Sheet, Rev. G - 07/2022
+ * 48.6.8 MCAN Nominal Bit Timing and Prescaler Register
+ */
+static const struct can_bittiming_const esd_usb_3_nom_bittiming_const = {
+       .name = "esd_usb_3",
+       .tseg1_min = 2,
+       .tseg1_max = 256,
+       .tseg2_min = 2,
+       .tseg2_max = 128,
+       .sjw_max = 128,
+       .brp_min = 1,
+       .brp_max = 512,
+       .brp_inc = 1,
+};
+
+/* Data bittiming constants, see
+ * Microchip SAM E70/S70/V70/V71, Data Sheet, Rev. G - 07/2022
+ * 48.6.4 MCAN Data Bit Timing and Prescaler Register
+ */
+static const struct can_bittiming_const esd_usb_3_data_bittiming_const = {
+       .name = "esd_usb_3",
+       .tseg1_min = 2,
+       .tseg1_max = 32,
+       .tseg2_min = 1,
+       .tseg2_max = 16,
+       .sjw_max = 8,
+       .brp_min = 1,
+       .brp_max = 32,
+       .brp_inc = 1,
+};
+
+static int esd_usb_3_set_bittiming(struct net_device *netdev)
+{
+       const struct can_bittiming_const *nom_btc = &esd_usb_3_nom_bittiming_const;
+       const struct can_bittiming_const *data_btc = &esd_usb_3_data_bittiming_const;
+       struct esd_usb_net_priv *priv = netdev_priv(netdev);
+       struct can_bittiming *nom_bt = &priv->can.bittiming;
+       struct can_bittiming *data_bt = &priv->can.data_bittiming;
+       struct esd_usb_3_set_baudrate_msg_x *baud_x;
+       union esd_usb_msg *msg;
+       u16 flags = 0;
+       int err;
+
+       msg = kmalloc(sizeof(*msg), GFP_KERNEL);
+       if (!msg)
+               return -ENOMEM;
+
+       baud_x = &msg->setbaud_x;
+
+       /* Canonical is the most reasonable mode for SocketCAN on CAN-USB/3 ... */
+       baud_x->mode = cpu_to_le16(ESD_USB_3_BAUDRATE_MODE_BTR_CANONICAL);
+
+       if (priv->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_LISTENONLY)
+               flags |= ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_LOM;
+
+       if (priv->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_3_SAMPLES)
+               flags |= ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_TRS;
+
+       baud_x->nom.brp = cpu_to_le16(nom_bt->brp & (nom_btc->brp_max - 1));
+       baud_x->nom.sjw = cpu_to_le16(nom_bt->sjw & (nom_btc->sjw_max - 1));
+       baud_x->nom.tseg1 = cpu_to_le16((nom_bt->prop_seg + nom_bt->phase_seg1)
+                                       & (nom_btc->tseg1_max - 1));
+       baud_x->nom.tseg2 = cpu_to_le16(nom_bt->phase_seg2 & (nom_btc->tseg2_max - 1));
+
+       if (priv->can.ctrlmode & CAN_CTRLMODE_FD) {
+               baud_x->data.brp = cpu_to_le16(data_bt->brp & (data_btc->brp_max - 1));
+               baud_x->data.sjw = cpu_to_le16(data_bt->sjw & (data_btc->sjw_max - 1));
+               baud_x->data.tseg1 = cpu_to_le16((data_bt->prop_seg + data_bt->phase_seg1)
+                                                & (data_btc->tseg1_max - 1));
+               baud_x->data.tseg2 = cpu_to_le16(data_bt->phase_seg2 & (data_btc->tseg2_max - 1));
+               flags |= ESD_USB_3_BAUDRATE_FLAG_FD;
+       }
+
+       /* Currently this driver only supports the automatic TDC mode */
+       baud_x->tdc.tdc_mode = ESD_USB_3_TDC_MODE_AUTO;
+       baud_x->tdc.ssp_offset = 0;
+       baud_x->tdc.ssp_shift = 0;
+       baud_x->tdc.tdc_filter = 0;
+
+       baud_x->flags = cpu_to_le16(flags);
+       baud_x->net = priv->index;
+       baud_x->rsvd = 0;
+
+       /* set len as # of 32bit words */
+       msg->hdr.len = sizeof(struct esd_usb_3_set_baudrate_msg_x) / sizeof(u32);
+       msg->hdr.cmd = ESD_USB_CMD_SETBAUD;
+
+       netdev_dbg(netdev,
+                  "ctrlmode=%#x/%#x, esd-net=%u, esd-mode=%#x, esd-flags=%#x\n",
+                  priv->can.ctrlmode, priv->can.ctrlmode_supported,
+                  priv->index, le16_to_cpu(baud_x->mode), flags);
+
+       err = esd_usb_send_msg(priv->usb, msg);
+
+       kfree(msg);
+       return err;
+}
+
 static int esd_usb_get_berr_counter(const struct net_device *netdev,
                                    struct can_berr_counter *bec)
 {
@@ -1019,16 +1216,32 @@ static int esd_usb_probe_one_net(struct usb_interface *intf, int index)
                CAN_CTRLMODE_CC_LEN8_DLC |
                CAN_CTRLMODE_BERR_REPORTING;
 
-       if (le16_to_cpu(dev->udev->descriptor.idProduct) ==
-           ESD_USB_CANUSBM_PRODUCT_ID)
+       switch (le16_to_cpu(dev->udev->descriptor.idProduct)) {
+       case ESD_USB_CANUSB3_PRODUCT_ID:
+               priv->can.clock.freq = ESD_USB_3_CAN_CLOCK;
+               priv->can.ctrlmode_supported |= CAN_CTRLMODE_3_SAMPLES;
+               priv->can.ctrlmode_supported |= CAN_CTRLMODE_FD;
+               priv->can.bittiming_const = &esd_usb_3_nom_bittiming_const;
+               priv->can.data_bittiming_const = &esd_usb_3_data_bittiming_const;
+               priv->can.do_set_bittiming = esd_usb_3_set_bittiming;
+               priv->can.do_set_data_bittiming = esd_usb_3_set_bittiming;
+               break;
+
+       case ESD_USB_CANUSBM_PRODUCT_ID:
                priv->can.clock.freq = ESD_USB_M_CAN_CLOCK;
-       else {
+               priv->can.bittiming_const = &esd_usb_2_bittiming_const;
+               priv->can.do_set_bittiming = esd_usb_2_set_bittiming;
+               break;
+
+       case ESD_USB_CANUSB2_PRODUCT_ID:
+       default:
                priv->can.clock.freq = ESD_USB_2_CAN_CLOCK;
                priv->can.ctrlmode_supported |= CAN_CTRLMODE_3_SAMPLES;
+               priv->can.bittiming_const = &esd_usb_2_bittiming_const;
+               priv->can.do_set_bittiming = esd_usb_2_set_bittiming;
+               break;
        }
 
-       priv->can.bittiming_const = &esd_usb_2_bittiming_const;
-       priv->can.do_set_bittiming = esd_usb_2_set_bittiming;
        priv->can.do_set_mode = esd_usb_set_mode;
        priv->can.do_get_berr_counter = esd_usb_get_berr_counter;