low-can-binding/can/can-decoder.cpp

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2015, 2016 "IoT.bzh"
   3  * Author "Romain Forlot" <romain.forlot@iot.bzh>
   4  *
   5  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   6  * you may not use this file except in compliance with the License.
   7  * You may obtain a copy of the License at
   8  *
   9  *       http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  10  *
  11  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14  * See the License for the specific language governing permissions and
  15  * limitations under the License.
  16  */
  17
  18 #include "can-decoder.hpp"
  19 #include <climits>
  20
  21 #include "canutil/read.h"
  22 #include "../utils/openxc-utils.hpp"
  23 #include "message-definition.hpp"
  24 #include "../binding/low-can-hat.hpp"
  25 #include "../utils/converter.hpp"
  26
  27 /// @brief Handle sign of the signal according to several decoding methods
  28 ///
  29 /// @param[in] signal - The signal
  30 /// @param[in] data_signal - The data of the signal
  31 /// @param[in] new_end_bit - The last bit of in the last byte of the data (data_signal[0])
  32 /// @param[in] can_data - The whole can data (needed for SIGN BIT EXTERN)
  33 ///
  34 /// @return Returns the sign of the data
  35 ///
  36 int decoder_t::handle_sign(const signal_t& signal, std::vector<uint8_t>& data_signal, uint8_t new_end_bit, const std::vector<uint8_t>& can_data)
  37 {
  38         uint8_t data_byte = 0;
  39         uint8_t mask = 0;
  40         int end_bit = 0;
  41
  42         if(signal.get_sign() == sign_t::UNSIGNED)
  43                 return 1;
  44         else if(signal.get_sign() == sign_t::SIGN_BIT_EXTERN) {
  45                 end_bit = signal.get_bit_sign_position() % CHAR_BIT;
  46                 mask = static_cast<uint8_t>((1 << (end_bit + 1)) - 1);
  47                 data_byte = can_data[signal.get_bit_sign_position() / CHAR_BIT] & mask;
  48         }
  49         else {
  50                 end_bit = new_end_bit;
  51                 mask = static_cast<uint8_t>((1 << (end_bit + 1)) - 1);
  52                 data_byte = data_signal[0] & mask;
  53         }
  54
  55         //if negative: decode with right method
  56         if(data_byte  >> end_bit) {
  57                 switch(signal.get_sign())
  58                 {
  59                         //remove the sign bit to get the absolute value
  60                         case sign_t::SIGN_BIT:
  61                                 data_signal[0] = static_cast<uint8_t>(data_signal[0] & (mask >> 1));
  62                                 break;
  63                         //same method twos complement = ones complement + 1
  64                         case sign_t::ONES_COMPLEMENT:
  65                         case sign_t::TWOS_COMPLEMENT:
  66                                 //complement only until end_bit
  67                                 data_signal[0] = ((data_signal[0] ^ mask) & mask);
  68                                 if(data_signal.size() > 1) {
  69                                         for(int i=1; i < data_signal.size(); i++) {
  70                                                 data_signal[i] = data_signal[i] ^ 0xFF;
  71                                         }
  72                                 }
  73                                 if(signal.get_sign() == sign_t::TWOS_COMPLEMENT)
  74                                         data_signal[data_signal.size() - 1] = static_cast<uint8_t>(data_signal[data_signal.size() - 1] + 1);
  75                                 break;
  76                         case sign_t::SIGN_BIT_EXTERN:
  77                                 break;
  78                         default:
  79                                 AFB_ERROR("Not a valid sign entry %d, considering the value as unsigned", signal.get_sign());
  80                                 break;
  81                 }
  82                 return -1;
  83         }
  84         return 1;
  85 }
  86
  87 /// @brief Parses the signal's bitfield from the given data and returns the raw
  88 /// value.
  89 ///
  90 /// @param[in] signal - The signal to be parsed from the data.
  91 /// @param[in] message - message_t to parse
  92 ///
  93 /// @return Returns the raw value of the signal parsed as a bitfield from the given byte
  94 /// array.
  95 ///
  96 float decoder_t::parse_signal_bitfield(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message)
  97 {
  98         int sign;
  99         std::vector<uint8_t> data;
 100         std::vector<uint8_t> data_signal;
 101         uint8_t bit_size = (uint8_t) signal.get_bit_size();
 102         uint32_t bit_position = signal.get_bit_position();
 103
 104         int new_start_byte = 0;
 105         int new_end_byte = 0;
 106         uint8_t new_start_bit = 0;
 107         uint8_t new_end_bit = 0;
 108
 109         if(signal.get_message()->get_flags() & CONTINENTAL_BIT_POSITION)
 110                 bit_position = converter_t::continental_bit_position_mess(message->get_length(),
 111                                                               signal.get_bit_position(),
 112                                                               bit_size);
 113         if(signal.get_message()->get_flags() & BIT_POSITION_REVERSED)
 114                 bit_position = converter_t::bit_position_swap(message->get_length(),
 115                                                               signal.get_bit_position(),
 116                                                               bit_size);
 117         if(signal.get_message()->get_flags() & FRAME_LAYOUT_IS_BIGENDIAN)
 118                 message->frame_swap();
 119
 120         data = message->get_data_vector();
 121         converter_t::signal_to_bits_bytes(bit_position, bit_size, new_start_byte, new_end_byte, new_start_bit, new_end_bit);
 122
 123         for(int i=new_start_byte;i<=new_end_byte;i++)
 124                 data_signal.push_back(data[i]);
 125
 126         sign = handle_sign(signal, data_signal, new_end_bit, data);
 127
 128         if(data_signal.size() > 65535)
 129                 AFB_ERROR("Too long data signal %s", signal.get_name().c_str());
 130
 131         return static_cast<float>(sign) * bitfield_parse_float(data_signal.data(), (uint16_t) data_signal.size(),
 132                         new_start_bit, bit_size, signal.get_factor(),
 133                         signal.get_offset());
 134 }
 135
 136
 137 /// @brief Decode and return string bytes (hex) for a CAN signal's.
 138 ///
 139 /// This is an implementation of the Signal type signature, and can be
 140 /// used directly in the signal_t.decoder field.
 141 ///
 142 /// @param[in] signal  - The details of the signal.
 143 /// @param[in] message - The message with data to decode.
 144 /// @param[out] send - An output argument that will be set to false if the value should
 145 ///     not be sent for any reason.
 146 ///
 147 /// @return Returns a DynamicField with a string value of bytes (hex)
 148 ///
 149 openxc_DynamicField decoder_t::decode_bytes(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 150 {
 151         int i=0;
 152         openxc_DynamicField decoded_value;
 153         std::vector<uint8_t> data = message->get_data_vector();
 154         uint32_t length = message->get_length();
 155         uint32_t bit_position = signal.get_bit_position();
 156         uint32_t bit_size = signal.get_bit_size();
 157
 158         std::vector<uint8_t> new_data = std::vector<uint8_t>();
 159         new_data.reserve((bit_size / CHAR_BIT) + 1);
 160
 161         int new_start_byte = 0;
 162         int new_end_byte = 0;
 163         uint8_t new_start_bit = 0;
 164         uint8_t new_end_bit = 0;
 165
 166         converter_t::signal_to_bits_bytes(bit_position, bit_size, new_start_byte, new_end_byte, new_start_bit, new_end_bit);
 167
 168         if(new_end_byte >= length)
 169                 new_end_byte = length-1;
 170
 171         if(new_start_byte >= length)
 172         {
 173                 AFB_ERROR("Error in signal's description");
 174                 return decoded_value;
 175         }
 176
 177         uint8_t mask_first_v = static_cast<uint8_t>(0xFF << new_start_bit);
 178         uint8_t mask_last_v = static_cast<uint8_t>(0xFF >> (7 - new_end_bit));
 179
 180         if(new_start_byte == new_end_byte)
 181         {
 182                 data[new_start_byte] = data[new_start_byte] & (mask_first_v & mask_last_v);
 183         }
 184         else
 185         {
 186                 data[new_start_byte] = data[new_start_byte] & mask_first_v;
 187                 data[new_end_byte] = data[new_end_byte] & mask_last_v;
 188         }
 189
 190         for(i=new_start_byte ; i <= new_end_byte ; i++)
 191                 new_data.push_back(data[i]);
 192
 193         decoded_value = build_DynamicField(new_data);
 194
 195         return decoded_value;
 196 }
 197
 198
 199 /// @brief Decode and return string bytes (hex) for a CAN signal's.
 200 ///
 201 /// This is an implementation of the Signal type signature, and can be
 202 /// used directly in the signal_t.decoder field.
 203 ///
 204 /// @param[in] signal  - The details of the signal.
 205 /// @param[in] message - The message with data to decode.
 206 /// @param[out] send - An output argument that will be set to false if the value should
 207 ///     not be sent for any reason.
 208 ///
 209 /// @return Returns a DynamicField with a string value of bytes (hex)
 210 ///
 211 openxc_DynamicField decoder_t::decode_ascii(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 212 {
 213         std::string ret_s = "";
 214         openxc_DynamicField openxc_bytes = decode_bytes(signal,message,send);
 215         if(!openxc_bytes.has_bytes_value)
 216         {
 217                 AFB_ERROR("Error no bytes value to translate to ascii");
 218         }
 219         ret_s = converter_t::to_ascii(openxc_bytes.bytes_value,openxc_bytes.length_array);
 220         openxc_DynamicField ret = build_DynamicField(ret_s);
 221         return ret;
 222 }
 223
 224 //edit
 225 openxc_DynamicField decoder_t::decode_date(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 226 {
 227         float value = decoder_t::parse_signal_bitfield(signal, message);
 228         AFB_DEBUG("Decoded message from parse_signal_bitfield: %f", value);
 229         openxc_DynamicField decoded_value = build_DynamicField(value);
 230
 231         // Don't send if they is no changes
 232         if ((signal.get_last_value() == value && !signal.get_send_same()) || !*send )
 233         {
 234                 *send = false;
 235         }
 236         signal.set_last_value(value);
 237
 238         return decoded_value;
 239 }
 240
 241 //edit
 242 openxc_DynamicField decoder_t::decode_time(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 243 {
 244         float value = decoder_t::parse_signal_bitfield(signal, message);
 245         AFB_DEBUG("Decoded message from parse_signal_bitfield: %f", value);
 246         openxc_DynamicField decoded_value = build_DynamicField(value);
 247
 248         // Don't send if they is no changes
 249         if ((signal.get_last_value() == value && !signal.get_send_same()) || !*send )
 250         {
 251                 *send = false;
 252         }
 253         signal.set_last_value(value);
 254
 255         return decoded_value;
 256 }
 257
 258
 259 /// @brief Wraps a raw CAN signal value in a DynamicField without modification.
 260 ///
 261 /// This is an implementation of the Signal type signature, and can be
 262 /// used directly in the signal_t.decoder field.
 263 ///
 264 /// @param[in] signal - The details of the signal that contains the state mapping.
 265 /// @param[in] message - The message with data to decode.
 266 /// @param[out] send - An output argument that will be set to false if the value should
 267 ///     not be sent for any reason.
 268 ///
 269 /// @return Returns a DynamicField with the original, unmodified raw CAN signal value as
 270 /// its numeric value. The 'send' argument will not be modified as this decoder
 271 /// always succeeds.
 272 ///
 273 openxc_DynamicField decoder_t::decode_noop(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 274 {
 275         float value = decoder_t::parse_signal_bitfield(signal, message);
 276         AFB_DEBUG("Decoded message from parse_signal_bitfield: %f", value);
 277         openxc_DynamicField decoded_value = build_DynamicField(value);
 278
 279         // Don't send if they is no changes
 280         if ((signal.get_last_value() == value && !signal.get_send_same()) || !*send )
 281         {
 282                 *send = false;
 283         }
 284         signal.set_last_value(value);
 285
 286         return decoded_value;
 287 }
 288 /// @brief Coerces a numerical value to a boolean.
 289 ///
 290 /// This is an implementation of the Signal type signature, and can be
 291 /// used directly in the signal_t.decoder field.
 292 ///
 293 /// @param[in] signal  - The details of the signal that contains the state mapping.
 294 /// @param[in] message - The message with data to decode.
 295 /// @param[out] send - An output argument that will be set to false if the value should
 296 ///     not be sent for any reason.
 297 ///
 298 /// @return Returns a DynamicField with a boolean value of false if the raw signal value
 299 /// is 0.0, otherwise true. The 'send' argument will not be modified as this
 300 /// decoder always succeeds.
 301 ///
 302 openxc_DynamicField decoder_t::decode_boolean(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 303 {
 304         float value = decoder_t::parse_signal_bitfield(signal, message);
 305         AFB_DEBUG("Decoded message from parse_signal_bitfield: %f", value);
 306         openxc_DynamicField decoded_value = build_DynamicField(value == 0.0 ? false : true);
 307
 308         // Don't send if they is no changes
 309         if ((signal.get_last_value() == value && !signal.get_send_same()) || !*send )
 310                 *send = false;
 311
 312         signal.set_last_value(value);
 313
 314
 315         return decoded_value;
 316 }
 317 /// @brief Update the metadata for a signal and the newly received value.
 318 ///
 319 /// This is an implementation of the Signal type signature, and can be
 320 /// used directly in the signal_t.decoder field.
 321 ///
 322 /// This function always flips 'send' to false.
 323 ///
 324 /// @param[in] signal  - The details of the signal that contains the state mapping.
 325 /// @param[in] message - The message with data to decode.
 326 /// @param[out] send - This output argument will always be set to false, so the caller will
 327 ///      know not to publish this value to the pipeline.
 328 ///
 329 /// @return Return value is undefined.
 330 ///
 331 openxc_DynamicField decoder_t::decode_ignore(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 332 {
 333         float value = decoder_t::parse_signal_bitfield(signal, message);
 334         if(send)
 335           *send = false;
 336
 337         signal.set_last_value(value);
 338         openxc_DynamicField decoded_value;
 339
 340         return decoded_value;
 341 }
 342
 343 /// @brief Find and return the corresponding string state for a CAN signal's
 344 /// raw integer value.
 345 ///
 346 /// This is an implementation of the Signal type signature, and can be
 347 /// used directly in the signal_t.decoder field.
 348 ///
 349 /// @param[in] signal  - The details of the signal that contains the state mapping.
 350 /// @param[in] message - The message with data to decode.
 351 /// @param[out] send - An output argument that will be set to false if the value should
 352 ///     not be sent for any reason.
 353 ///
 354 /// @return Returns a DynamicField with a string value if a matching state is found in
 355 /// the signal. If an equivalent isn't found, send is sent to false and the
 356 /// return value is undefined.
 357 ///
 358 openxc_DynamicField decoder_t::decode_state(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 359 {
 360         float value = decoder_t::parse_signal_bitfield(signal, message);
 361         AFB_DEBUG("Decoded message from parse_signal_bitfield: %f", value);
 362         const std::string signal_state = signal.get_states((uint8_t)value);
 363         openxc_DynamicField decoded_value = build_DynamicField(signal_state);
 364         if(signal_state.size() <= 0)
 365         {
 366                 *send = false;
 367                 AFB_ERROR("No state found with index: %d", (int)value);
 368         }
 369
 370         // Don't send if they is no changes
 371         if ((signal.get_last_value() == value && !signal.get_send_same()) || !*send )
 372         {
 373                 *send = false;
 374         }
 375         signal.set_last_value(value);
 376
 377
 378         return decoded_value;
 379 }
 380
 381
 382 /// @brief Parse a signal from a CAN message, apply any required transforations
 383 ///      to get a human readable value and public the result to the pipeline.
 384 ///
 385 /// If the signal_t has a non-NULL 'decoder' field, the raw CAN signal value
 386 /// will be passed to the decoder before publishing.
 387 ///
 388 /// @param[in] signal - The details of the signal to decode and forward.
 389 /// @param[in] message - The message with data to decode.
 390 /// @param[out] send - An output parameter that will be flipped to false if the value could
 391 ///      not be decoded.
 392 ///
 393 /// The decoder returns an openxc_DynamicField, which may contain a number,
 394 /// string or boolean.
 395 ///
 396 openxc_DynamicField decoder_t::translate_signal(signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 397 {
 398         // Must call the decoders every time, regardless of if we are going to
 399         // decide to send the signal or not.
 400         openxc_DynamicField decoded_value = decoder_t::decode_signal(signal,
 401                         message, send);
 402
 403         signal.set_received(true);
 404         signal.set_timestamp(message->get_timestamp());
 405         signal.get_message()->set_last_value(message);
 406         return decoded_value;
 407 }
 408
 409 /// @brief Parse a signal from a CAN message and apply any required
 410 /// transforations to get a human readable value.
 411 ///
 412 /// If the signal_t has a non-NULL 'decoder' field, the raw CAN signal value
 413 /// will be passed to the decoder before returning.
 414 ///
 415 /// @param[in] signal - The details of the signal to decode and forward.
 416 /// @param[in] message - The message with data to decode.
 417 /// @param[out] send - An output parameter that will be flipped to false if the value could
 418 ///      not be decoded.
 419 ///
 420 /// @return The decoder returns an openxc_DynamicField, which may contain a number,
 421 /// string or boolean. If 'send' is false, the return value is undefined.
 422 ///
 423 openxc_DynamicField decoder_t::decode_signal( signal_t& signal, std::shared_ptr<message_t> message, bool* send)
 424 {
 425         signal_decoder decoder = signal.get_decoder() == nullptr ?
 426                                                         decode_noop : signal.get_decoder();
 427
 428         openxc_DynamicField decoded_value = decoder(signal,
 429                         message, send);
 430         return decoded_value;
 431 }
 432
 433 ///
 434 /// @brief Decode the payload of an OBD-II PID.
 435 ///
 436 /// This function matches the type signature for a DiagnosticResponse, so
 437 /// it can be used as the decoder for a DiagnosticRequest. It returns the decoded
 438 /// value of the PID, using the standard formulas (see
 439 /// http://en.wikipedia.org/wiki/OBD-II_PIDs#Mode_01).
 440 ///
 441 /// @param[in] response - the received DiagnosticResponse (the data is in response.payload,
 442 ///  a byte array). This is most often used when the byte order is
 443 ///  signiticant, i.e. with many OBD-II PID formulas.
 444 /// @param[in] parsed_payload - the entire payload of the response parsed as an int.
 445 ///
 446 /// @return Float decoded value.
 447 ///
 448 float decoder_t::decode_obd2_response(const DiagnosticResponse* response, float parsed_payload)
 449 {
 450         return diagnostic_decode_obd2_pid(response);
 451 }