Code enhancements mem leaks and uninitialized byte
[apps/low-level-can-service.git] / low-can-binding / diagnostic / diagnostic-manager.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 <systemd/sd-event.h>
19 #include <algorithm>
20 #include <string.h>
21
22 #include "diagnostic-manager.hpp"
23
24 #include "../utils/openxc-utils.hpp"
25 #include "../utils/signals.hpp"
26 #include "../binding/application.hpp"
27
28 #define MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ 10
29 #define MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS 50
30 // There are only 8 slots of in flight diagnostic requests
31 #define MAX_SIMULTANEOUS_IN_FLIGHT_REQUESTS 8
32 #define TIMERFD_ACCURACY 0
33 #define MICRO 1000000
34
35 diagnostic_manager_t::diagnostic_manager_t()
36         : initialized_{false}
37 {}
38
39
40 diagnostic_manager_t::~diagnostic_manager_t()
41 {
42         for(auto r: recurring_requests_)
43         {
44                 delete(r);
45         }
46         for(auto r: non_recurring_requests_)
47         {
48                 delete(r);
49         }
50 }
51
52 /// @brief Diagnostic manager isn't initialized at launch but after
53 ///  CAN bus devices initialization. For the moment, it is only possible
54 ///  to have 1 diagnostic bus which are the first bus declared in the JSON
55 ///  description file. Configuration instance will return it.
56 ///
57 /// this will initialize DiagnosticShims and cancel all active requests
58 ///  if there are any.
59 bool diagnostic_manager_t::initialize()
60 {
61         // Mandatory to set the bus before intialize shims.
62         bus_ = application_t::instance().get_diagnostic_bus();
63
64         init_diagnostic_shims();
65         reset();
66
67         initialized_ = true;
68         AFB_DEBUG("Diagnostic Manager initialized");
69         return initialized_;
70 }
71
72 /// @brief initialize shims used by UDS lib and set initialized_ to true.
73 ///  It is needed before used the diagnostic manager fully because shims are
74 ///  required by most member functions.
75 void diagnostic_manager_t::init_diagnostic_shims()
76 {
77         shims_ = diagnostic_init_shims(shims_logger, shims_send, NULL);
78         AFB_DEBUG("Shims initialized");
79 }
80
81 /// @brief Force cleanup all active requests.
82 void diagnostic_manager_t::reset()
83 {
84         AFB_DEBUG("Clearing existing diagnostic requests");
85         cleanup_active_requests(true);
86 }
87
88 /// @brief send function use by diagnostic library. It will open a BCM CAN socket TX_SETUP type.
89 /// That socket will send cyclic messages configured from a diagnostic request.
90 ///
91 /// @param[in] arbitration_id - CAN arbitration ID to use when send message. OBD2 broadcast ID
92 ///  is 0x7DF by example.
93 /// @param[in] data - The data payload for the message. NULL is valid if size is also 0.
94 /// @param[in] size - The size of the data payload, in bytes.
95 ///
96 /// @return true if the CAN message was sent successfully.
97 bool diagnostic_manager_t::shims_send(const uint32_t arbitration_id, const uint8_t* data, const uint8_t size)
98 {
99         diagnostic_manager_t& dm = application_t::instance().get_diagnostic_manager();
100         active_diagnostic_request_t* current_adr = dm.get_last_recurring_requests();
101         utils::socketcan_bcm_t& tx_socket = current_adr->get_socket();
102
103         // Make sure that socket has been opened.
104         if(! tx_socket)
105                 tx_socket.open(
106                         dm.get_bus_device_name());
107
108         struct utils::simple_bcm_msg bcm_msg;
109         struct can_frame cfd;
110
111         memset(&cfd, 0, sizeof(cfd));
112         memset(&bcm_msg.msg_head, 0, sizeof(bcm_msg.msg_head));
113
114         struct timeval freq = current_adr->get_frequency_clock().get_timeval_from_period();
115
116         bcm_msg.msg_head.opcode  = TX_SETUP;
117         bcm_msg.msg_head.can_id  = arbitration_id;
118         bcm_msg.msg_head.flags = SETTIMER|STARTTIMER|TX_CP_CAN_ID;
119         bcm_msg.msg_head.ival2.tv_sec = freq.tv_sec;
120         bcm_msg.msg_head.ival2.tv_usec = freq.tv_usec;
121         bcm_msg.msg_head.nframes = 1;
122         cfd.can_dlc = size;
123         ::memcpy(cfd.data, data, size);
124
125         bcm_msg.frames = cfd;
126
127         tx_socket << bcm_msg;
128         if(tx_socket)
129                 return true;
130         return false;
131 }
132
133 /// @brief The type signature for an optional logging function, if the user
134 /// wishes to provide one. It should print, store or otherwise display the
135 /// message.
136 ///
137 /// message - A format string to log using the given parameters.
138 /// ... (vargs) - the parameters for the format string.
139 ///
140 void diagnostic_manager_t::shims_logger(const char* format, ...)
141 {
142         va_list args;
143         va_start(args, format);
144
145         char buffer[256];
146         vsnprintf(buffer, 256, format, args);
147
148         AFB_DEBUG("%s", buffer);
149         va_end(args);
150 }
151
152 /// @brief The type signature for a... OpenXC TODO: not used yet.
153 void diagnostic_manager_t::shims_timer()
154 {}
155
156 const std::string diagnostic_manager_t::get_bus_name() const
157 {
158         return bus_;
159 }
160
161 const std::string diagnostic_manager_t::get_bus_device_name() const
162 {
163         return application_t::instance().get_can_bus_manager()
164                 .get_can_device_name(bus_);
165 }
166
167 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::get_last_recurring_requests() const
168 {
169         return recurring_requests_.back();
170 }
171
172 /// @brief Return diagnostic manager shims member.
173 DiagnosticShims& diagnostic_manager_t::get_shims()
174 {
175         return shims_;
176 }
177
178 /// @brief Search for a specific active diagnostic request in the provided requests list
179 /// and erase it from the vector. This is useful at unsubscription to clean up the list otherwize
180 /// all received CAN messages will be passed to DiagnosticRequestHandle of all active diagnostic request
181 /// contained in the vector but no event if connected to, so we will decode uneeded request.
182 ///
183 /// @param[in] entry - a pointer of an active_diagnostic_request instance to clean up
184 /// @param[in] requests_list - a vector where to make the search and cleaning.
185 void diagnostic_manager_t::find_and_erase(active_diagnostic_request_t* entry, std::vector<active_diagnostic_request_t*>& requests_list)
186 {
187         auto i = std::find(requests_list.begin(), requests_list.end(), entry);
188         if ( i != requests_list.end())
189                 requests_list.erase(i);
190 }
191
192 /// @brief Free memory allocated on active_diagnostic_request_t object and close the socket.
193 void diagnostic_manager_t::cancel_request(active_diagnostic_request_t* entry)
194 {
195         entry->get_socket().close();
196         delete entry;
197         entry = nullptr;
198 }
199
200 /// @brief Cleanup a specific request if it isn't running and get complete. As it is almost
201 /// impossible to get that state for a recurring request without waiting for that, you can
202 /// force the cleaning operation.
203 ///
204 /// @param[in] entry - the request to clean
205 /// @param[in] force - Force the cleaning or not ?
206 void diagnostic_manager_t::cleanup_request(active_diagnostic_request_t* entry, bool force)
207 {
208         if(entry != nullptr && (force || entry->response_received()))
209         {
210                 char request_string[128] = {0};
211                 diagnostic_request_to_string(&entry->get_handle()->request,
212                         request_string, sizeof(request_string));
213                 if(force && entry->get_recurring())
214                 {
215                         cancel_request(entry);
216                         find_and_erase(entry, recurring_requests_);
217                         AFB_DEBUG("Cancelling completed, recurring request: %s", request_string);
218                 }
219                 else if (!entry->get_recurring())
220                 {
221                         AFB_DEBUG("Cancelling completed, non-recurring request: %s", request_string);
222                         cancel_request(entry);
223                         find_and_erase(entry, non_recurring_requests_);
224                 }
225         }
226 }
227
228 /// @brief Clean up all requests lists, recurring and not recurring.
229 ///
230 /// @param[in] force - Force the cleaning or not ? If true, that will do
231 /// the same effect as a call to reset().
232 void diagnostic_manager_t::cleanup_active_requests(bool force)
233 {
234         for(auto& entry : non_recurring_requests_)
235         {
236                 if (entry != nullptr)
237                         cleanup_request(entry, force);
238         }
239
240         for(auto& entry : recurring_requests_)
241          {
242                 if (entry != nullptr)
243                         cleanup_request(entry, force);
244          }
245 }
246
247 /// @brief Will return the active_diagnostic_request_t pointer for theDiagnosticRequest or nullptr if
248 /// not found.
249 ///
250 /// @param[in] request - Search key, method will go through recurring list to see if it find that request
251 ///  holded by the DiagnosticHandle member.
252 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::find_recurring_request(DiagnosticRequest& request)
253 {
254         for (auto& entry : recurring_requests_)
255         {
256                 if(entry != nullptr)
257                 {
258                         if(diagnostic_request_equals(&entry->get_handle()->request, &request))
259                                 {return entry;}
260                 }
261         }
262         return nullptr;
263 }
264
265 /// @brief Add and send a new one-time diagnostic request. DON'T USED AT THIS TIME
266 ///
267 /// A one-time (aka non-recurring) request can existing in parallel with a
268 /// recurring request for the same PID or mode, that's not a problem.
269 ///
270 /// For an example, see the docs for addRecurringRequest. This function is very
271 /// similar but leaves out the frequencyHz parameter.
272 ///
273 /// @param[in] request - The parameters for the request.
274 /// @param[in] name - Human readable name this response, to be used when
275 ///      publishing received responses. TODO: If the name is NULL, the published output
276 ///      will use the raw OBD-II response format.
277 /// @param[in] wait_for_multiple_responses - If false, When any response is received
278 ///      for this request it will be removed from the active list. If true, the
279 ///      request will remain active until the timeout clock expires, to allow it
280 ///      to receive multiple response. Functional broadcast requests will always
281 ///      waint for the timeout, regardless of this parameter.
282 /// @param[in] decoder - An optional DiagnosticResponseDecoder to parse the payload of
283 ///      responses to this request. If the decoder is NULL, the output will
284 ///      include the raw payload instead of a parsed value.
285 /// @param[in] callback - An optional DiagnosticResponseCallback to be notified whenever a
286 ///      response is received for this request.
287 ///
288 /// @return true if the request was added successfully. Returns false if there
289 /// wasn't a free active request entry, if the frequency was too high or if the
290 /// CAN acceptance filters could not be configured,
291 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::add_request(DiagnosticRequest* request, const std::string& name,
292         bool wait_for_multiple_responses, const DiagnosticResponseDecoder decoder,
293         const DiagnosticResponseCallback callback)
294 {
295         cleanup_active_requests(false);
296
297         active_diagnostic_request_t* entry = nullptr;
298
299         if (non_recurring_requests_.size() <= MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS)
300         {
301                 // TODO: implement Acceptance Filter
302                 //      if(updateRequiredAcceptanceFilters(bus, request)) {
303                         active_diagnostic_request_t* entry = new active_diagnostic_request_t(bus_, request->arbitration_id, name,
304                                         wait_for_multiple_responses, decoder, callback, 0);
305                         entry->set_handle(shims_, request);
306
307                         char request_string[128] = {0};
308                         diagnostic_request_to_string(&entry->get_handle()->request, request_string,
309                                         sizeof(request_string));
310
311                         // Erase any existing request not already cleaned.
312                         cleanup_request(entry, true);
313                         AFB_DEBUG("Added one-time diagnostic request on bus %s: %s",
314                                         bus_.c_str(), request_string);
315
316                         non_recurring_requests_.push_back(entry);
317         }
318         else
319         {
320                 AFB_WARNING("There isn't enough request entry. Vector exhausted %d/%d", (int)non_recurring_requests_.size(), MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
321                 non_recurring_requests_.resize(MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
322         }
323         return entry;
324 }
325
326 /// @brief Validate frequency asked don't get higher than the maximum of a classical
327 /// CAN bus OBD2 request.
328 ///
329 /// @param[in] frequencyHz - frequency asked for sending diagnostic requests.
330 ///
331 /// @return True if frequency is below the Maximum false if not.
332 bool diagnostic_manager_t::validate_optional_request_attributes(float frequencyHz)
333 {
334         if(frequencyHz > MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ) {
335                 AFB_DEBUG("Requested recurring diagnostic frequency %lf is higher than maximum of %d",
336                         frequencyHz, MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ);
337                 return false;
338         }
339         return true;
340 }
341
342 /// @brief Add and send a new recurring diagnostic request.
343 ///
344 /// At most one recurring request can be active for the same arbitration ID, mode
345 /// and (if set) PID on the same bus at one time. If you try and call
346 /// add_recurring_request with the same key, it will return an error.
347 ///
348 /// @param[in] request - The parameters for the request.
349 /// @param[in] name - An optional human readable name this response, to be used when
350 ///      publishing received responses. If the name is NULL, the published output
351 ///      will use the raw OBD-II response format.
352 /// @param[in] wait_for_multiple_responses - If false, When any response is received
353 ///      for this request it will be removed from the active list. If true, the
354 ///      request will remain active until the timeout clock expires, to allow it
355 ///      to receive multiple response. Functional broadcast requests will always
356 ///      waint for the timeout, regardless of this parameter.
357 /// @param[in] decoder - An optional DiagnosticResponseDecoder to parse the payload of
358 ///      responses to this request. If the decoder is NULL, the output will
359 ///      include the raw payload instead of a parsed value.
360 /// @param[in] callback - An optional DiagnosticResponseCallback to be notified whenever a
361 ///      response is received for this request.
362 /// @param[in] frequencyHz - The frequency (in Hz) to send the request. A frequency above
363 ///      MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ is not allowed, and will make this
364 ///      function return false.
365 ///
366 /// @return true if the request was added successfully. Returns false if there
367 /// was too much already running requests, if the frequency was too high TODO:or if the
368 /// CAN acceptance filters could not be configured,
369 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::add_recurring_request(DiagnosticRequest* request, const char* name,
370                 bool wait_for_multiple_responses, const DiagnosticResponseDecoder decoder,
371                 const DiagnosticResponseCallback callback, float frequencyHz)
372 {
373         active_diagnostic_request_t* entry = nullptr;
374
375         if(!validate_optional_request_attributes(frequencyHz))
376                 return entry;
377
378         cleanup_active_requests(false);
379
380         if(find_recurring_request(*request) == nullptr)
381         {
382                 if(recurring_requests_.size() <= MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS)
383                 {
384                         entry = new active_diagnostic_request_t(bus_, request->arbitration_id, name,
385                                         wait_for_multiple_responses, decoder, callback, frequencyHz);
386                         recurring_requests_.push_back(entry);
387
388                         entry->set_handle(shims_, request);
389                         start_diagnostic_request(&shims_, entry->get_handle());
390                 }
391                 else
392                 {
393                         AFB_WARNING("There isn't enough request entry. Vector exhausted %d/%d", (int)recurring_requests_.size(), MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
394                         recurring_requests_.resize(MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
395                 }
396         }
397         else
398                 { AFB_DEBUG("Can't add request, one already exists with same key");}
399         return entry;
400 }
401
402 /// @brief Will decode the diagnostic response and build the final openxc_VehicleMessage to return.
403 ///
404 /// @param[in] adr - A pointer to an active diagnostic request holding a valid diagnostic handle
405 /// @param[in] response - The response to decode from which the Vehicle message will be built and returned
406 ///
407 /// @return A filled openxc_VehicleMessage or a zeroed struct if there is an error.
408 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::relay_diagnostic_response(active_diagnostic_request_t* adr, const DiagnosticResponse& response)
409 {
410         openxc_VehicleMessage message = build_VehicleMessage();
411         float value = (float)diagnostic_payload_to_integer(&response);
412         if(adr->get_decoder() != nullptr)
413         {
414                 value = adr->get_decoder()(&response, value);
415         }
416
417         if((response.success && adr->get_name().size()) > 0)
418         {
419                 // If name, include 'value' instead of payload, and leave of response
420                 // details.
421                 message = build_VehicleMessage(build_SimpleMessage(adr->get_name(), build_DynamicField(value)));
422                 message.has_diagnostic_response = true;
423                 message.diagnostic_response = build_VehicleMessage(adr, response, value).diagnostic_response;
424         }
425         else
426         {
427                 // If no name, only send full details of response but still include 'value'
428                 // instead of 'payload' if they provided a decoder. The one case you
429                 // can't get is the full detailed response with 'value'. We could add
430                 // another parameter for that but it's onerous to carry that around.
431                 message = build_VehicleMessage(adr, response, value);
432         }
433
434         // If not success but completed then the pid isn't supported
435         if(!response.success)
436         {
437                 struct utils::signals_found found_signals;
438                 found_signals = utils::signals_manager_t::instance().find_signals(build_DynamicField(adr->get_name()));
439                 found_signals.diagnostic_messages.front()->set_supported(false);
440                 cleanup_request(adr, true);
441                 AFB_NOTICE("PID not supported or ill formed. Please unsubscribe from it. Error code : %d", response.negative_response_code);
442                 message = build_VehicleMessage(build_SimpleMessage(adr->get_name(), build_DynamicField("This PID isn't supported by your vehicle.")));
443         }
444
445         if(adr->get_callback() != nullptr)
446         {
447                 adr->get_callback()(adr, &response, value);
448         }
449
450         // Reset the completed flag handle to make sure that it will be reprocessed the next time.
451         adr->get_handle()->success = false;
452         return message;
453 }
454
455 /// @brief Will take the CAN message and pass it to the receive functions that will process
456 /// diagnostic handle for each active diagnostic request then depending on the result we will
457 /// return pass the diagnostic response to decode it.
458 ///
459 /// @param[in] entry - A pointer to an active diagnostic request holding a valid diagnostic handle
460 /// @param[in] cm - A raw CAN message.
461 ///
462 /// @return A pointer to a filled openxc_VehicleMessage or a nullptr if nothing has been found.
463 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::relay_diagnostic_handle(active_diagnostic_request_t* entry, const can_message_t& cm)
464 {
465         DiagnosticResponse response = diagnostic_receive_can_frame(&shims_, entry->get_handle(), cm.get_id(), cm.get_data(), cm.get_length());
466         if(response.completed && entry->get_handle()->completed)
467         {
468                 if(entry->get_handle()->success)
469                         return relay_diagnostic_response(entry, response);
470         }
471         else if(!response.completed && response.multi_frame)
472         {
473                 // Reset the timeout clock while completing the multi-frame receive
474                 entry->get_timeout_clock().tick(
475                         entry->get_timeout_clock().get_time_function()());
476         }
477
478         return build_VehicleMessage();
479 }
480
481 /// @brief Find the active diagnostic request with the correct DiagnosticRequestHandle
482 /// member that will understand the CAN message using diagnostic_receive_can_frame function
483 /// from UDS-C library. Then decode it with an ad-hoc method.
484 ///
485 /// @param[in] cm - Raw CAN message received
486 ///
487 /// @return VehicleMessage with decoded value.
488 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::find_and_decode_adr(const can_message_t& cm)
489 {
490         openxc_VehicleMessage vehicle_message = build_VehicleMessage();
491
492         for ( auto entry : non_recurring_requests_)
493         {
494                 vehicle_message = relay_diagnostic_handle(entry, cm);
495                 if (is_valid(vehicle_message))
496                         return vehicle_message;
497         }
498
499         for ( auto entry : recurring_requests_)
500         {
501                 vehicle_message = relay_diagnostic_handle(entry, cm);
502                 if (is_valid(vehicle_message))
503                         return vehicle_message;
504         }
505
506         return vehicle_message;
507 }
508
509 /// @brief Tell if the CAN message received is a diagnostic response.
510 /// Request broadcast ID use 0x7DF and assigned ID goes from 0x7E0 to Ox7E7. That allows up to 8 ECU to respond
511 /// at the same time. The response is the assigned ID + 0x8, so response ID can goes from 0x7E8 to 0x7EF.
512 ///
513 /// @param[in] cm - CAN message received from the socket.
514 ///
515 /// @return True if the active diagnostic request match the response.
516 bool diagnostic_manager_t::is_diagnostic_response(const can_message_t& cm)
517 {
518         if (cm.get_id() >= 0x7e8 && cm.get_id() <= 0x7ef)
519                         return true;
520         return false;
521 }