Delete obsolete references.
[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 const std::string diagnostic_manager_t::get_bus_name() const
153 {
154         return bus_;
155 }
156
157 const std::string diagnostic_manager_t::get_bus_device_name() const
158 {
159         return application_t::instance().get_can_bus_manager()
160                 .get_can_device_name(bus_);
161 }
162
163 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::get_last_recurring_requests() const
164 {
165         return recurring_requests_.back();
166 }
167
168 /// @brief Return diagnostic manager shims member.
169 DiagnosticShims& diagnostic_manager_t::get_shims()
170 {
171         return shims_;
172 }
173
174 /// @brief Search for a specific active diagnostic request in the provided requests list
175 /// and erase it from the vector. This is useful at unsubscription to clean up the list otherwize
176 /// all received CAN messages will be passed to DiagnosticRequestHandle of all active diagnostic request
177 /// contained in the vector but no event if connected to, so we will decode uneeded request.
178 ///
179 /// @param[in] entry - a pointer of an active_diagnostic_request instance to clean up
180 /// @param[in] requests_list - a vector where to make the search and cleaning.
181 void diagnostic_manager_t::find_and_erase(active_diagnostic_request_t* entry, std::vector<active_diagnostic_request_t*>& requests_list)
182 {
183         auto i = std::find(requests_list.begin(), requests_list.end(), entry);
184         if ( i != requests_list.end())
185                 requests_list.erase(i);
186 }
187
188 /// @brief Free memory allocated on active_diagnostic_request_t object and close the socket.
189 void diagnostic_manager_t::cancel_request(active_diagnostic_request_t* entry)
190 {
191         entry->get_socket().close();
192         delete entry;
193         entry = nullptr;
194 }
195
196 /// @brief Cleanup a specific request if it isn't running and get complete. As it is almost
197 /// impossible to get that state for a recurring request without waiting for that, you can
198 /// force the cleaning operation.
199 ///
200 /// @param[in] entry - the request to clean
201 /// @param[in] force - Force the cleaning or not ?
202 void diagnostic_manager_t::cleanup_request(active_diagnostic_request_t* entry, bool force)
203 {
204         if(entry != nullptr && (force || entry->response_received()))
205         {
206                 char request_string[128] = {0};
207                 diagnostic_request_to_string(&entry->get_handle()->request,
208                         request_string, sizeof(request_string));
209                 if(force && entry->get_recurring())
210                 {
211                         cancel_request(entry);
212                         find_and_erase(entry, recurring_requests_);
213                         AFB_DEBUG("Cancelling completed, recurring request: %s", request_string);
214                 }
215                 else if (!entry->get_recurring())
216                 {
217                         AFB_DEBUG("Cancelling completed, non-recurring request: %s", request_string);
218                         cancel_request(entry);
219                         find_and_erase(entry, non_recurring_requests_);
220                 }
221         }
222 }
223
224 /// @brief Clean up all requests lists, recurring and not recurring.
225 ///
226 /// @param[in] force - Force the cleaning or not ? If true, that will do
227 /// the same effect as a call to reset().
228 void diagnostic_manager_t::cleanup_active_requests(bool force)
229 {
230         for(auto& entry : non_recurring_requests_)
231         {
232                 if (entry != nullptr)
233                         cleanup_request(entry, force);
234         }
235
236         for(auto& entry : recurring_requests_)
237          {
238                 if (entry != nullptr)
239                         cleanup_request(entry, force);
240          }
241 }
242
243 /// @brief Will return the active_diagnostic_request_t pointer for theDiagnosticRequest or nullptr if
244 /// not found.
245 ///
246 /// @param[in] request - Search key, method will go through recurring list to see if it find that request
247 ///  holded by the DiagnosticHandle member.
248 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::find_recurring_request(DiagnosticRequest& request)
249 {
250         for (auto& entry : recurring_requests_)
251         {
252                 if(entry != nullptr)
253                 {
254                         if(diagnostic_request_equals(&entry->get_handle()->request, &request))
255                                 {return entry;}
256                 }
257         }
258         return nullptr;
259 }
260
261 /// @brief Add and send a new one-time diagnostic request. DON'T USED AT THIS TIME
262 ///
263 /// A one-time (aka non-recurring) request can existing in parallel with a
264 /// recurring request for the same PID or mode, that's not a problem.
265 ///
266 /// For an example, see the docs for addRecurringRequest. This function is very
267 /// similar but leaves out the frequencyHz parameter.
268 ///
269 /// @param[in] request - The parameters for the request.
270 /// @param[in] name - Human readable name this response, to be used when
271 ///      publishing received responses.
272 /// @param[in] wait_for_multiple_responses - If false, When any response is received
273 ///      for this request it will be removed from the active list. If true, the
274 ///      request will remain active until the timeout clock expires, to allow it
275 ///      to receive multiple response. Functional broadcast requests will always
276 ///      waint for the timeout, regardless of this parameter.
277 /// @param[in] decoder - An optional DiagnosticResponseDecoder to parse the payload of
278 ///      responses to this request. If the decoder is NULL, the output will
279 ///      include the raw payload instead of a parsed value.
280 /// @param[in] callback - An optional DiagnosticResponseCallback to be notified whenever a
281 ///      response is received for this request.
282 ///
283 /// @return true if the request was added successfully. Returns false if there
284 /// wasn't a free active request entry.
285 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::add_request(DiagnosticRequest* request, const std::string& name,
286         bool wait_for_multiple_responses, const DiagnosticResponseDecoder decoder,
287         const DiagnosticResponseCallback callback)
288 {
289         cleanup_active_requests(false);
290
291         active_diagnostic_request_t* entry = nullptr;
292
293         if (non_recurring_requests_.size() <= MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS)
294         {
295                 active_diagnostic_request_t* entry = new active_diagnostic_request_t(bus_, request->arbitration_id, name,
296                                 wait_for_multiple_responses, decoder, callback, 0);
297                 entry->set_handle(shims_, request);
298
299                 char request_string[128] = {0};
300                 diagnostic_request_to_string(&entry->get_handle()->request, request_string,
301                                 sizeof(request_string));
302
303                 // Erase any existing request not already cleaned.
304                 cleanup_request(entry, true);
305                 AFB_DEBUG("Added one-time diagnostic request on bus %s: %s",
306                                 bus_.c_str(), request_string);
307
308                 non_recurring_requests_.push_back(entry);
309         }
310         else
311         {
312                 AFB_WARNING("There isn't enough request entry. Vector exhausted %d/%d", (int)non_recurring_requests_.size(), MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
313                 non_recurring_requests_.resize(MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
314         }
315         return entry;
316 }
317
318 /// @brief Validate frequency asked don't get higher than the maximum of a classical
319 /// CAN bus OBD2 request.
320 ///
321 /// @param[in] frequencyHz - frequency asked for sending diagnostic requests.
322 ///
323 /// @return True if frequency is below the Maximum false if not.
324 bool diagnostic_manager_t::validate_optional_request_attributes(float frequencyHz)
325 {
326         if(frequencyHz > MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ) {
327                 AFB_DEBUG("Requested recurring diagnostic frequency %lf is higher than maximum of %d",
328                         frequencyHz, MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ);
329                 return false;
330         }
331         return true;
332 }
333
334 /// @brief Add and send a new recurring diagnostic request.
335 ///
336 /// At most one recurring request can be active for the same arbitration ID, mode
337 /// and (if set) PID on the same bus at one time. If you try and call
338 /// add_recurring_request with the same key, it will return an error.
339 ///
340 /// @param[in] request - The parameters for the request.
341 /// @param[in] name - An optional human readable name this response, to be used when
342 ///      publishing received responses. If the name is NULL, the published output
343 ///      will use the raw OBD-II response format.
344 /// @param[in] wait_for_multiple_responses - If false, When any response is received
345 ///      for this request it will be removed from the active list. If true, the
346 ///      request will remain active until the timeout clock expires, to allow it
347 ///      to receive multiple response. Functional broadcast requests will always
348 ///      waint for the timeout, regardless of this parameter.
349 /// @param[in] decoder - An optional DiagnosticResponseDecoder to parse the payload of
350 ///      responses to this request. If the decoder is NULL, the output will
351 ///      include the raw payload instead of a parsed value.
352 /// @param[in] callback - An optional DiagnosticResponseCallback to be notified whenever a
353 ///      response is received for this request.
354 /// @param[in] frequencyHz - The frequency (in Hz) to send the request. A frequency above
355 ///      MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ is not allowed, and will make this
356 ///      function return false.
357 ///
358 /// @return true if the request was added successfully. Returns false if there
359 /// was too much already running requests, or if the frequency was too high.
360 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::add_recurring_request(DiagnosticRequest* request, const char* name,
361                 bool wait_for_multiple_responses, const DiagnosticResponseDecoder decoder,
362                 const DiagnosticResponseCallback callback, float frequencyHz)
363 {
364         active_diagnostic_request_t* entry = nullptr;
365
366         if(!validate_optional_request_attributes(frequencyHz))
367                 return entry;
368
369         cleanup_active_requests(false);
370
371         if(find_recurring_request(*request) == nullptr)
372         {
373                 if(recurring_requests_.size() <= MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS)
374                 {
375                         entry = new active_diagnostic_request_t(bus_, request->arbitration_id, name,
376                                         wait_for_multiple_responses, decoder, callback, frequencyHz);
377                         recurring_requests_.push_back(entry);
378
379                         entry->set_handle(shims_, request);
380                         start_diagnostic_request(&shims_, entry->get_handle());
381                 }
382                 else
383                 {
384                         AFB_WARNING("There isn't enough request entry. Vector exhausted %d/%d", (int)recurring_requests_.size(), MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
385                         recurring_requests_.resize(MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
386                 }
387         }
388         else
389                 { AFB_DEBUG("Can't add request, one already exists with same key");}
390         return entry;
391 }
392
393 /// @brief Will decode the diagnostic response and build the final openxc_VehicleMessage to return.
394 ///
395 /// @param[in] adr - A pointer to an active diagnostic request holding a valid diagnostic handle
396 /// @param[in] response - The response to decode from which the Vehicle message will be built and returned
397 ///
398 /// @return A filled openxc_VehicleMessage or a zeroed struct if there is an error.
399 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::relay_diagnostic_response(active_diagnostic_request_t* adr, const DiagnosticResponse& response)
400 {
401         openxc_VehicleMessage message = build_VehicleMessage();
402         float value = (float)diagnostic_payload_to_integer(&response);
403         if(adr->get_decoder() != nullptr)
404         {
405                 value = adr->get_decoder()(&response, value);
406         }
407
408         if((response.success && adr->get_name().size()) > 0)
409         {
410                 // If name, include 'value' instead of payload, and leave of response
411                 // details.
412                 message = build_VehicleMessage(build_SimpleMessage(adr->get_name(), build_DynamicField(value)));
413                 message.has_diagnostic_response = true;
414                 message.diagnostic_response = build_VehicleMessage(adr, response, value).diagnostic_response;
415         }
416         else
417         {
418                 // If no name, only send full details of response but still include 'value'
419                 // instead of 'payload' if they provided a decoder. The one case you
420                 // can't get is the full detailed response with 'value'. We could add
421                 // another parameter for that but it's onerous to carry that around.
422                 message = build_VehicleMessage(adr, response, value);
423         }
424
425         // If not success but completed then the pid isn't supported
426         if(!response.success)
427         {
428                 struct utils::signals_found found_signals;
429                 found_signals = utils::signals_manager_t::instance().find_signals(build_DynamicField(adr->get_name()));
430                 found_signals.diagnostic_messages.front()->set_supported(false);
431                 cleanup_request(adr, true);
432                 AFB_NOTICE("PID not supported or ill formed. Please unsubscribe from it. Error code : %d", response.negative_response_code);
433                 message = build_VehicleMessage(build_SimpleMessage(adr->get_name(), build_DynamicField("This PID isn't supported by your vehicle.")));
434         }
435
436         if(adr->get_callback() != nullptr)
437         {
438                 adr->get_callback()(adr, &response, value);
439         }
440
441         // Reset the completed flag handle to make sure that it will be reprocessed the next time.
442         adr->get_handle()->success = false;
443         return message;
444 }
445
446 /// @brief Will take the CAN message and pass it to the receive functions that will process
447 /// diagnostic handle for each active diagnostic request then depending on the result we will
448 /// return pass the diagnostic response to decode it.
449 ///
450 /// @param[in] entry - A pointer to an active diagnostic request holding a valid diagnostic handle
451 /// @param[in] cm - A raw CAN message.
452 ///
453 /// @return A pointer to a filled openxc_VehicleMessage or a nullptr if nothing has been found.
454 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::relay_diagnostic_handle(active_diagnostic_request_t* entry, const can_message_t& cm)
455 {
456         DiagnosticResponse response = diagnostic_receive_can_frame(&shims_, entry->get_handle(), cm.get_id(), cm.get_data(), cm.get_length());
457         if(response.completed && entry->get_handle()->completed)
458         {
459                 if(entry->get_handle()->success)
460                         return relay_diagnostic_response(entry, response);
461         }
462         else if(!response.completed && response.multi_frame)
463         {
464                 // Reset the timeout clock while completing the multi-frame receive
465                 entry->get_timeout_clock().tick(
466                         entry->get_timeout_clock().get_time_function()());
467         }
468
469         return build_VehicleMessage();
470 }
471
472 /// @brief Find the active diagnostic request with the correct DiagnosticRequestHandle
473 /// member that will understand the CAN message using diagnostic_receive_can_frame function
474 /// from UDS-C library. Then decode it with an ad-hoc method.
475 ///
476 /// @param[in] cm - Raw CAN message received
477 ///
478 /// @return VehicleMessage with decoded value.
479 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::find_and_decode_adr(const can_message_t& cm)
480 {
481         openxc_VehicleMessage vehicle_message = build_VehicleMessage();
482
483         for ( auto entry : non_recurring_requests_)
484         {
485                 vehicle_message = relay_diagnostic_handle(entry, cm);
486                 if (is_valid(vehicle_message))
487                         return vehicle_message;
488         }
489
490         for ( auto entry : recurring_requests_)
491         {
492                 vehicle_message = relay_diagnostic_handle(entry, cm);
493                 if (is_valid(vehicle_message))
494                         return vehicle_message;
495         }
496
497         return vehicle_message;
498 }
499
500 /// @brief Tell if the CAN message received is a diagnostic response.
501 /// Request broadcast ID use 0x7DF and assigned ID goes from 0x7E0 to Ox7E7. That allows up to 8 ECU to respond
502 /// at the same time. The response is the assigned ID + 0x8, so response ID can goes from 0x7E8 to 0x7EF.
503 ///
504 /// @param[in] cm - CAN message received from the socket.
505 ///
506 /// @return True if the active diagnostic request match the response.
507 bool diagnostic_manager_t::is_diagnostic_response(const can_message_t& cm)
508 {
509         if (cm.get_id() >= 0x7e8 && cm.get_id() <= 0x7ef)
510                         return true;
511         return false;
512 }