5242c5bbd0aaf36c21a80ac40fd7fc2715a4e1a0
[apps/agl-service-can-low-level.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 is not initialized at launch but after
53 ///  the initialization of CAN bus devices. 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(dm.get_bus_device_name());
106
107         struct bcm_msg bcm_msg;
108         struct can_frame cf;
109
110         struct timeval freq = current_adr->get_frequency_clock().get_timeval_from_period();
111
112         bcm_msg.msg_head.opcode  = TX_SETUP;
113         bcm_msg.msg_head.can_id  = arbitration_id;
114         bcm_msg.msg_head.flags = SETTIMER|STARTTIMER|TX_CP_CAN_ID;
115         bcm_msg.msg_head.count = 0;
116         bcm_msg.msg_head.ival2.tv_sec = freq.tv_sec;
117         bcm_msg.msg_head.ival2.tv_usec = freq.tv_usec;
118         bcm_msg.msg_head.nframes = 1;
119         cf.can_dlc = size;
120
121         ::memset(cf.data, 0, sizeof(cf.data));
122         ::memcpy(cf.data, data, size);
123
124         bcm_msg.frames[0] = cf;
125
126
127         can_message_t msg = can_message_t();
128
129         msg.set_bcm_msg(bcm_msg);
130
131         tx_socket.write_message(msg);
132         if(tx_socket)
133                 return true;
134         return false;
135 }
136
137 /// @brief The type signature for an optional logging function, if the user
138 /// wishes to provide one. It should print, store or otherwise display the
139 /// message.
140 ///
141 /// message - A format string to log using the given parameters.
142 /// ... (vargs) - the parameters for the format string.
143 ///
144 void diagnostic_manager_t::shims_logger(const char* format, ...)
145 {
146         va_list args;
147         va_start(args, format);
148
149         char buffer[256];
150         vsnprintf(buffer, 256, format, args);
151
152         AFB_DEBUG("%s", buffer);
153         va_end(args);
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.
276 /// @param[in] wait_for_multiple_responses - If false, When any response is received
277 ///      for this request it will be removed from the active list. If true, the
278 ///      request will remain active until the timeout clock expires, to allow it
279 ///      to receive multiple response. Functional broadcast requests will always
280 ///      waint for the timeout, regardless of this parameter.
281 /// @param[in] decoder - An optional DiagnosticResponseDecoder to parse the payload of
282 ///      responses to this request. If the decoder is NULL, the output will
283 ///      include the raw payload instead of a parsed value.
284 /// @param[in] callback - An optional DiagnosticResponseCallback to be notified whenever a
285 ///      response is received for this request.
286 ///
287 /// @return true if the request was added successfully. Returns false if there
288 /// wasn't a free active request entry.
289 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::add_request(DiagnosticRequest* request, const std::string& name,
290         bool wait_for_multiple_responses, const DiagnosticResponseDecoder decoder,
291         const DiagnosticResponseCallback callback)
292 {
293         cleanup_active_requests(false);
294
295         active_diagnostic_request_t* entry = nullptr;
296
297         if (non_recurring_requests_.size() <= MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS)
298         {
299                 active_diagnostic_request_t* entry = new active_diagnostic_request_t(bus_, request->arbitration_id, name,
300                                 wait_for_multiple_responses, decoder, callback, 0, false);
301                 entry->set_handle(shims_, request);
302
303                 char request_string[128] = {0};
304                 diagnostic_request_to_string(&entry->get_handle()->request, request_string,
305                                 sizeof(request_string));
306
307                 // Erase any existing request not already cleaned.
308                 cleanup_request(entry, true);
309                 AFB_DEBUG("Added one-time diagnostic request on bus %s: %s",
310                                 bus_.c_str(), request_string);
311
312                 non_recurring_requests_.push_back(entry);
313         }
314         else
315         {
316                 AFB_WARNING("There isn't enough request entry. Vector exhausted %d/%d", (int)non_recurring_requests_.size(), MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
317                 non_recurring_requests_.resize(MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
318         }
319         return entry;
320 }
321 */
322 /// @brief Validate frequency asked don't get higher than the maximum of a classical
323 /// CAN bus OBD2 request.
324 ///
325 /// @param[in] frequencyHz - frequency asked for sending diagnostic requests.
326 ///
327 /// @return True if frequency is below the Maximum false if not.
328 bool diagnostic_manager_t::validate_optional_request_attributes(float frequencyHz)
329 {
330         if(frequencyHz > MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ) {
331                 AFB_DEBUG("Requested recurring diagnostic frequency %lf is higher than maximum of %d",
332                         frequencyHz, MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ);
333                 return false;
334         }
335         return true;
336 }
337
338 /// @brief Add and send a new recurring diagnostic request.
339 ///
340 /// At most one recurring request can be active for the same arbitration ID, mode
341 /// and (if set) PID on the same bus at one time. If you try and call
342 /// add_recurring_request with the same key, it will return an error.
343 ///
344 /// @param[in] request - The parameters for the request.
345 /// @param[in] name - An optional human readable name this response, to be used when
346 ///      publishing received responses. If the name is NULL, the published output
347 ///      will use the raw OBD-II response format.
348 /// @param[in] wait_for_multiple_responses - If false, When any response is received
349 ///      for this request it will be removed from the active list. If true, the
350 ///      request will remain active until the timeout clock expires, to allow it
351 ///      to receive multiple response. Functional broadcast requests will always
352 ///      waint for the timeout, regardless of this parameter.
353 /// @param[in] decoder - An optional DiagnosticResponseDecoder to parse the payload of
354 ///      responses to this request. If the decoder is NULL, the output will
355 ///      include the raw payload instead of a parsed value.
356 /// @param[in] callback - An optional DiagnosticResponseCallback to be notified whenever a
357 ///      response is received for this request.
358 /// @param[in] frequencyHz - The frequency (in Hz) to send the request. A frequency above
359 ///      MAX_RECURRING_DIAGNOSTIC_FREQUENCY_HZ is not allowed, and will make this
360 ///      function return false.
361 ///
362 /// @return true if the request was added successfully. Returns false if there
363 /// was too much already running requests, or if the frequency was too high.
364 active_diagnostic_request_t* diagnostic_manager_t::add_recurring_request(DiagnosticRequest* request, const char* name,
365                 bool wait_for_multiple_responses, const DiagnosticResponseDecoder decoder,
366                 const DiagnosticResponseCallback callback, float frequencyHz, bool permanent)
367 {
368         active_diagnostic_request_t* entry = nullptr;
369
370         if(!validate_optional_request_attributes(frequencyHz))
371                 return entry;
372
373         cleanup_active_requests(false);
374
375         if(find_recurring_request(*request) == nullptr)
376         {
377                 if(recurring_requests_.size() <= MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS)
378                 {
379                         entry = new active_diagnostic_request_t(bus_, request->arbitration_id, name,
380                                         wait_for_multiple_responses, decoder, callback, frequencyHz, permanent);
381                         recurring_requests_.push_back(entry);
382
383                         entry->set_handle(shims_, request);
384                         start_diagnostic_request(&shims_, entry->get_handle());
385                 }
386                 else
387                 {
388                         AFB_WARNING("There isn't enough request entry. Vector exhausted %d/%d", (int)recurring_requests_.size(), MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
389                         recurring_requests_.resize(MAX_SIMULTANEOUS_DIAG_REQUESTS);
390                 }
391         }
392         else
393                 { AFB_DEBUG("Can't add request, one already exists with same key");}
394         return entry;
395 }
396
397 /// @brief Will decode the diagnostic response and build the final openxc_VehicleMessage to return.
398 ///
399 /// @param[in] adr - A pointer to an active diagnostic request holding a valid diagnostic handle
400 /// @param[in] response - The response to decode from which the Vehicle message will be built and returned
401 ///
402 /// @return A filled openxc_VehicleMessage or a zeroed struct if there is an error.
403 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::relay_diagnostic_response(active_diagnostic_request_t* adr, const DiagnosticResponse& response, const uint64_t timestamp)
404 {
405         openxc_VehicleMessage message = build_VehicleMessage();
406         float value = (float)diagnostic_payload_to_integer(&response);
407
408         struct utils::signals_found found_signals;
409         found_signals = utils::signals_manager_t::instance().find_signals(build_DynamicField((double) adr->get_pid()));
410
411         if(adr->get_decoder() != nullptr)
412         {
413                 value = adr->get_decoder()(&response, value);
414         }
415
416         if((response.success && adr->get_name().size()) > 0)
417         {
418                 // If name, include 'value' instead of payload, and leave of response
419                 // details.
420                 message = build_VehicleMessage(build_SimpleMessage(adr->get_name(), build_DynamicField(value)));
421                 message.has_diagnostic_response = true;
422                 message.diagnostic_response = build_VehicleMessage(adr, response, value).diagnostic_response;
423         }
424         else
425         {
426                 // If no name, only send full details of response but still include 'value'
427                 // instead of 'payload' if they provided a decoder. The one case you
428                 // can't get is the full detailed response with 'value'. We could add
429                 // another parameter for that but it's onerous to carry that around.
430                 message = build_VehicleMessage(adr, response, value);
431         }
432
433         // If not success but completed then the pid isn't supported
434         if(!response.success)
435         {
436                 found_signals.diagnostic_messages.front()->set_supported(false);
437                 cleanup_request(adr, true);
438                 AFB_NOTICE("PID not supported or ill formed. Please unsubscribe from it. Error code : %d", response.negative_response_code);
439                 message = build_VehicleMessage(build_SimpleMessage(adr->get_name(), build_DynamicField("This PID isn't supported by your vehicle.")));
440         }
441
442         if(adr->get_callback() != nullptr)
443         {
444                 adr->get_callback()(adr, &response, value);
445         }
446
447         // Reset the completed flag handle to make sure that it will be reprocessed the next time.
448         adr->get_handle()->success = false;
449
450         // Save value and timestamp of diagnostic message
451         if(!found_signals.diagnostic_messages.empty())
452         {
453                 // Then, for each diag_message found
454                 for(const auto& diag_mess: found_signals.diagnostic_messages)
455                 {
456                         // Save value and timestamp for this message
457                         diag_mess->set_received(true);
458                         diag_mess->set_last_value(value);
459                         diag_mess->set_timestamp(timestamp);
460                 }
461         }
462
463         return message;
464 }
465
466 /// @brief Will take the CAN message and pass it to the receive functions that will process
467 /// diagnostic handle for each active diagnostic request then depending on the result we will
468 /// return pass the diagnostic response to decode it.
469 ///
470 /// @param[in] entry - A pointer to an active diagnostic request holding a valid diagnostic handle
471 /// @param[in] cm - A raw CAN message.
472 ///
473 /// @return A pointer to a filled openxc_VehicleMessage or a nullptr if nothing has been found.
474 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::relay_diagnostic_handle(active_diagnostic_request_t* entry, std::shared_ptr<message_t> m)
475 {
476         DiagnosticResponse response = diagnostic_receive_can_frame(&shims_, entry->get_handle(), m->get_id(), m->get_data(), (uint8_t)m->get_length());
477         if(response.completed && entry->get_handle()->completed)
478         {
479                 if(entry->get_handle()->success)
480                         return relay_diagnostic_response(entry, response, m->get_timestamp());
481         }
482         else if(!response.completed && response.multi_frame)
483         {
484                 // Reset the timeout clock while completing the multi-frame receive
485                 entry->get_timeout_clock().tick(
486                         entry->get_timeout_clock().get_time_function()());
487         }
488
489         return build_VehicleMessage();
490 }
491
492 /// @brief Find the active diagnostic request with the correct DiagnosticRequestHandle
493 /// member that will understand the CAN message using diagnostic_receive_can_frame function
494 /// from UDS-C library. Then decode it with an ad-hoc method.
495 ///
496 /// @param[in] cm - Raw CAN message received
497 ///
498 /// @return VehicleMessage with decoded value.
499 openxc_VehicleMessage diagnostic_manager_t::find_and_decode_adr(std::shared_ptr<message_t> m)
500 {
501         openxc_VehicleMessage vehicle_message = build_VehicleMessage();
502
503         for ( auto entry : non_recurring_requests_)
504         {
505                 vehicle_message = relay_diagnostic_handle(entry, m);
506                 if (is_valid(vehicle_message))
507                         return vehicle_message;
508         }
509
510         for ( auto entry : recurring_requests_)
511         {
512                 vehicle_message = relay_diagnostic_handle(entry, m);
513                 if (is_valid(vehicle_message))
514                         return vehicle_message;
515         }
516
517         return vehicle_message;
518 }
519
520 /// @brief Tell if the CAN message received is a diagnostic response.
521 /// Request broadcast ID use 0x7DF and assigned ID goes from 0x7E0 to Ox7E7. That allows up to 8 ECU to respond
522 /// at the same time. The response is the assigned ID + 0x8, so response ID can goes from 0x7E8 to 0x7EF.
523 ///
524 /// @param[in] cm - CAN message received from the socket.
525 ///
526 /// @return True if the active diagnostic request match the response.
527 bool diagnostic_manager_t::is_diagnostic_response(std::shared_ptr<message_t> m)
528 {
529         if(m->get_flags()&STANDARD_ID || m->get_flags()&EXTENDED_ID)
530         {
531                 if (m->get_id() >= 0x7e8 && m->get_id() <= 0x7ef)
532                                 return true;
533         }
534         return false;
535 }