Add hint to upstream documentation
[elmcan.git] / readme.rst
1 .. SPDX-License-Identifier: (GPL-2.0-only OR BSD-3-Clause)
2
3 can327: ELM327 driver for Linux SocketCAN
4 ==========================================
5
6 Upstream
7 --------
8
9 This driver has become an official part of Linux since v6.0:
10
11     https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/tree/drivers/net/can/can327.c?h=v6.0
12
13 Please send patches upstream to [linux-can] and the maintainers for
14 this driver.
15
16 I may or may not backport upstream patches to this downstream
17 repository, and/or use it for further pre-upstream work.
18
19
20
21 Out-of-tree version
22 --------------------
23
24 This is the non-upstreamed version of the can327 driver.
25 Please see out-of-tree.rst for compilation/usage hints.
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29 Authors
30 --------
31
32 Max Staudt <max-linux@enpas.org>
33
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35
36 Motivation
37 -----------
38
39 This driver aims to lower the initial cost for hackers interested in
40 working with CAN buses.
41
42 CAN adapters are expensive, few, and far between.
43 ELM327 interfaces are cheap and plentiful.
44 Let's use ELM327s as CAN adapters.
45
46
47
48 Introduction
49 -------------
50
51 This driver is an effort to turn abundant ELM327 based OBD interfaces
52 into full fledged (as far as possible) CAN interfaces.
53
54 Since the ELM327 was never meant to be a stand alone CAN controller,
55 the driver has to switch between its modes as quickly as possible in
56 order to fake full-duplex operation.
57
58 As such, can327 is a best effort driver. However, this is more than
59 enough to implement simple request-response protocols (such as OBD II),
60 and to monitor broadcast messages on a bus (such as in a vehicle).
61
62 Most ELM327s come as nondescript serial devices, attached via USB or
63 Bluetooth. The driver cannot recognize them by itself, and as such it
64 is up to the user to attach it in form of a TTY line discipline
65 (similar to PPP, SLIP, slcan, ...).
66
67 This driver is meant for ELM327 versions 1.4b and up, see below for
68 known limitations in older controllers and clones.
69
70
71
72 Data sheet
73 -----------
74
75 The official data sheets can be found at ELM electronics' home page:
76
77   https://www.elmelectronics.com/
78
79
80
81 How to attach the line discipline
82 ----------------------------------
83
84 Every ELM327 chip is factory programmed to operate at a serial setting
85 of 38400 baud/s, 8 data bits, no parity, 1 stopbit.
86
87 If you have kept this default configuration, the line discipline can
88 be attached on a command prompt as follows::
89
90     sudo ldattach \
91            --debug \
92            --speed 38400 \
93            --eightbits \
94            --noparity \
95            --onestopbit \
96            --iflag -ICRNL,INLCR,-IXOFF \
97            29 \
98            /dev/ttyUSB0
99
100 To change the ELM327's serial settings, please refer to its data
101 sheet. This needs to be done before attaching the line discipline.
102
103 Once the ldisc is attached, the CAN interface starts out unconfigured.
104 Set the speed before starting it::
105
106     # The interface needs to be down to change parameters
107     sudo ip link set can0 down
108     sudo ip link set can0 type can bitrate 500000
109     sudo ip link set can0 up
110
111 500000 bit/s is a common rate for OBD-II diagnostics.
112 If you're connecting straight to a car's OBD port, this is the speed
113 that most cars (but not all!) expect.
114
115 After this, you can set out as usual with candump, cansniffer, etc.
116
117
118
119 How to check the controller version
120 ------------------------------------
121
122 Use a terminal program to attach to the controller.
123
124 After issuing the "``AT WS``" command, the controller will respond with
125 its version::
126
127     >AT WS
128
129
130     ELM327 v1.4b
131
132     >
133
134 Note that clones may claim to be any version they like.
135 It is not indicative of their actual feature set.
136
137
138
139
140 Communication example
141 ----------------------
142
143 This is a short and incomplete introduction on how to talk to an ELM327.
144 It is here to guide understanding of the controller's and the driver's
145 limitation (listed below) as well as manual testing.
146
147
148 The ELM327 has two modes:
149
150 - Command mode
151 - Reception mode
152
153 In command mode, it expects one command per line, terminated by CR.
154 By default, the prompt is a "``>``", after which a command can be
155 entered::
156
157     >ATE1
158     OK
159     >
160
161 The init script in the driver switches off several configuration options
162 that are only meaningful in the original OBD scenario the chip is meant
163 for, and are actually a hindrance for can327.
164
165
166 When a command is not recognized, such as by an older version of the
167 ELM327, a question mark is printed as a response instead of OK::
168
169     >ATUNKNOWN
170     ?
171     >
172
173 At present, can327 does not evaluate this response. See the section
174 below on known limitations for details.
175
176
177 When a CAN frame is to be sent, the target address is configured, after
178 which the frame is sent as a command that consists of the data's hex
179 dump::
180
181     >ATSH123
182     OK
183     >DEADBEEF12345678
184     OK
185     >
186
187 The above interaction sends the SFF frame "``DE AD BE EF 12 34 56 78``"
188 with (11 bit) CAN ID ``0x123``.
189 For this to function, the controller must be configured for SFF sending
190 mode (using "``AT PB``", see code or datasheet).
191
192
193 Once a frame has been sent and wait-for-reply mode is on (``ATR1``,
194 configured on ``listen-only=off``), or when the reply timeout expires
195 and the driver sets the controller into monitoring mode (``ATMA``),
196 the ELM327 will send one line for each received CAN frame, consisting
197 of CAN ID, DLC, and data::
198
199     123 8 DEADBEEF12345678
200
201 For EFF (29 bit) CAN frames, the address format is slightly different,
202 which can327 uses to tell the two apart::
203
204     12 34 56 78 8 DEADBEEF12345678
205
206 The ELM327 will receive both SFF and EFF frames - the current CAN
207 config (``ATPB``) does not matter.
208
209
210 If the ELM327's internal UART sending buffer runs full, it will abort
211 the monitoring mode, print "BUFFER FULL" and drop back into command
212 mode. Note that in this case, unlike with other error messages, the
213 error message may appear on the same line as the last (usually
214 incomplete) data frame::
215
216     12 34 56 78 8 DEADBEEF123 BUFFER FULL
217
218
219
220 Known limitations of the controller
221 ------------------------------------
222
223 - Clone devices ("v1.5" and others)
224
225   Sending RTR frames is not supported and will be dropped silently.
226
227   Receiving RTR with DLC 8 will appear to be a regular frame with
228   the last received frame's DLC and payload.
229
230   "``AT CSM``" (CAN Silent Monitoring, i.e. don't send CAN ACKs) is
231   not supported, and is hard coded to ON. Thus, frames are not ACKed
232   while listening: "``AT MA``" (Monitor All) will always be "silent".
233   However, immediately after sending a frame, the ELM327 will be in
234   "receive reply" mode, in which it *does* ACK any received frames.
235   Once the bus goes silent, or an error occurs (such as BUFFER FULL),
236   or the receive reply timeout runs out, the ELM327 will end reply
237   reception mode on its own and can327 will fall back to "``AT MA``"
238   in order to keep monitoring the bus.
239
240   Other limitations may apply, depending on the clone and the quality
241   of its firmware.
242
243
244 - All versions
245
246   No full duplex operation is supported. The driver will switch
247   between input/output mode as quickly as possible.
248
249   The length of outgoing RTR frames cannot be set. In fact, some
250   clones (tested with one identifying as "``v1.5``") are unable to
251   send RTR frames at all.
252
253   We don't have a way to get real-time notifications on CAN errors.
254   While there is a command (``AT CS``) to retrieve some basic stats,
255   we don't poll it as it would force us to interrupt reception mode.
256
257
258 - Versions prior to 1.4b
259
260   These versions do not send CAN ACKs when in monitoring mode (AT MA).
261   However, they do send ACKs while waiting for a reply immediately
262   after sending a frame. The driver maximizes this time to make the
263   controller as useful as possible.
264
265   Starting with version 1.4b, the ELM327 supports the "``AT CSM``"
266   command, and the "listen-only" CAN option will take effect.
267
268
269 - Versions prior to 1.4
270
271   These chips do not support the "``AT PB``" command, and thus cannot
272   change bitrate or SFF/EFF mode on-the-fly. This will have to be
273   programmed by the user before attaching the line discipline. See the
274   data sheet for details.
275
276
277 - Versions prior to 1.3
278
279   These chips cannot be used at all with can327. They do not support
280   the "``AT D1``" command, which is necessary to avoid parsing conflicts
281   on incoming data, as well as distinction of RTR frame lengths.
282
283   Specifically, this allows for easy distinction of SFF and EFF
284   frames, and to check whether frames are complete. While it is possible
285   to deduce the type and length from the length of the line the ELM327
286   sends us, this method fails when the ELM327's UART output buffer
287   overruns. It may abort sending in the middle of the line, which will
288   then be mistaken for something else.
289
290
291
292 Known limitations of the driver
293 --------------------------------
294
295 - No 8/7 timing.
296
297   ELM327 can only set CAN bitrates that are of the form 500000/n, where
298   n is an integer divisor.
299   However there is an exception: With a separate flag, it may set the
300   speed to be 8/7 of the speed indicated by the divisor.
301   This mode is not currently implemented.
302
303 - No evaluation of command responses.
304
305   The ELM327 will reply with OK when a command is understood, and with ?
306   when it is not. The driver does not currently check this, and simply
307   assumes that the chip understands every command.
308   The driver is built such that functionality degrades gracefully
309   nevertheless. See the section on known limitations of the controller.
310
311 - No use of hardware CAN ID filtering
312
313   An ELM327's UART sending buffer will easily overflow on heavy CAN bus
314   load, resulting in the "``BUFFER FULL``" message. Using the hardware
315   filters available through "``AT CF xxx``" and "``AT CM xxx``" would be
316   helpful here, however SocketCAN does not currently provide a facility
317   to make use of such hardware features.
318
319
320
321 Rationale behind the chosen configuration
322 ------------------------------------------
323
324 ``AT E1``
325   Echo on
326
327   We need this to be able to get a prompt reliably.
328
329 ``AT S1``
330   Spaces on
331
332   We need this to distinguish 11/29 bit CAN addresses received.
333
334   Note:
335   We can usually do this using the line length (odd/even),
336   but this fails if the line is not transmitted fully to
337   the host (BUFFER FULL).
338
339 ``AT D1``
340   DLC on
341
342   We need this to tell the "length" of RTR frames.
343
344
345
346 A note on CAN bus termination
347 ------------------------------
348
349 Your adapter may have resistors soldered in which are meant to terminate
350 the bus. This is correct when it is plugged into a OBD-II socket, but
351 not helpful when trying to tap into the middle of an existing CAN bus.
352
353 If communications don't work with the adapter connected, check for the
354 termination resistors on its PCB and try removing them.