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 For documentation and how to use the driver, please refer to the
14 documentation that comes with your Linux kernel version, since
15 the details may change as the driver evolves. The documentation
16 below applies ONLY to the downstream driver.
17
18     https://www.kernel.org/doc/html/latest/networking/device_drivers/can/can327.html
19
20 Please send patches upstream to [linux-can] and the maintainers for
21 this driver.
22
23 I may or may not backport upstream patches to this downstream
24 repository, and/or use it for further pre-upstream work.
25
26
27
28 Out-of-tree version
29 --------------------
30
31 This is the non-upstreamed version of the can327 driver.
32 Please see out-of-tree.rst for compilation/usage hints.
33
34
35
36 Authors
37 --------
38
39 Max Staudt <max-linux@enpas.org>
40
41
42
43 Motivation
44 -----------
45
46 This driver aims to lower the initial cost for hackers interested in
47 working with CAN buses.
48
49 CAN adapters are expensive, few, and far between.
50 ELM327 interfaces are cheap and plentiful.
51 Let's use ELM327s as CAN adapters.
52
53
54
55 Introduction
56 -------------
57
58 This driver is an effort to turn abundant ELM327 based OBD interfaces
59 into full fledged (as far as possible) CAN interfaces.
60
61 Since the ELM327 was never meant to be a stand alone CAN controller,
62 the driver has to switch between its modes as quickly as possible in
63 order to fake full-duplex operation.
64
65 As such, can327 is a best effort driver. However, this is more than
66 enough to implement simple request-response protocols (such as OBD II),
67 and to monitor broadcast messages on a bus (such as in a vehicle).
68
69 Most ELM327s come as nondescript serial devices, attached via USB or
70 Bluetooth. The driver cannot recognize them by itself, and as such it
71 is up to the user to attach it in form of a TTY line discipline
72 (similar to PPP, SLIP, slcan, ...).
73
74 This driver is meant for ELM327 versions 1.4b and up, see below for
75 known limitations in older controllers and clones.
76
77
78
79 Data sheet
80 -----------
81
82 The official data sheets can be found at ELM electronics' home page:
83
84   https://www.elmelectronics.com/
85
86
87
88 How to attach the line discipline
89 ----------------------------------
90
91 Every ELM327 chip is factory programmed to operate at a serial setting
92 of 38400 baud/s, 8 data bits, no parity, 1 stopbit.
93
94 If you have kept this default configuration, the line discipline can
95 be attached on a command prompt as follows::
96
97     sudo ldattach \
98            --debug \
99            --speed 38400 \
100            --eightbits \
101            --noparity \
102            --onestopbit \
103            --iflag -ICRNL,INLCR,-IXOFF \
104            29 \
105            /dev/ttyUSB0
106
107 To change the ELM327's serial settings, please refer to its data
108 sheet. This needs to be done before attaching the line discipline.
109
110 Once the ldisc is attached, the CAN interface starts out unconfigured.
111 Set the speed before starting it::
112
113     # The interface needs to be down to change parameters
114     sudo ip link set can0 down
115     sudo ip link set can0 type can bitrate 500000
116     sudo ip link set can0 up
117
118 500000 bit/s is a common rate for OBD-II diagnostics.
119 If you're connecting straight to a car's OBD port, this is the speed
120 that most cars (but not all!) expect.
121
122 After this, you can set out as usual with candump, cansniffer, etc.
123
124
125
126 How to check the controller version
127 ------------------------------------
128
129 Use a terminal program to attach to the controller.
130
131 After issuing the "``AT WS``" command, the controller will respond with
132 its version::
133
134     >AT WS
135
136
137     ELM327 v1.4b
138
139     >
140
141 Note that clones may claim to be any version they like.
142 It is not indicative of their actual feature set.
143
144
145
146
147 Communication example
148 ----------------------
149
150 This is a short and incomplete introduction on how to talk to an ELM327.
151 It is here to guide understanding of the controller's and the driver's
152 limitation (listed below) as well as manual testing.
153
154
155 The ELM327 has two modes:
156
157 - Command mode
158 - Reception mode
159
160 In command mode, it expects one command per line, terminated by CR.
161 By default, the prompt is a "``>``", after which a command can be
162 entered::
163
164     >ATE1
165     OK
166     >
167
168 The init script in the driver switches off several configuration options
169 that are only meaningful in the original OBD scenario the chip is meant
170 for, and are actually a hindrance for can327.
171
172
173 When a command is not recognized, such as by an older version of the
174 ELM327, a question mark is printed as a response instead of OK::
175
176     >ATUNKNOWN
177     ?
178     >
179
180 At present, can327 does not evaluate this response. See the section
181 below on known limitations for details.
182
183
184 When a CAN frame is to be sent, the target address is configured, after
185 which the frame is sent as a command that consists of the data's hex
186 dump::
187
188     >ATSH123
189     OK
190     >DEADBEEF12345678
191     OK
192     >
193
194 The above interaction sends the SFF frame "``DE AD BE EF 12 34 56 78``"
195 with (11 bit) CAN ID ``0x123``.
196 For this to function, the controller must be configured for SFF sending
197 mode (using "``AT PB``", see code or datasheet).
198
199
200 Once a frame has been sent and wait-for-reply mode is on (``ATR1``,
201 configured on ``listen-only=off``), or when the reply timeout expires
202 and the driver sets the controller into monitoring mode (``ATMA``),
203 the ELM327 will send one line for each received CAN frame, consisting
204 of CAN ID, DLC, and data::
205
206     123 8 DEADBEEF12345678
207
208 For EFF (29 bit) CAN frames, the address format is slightly different,
209 which can327 uses to tell the two apart::
210
211     12 34 56 78 8 DEADBEEF12345678
212
213 The ELM327 will receive both SFF and EFF frames - the current CAN
214 config (``ATPB``) does not matter.
215
216
217 If the ELM327's internal UART sending buffer runs full, it will abort
218 the monitoring mode, print "BUFFER FULL" and drop back into command
219 mode. Note that in this case, unlike with other error messages, the
220 error message may appear on the same line as the last (usually
221 incomplete) data frame::
222
223     12 34 56 78 8 DEADBEEF123 BUFFER FULL
224
225
226
227 Known limitations of the controller
228 ------------------------------------
229
230 - Clone devices ("v1.5" and others)
231
232   Sending RTR frames is not supported and will be dropped silently.
233
234   Receiving RTR with DLC 8 will appear to be a regular frame with
235   the last received frame's DLC and payload.
236
237   "``AT CSM``" (CAN Silent Monitoring, i.e. don't send CAN ACKs) is
238   not supported, and is hard coded to ON. Thus, frames are not ACKed
239   while listening: "``AT MA``" (Monitor All) will always be "silent".
240   However, immediately after sending a frame, the ELM327 will be in
241   "receive reply" mode, in which it *does* ACK any received frames.
242   Once the bus goes silent, or an error occurs (such as BUFFER FULL),
243   or the receive reply timeout runs out, the ELM327 will end reply
244   reception mode on its own and can327 will fall back to "``AT MA``"
245   in order to keep monitoring the bus.
246
247   Other limitations may apply, depending on the clone and the quality
248   of its firmware.
249
250
251 - All versions
252
253   No full duplex operation is supported. The driver will switch
254   between input/output mode as quickly as possible.
255
256   The length of outgoing RTR frames cannot be set. In fact, some
257   clones (tested with one identifying as "``v1.5``") are unable to
258   send RTR frames at all.
259
260   We don't have a way to get real-time notifications on CAN errors.
261   While there is a command (``AT CS``) to retrieve some basic stats,
262   we don't poll it as it would force us to interrupt reception mode.
263
264
265 - Versions prior to 1.4b
266
267   These versions do not send CAN ACKs when in monitoring mode (AT MA).
268   However, they do send ACKs while waiting for a reply immediately
269   after sending a frame. The driver maximizes this time to make the
270   controller as useful as possible.
271
272   Starting with version 1.4b, the ELM327 supports the "``AT CSM``"
273   command, and the "listen-only" CAN option will take effect.
274
275
276 - Versions prior to 1.4
277
278   These chips do not support the "``AT PB``" command, and thus cannot
279   change bitrate or SFF/EFF mode on-the-fly. This will have to be
280   programmed by the user before attaching the line discipline. See the
281   data sheet for details.
282
283
284 - Versions prior to 1.3
285
286   These chips cannot be used at all with can327. They do not support
287   the "``AT D1``" command, which is necessary to avoid parsing conflicts
288   on incoming data, as well as distinction of RTR frame lengths.
289
290   Specifically, this allows for easy distinction of SFF and EFF
291   frames, and to check whether frames are complete. While it is possible
292   to deduce the type and length from the length of the line the ELM327
293   sends us, this method fails when the ELM327's UART output buffer
294   overruns. It may abort sending in the middle of the line, which will
295   then be mistaken for something else.
296
297
298
299 Known limitations of the driver
300 --------------------------------
301
302 - No 8/7 timing.
303
304   ELM327 can only set CAN bitrates that are of the form 500000/n, where
305   n is an integer divisor.
306   However there is an exception: With a separate flag, it may set the
307   speed to be 8/7 of the speed indicated by the divisor.
308   This mode is not currently implemented.
309
310 - No evaluation of command responses.
311
312   The ELM327 will reply with OK when a command is understood, and with ?
313   when it is not. The driver does not currently check this, and simply
314   assumes that the chip understands every command.
315   The driver is built such that functionality degrades gracefully
316   nevertheless. See the section on known limitations of the controller.
317
318 - No use of hardware CAN ID filtering
319
320   An ELM327's UART sending buffer will easily overflow on heavy CAN bus
321   load, resulting in the "``BUFFER FULL``" message. Using the hardware
322   filters available through "``AT CF xxx``" and "``AT CM xxx``" would be
323   helpful here, however SocketCAN does not currently provide a facility
324   to make use of such hardware features.
325
326
327
328 Rationale behind the chosen configuration
329 ------------------------------------------
330
331 ``AT E1``
332   Echo on
333
334   We need this to be able to get a prompt reliably.
335
336 ``AT S1``
337   Spaces on
338
339   We need this to distinguish 11/29 bit CAN addresses received.
340
341   Note:
342   We can usually do this using the line length (odd/even),
343   but this fails if the line is not transmitted fully to
344   the host (BUFFER FULL).
345
346 ``AT D1``
347   DLC on
348
349   We need this to tell the "length" of RTR frames.
350
351
352
353 A note on CAN bus termination
354 ------------------------------
355
356 Your adapter may have resistors soldered in which are meant to terminate
357 the bus. This is correct when it is plugged into a OBD-II socket, but
358 not helpful when trying to tap into the middle of an existing CAN bus.
359
360 If communications don't work with the adapter connected, check for the
361 termination resistors on its PCB and try removing them.