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            SocketCAN詳解

            來源:千鋒教育
            發(fā)布人:xqq
            時(shí)間: 2023-11-21 18:17:30 1700561850

            一、SocketCAN簡(jiǎn)介

            SocketCAN是由Linux內(nèi)核維護(hù)的CAN協(xié)議棧,可以使用Linux內(nèi)核提供的Socket API進(jìn)行CAN總線的讀寫操作,用戶只需要使用C語言實(shí)現(xiàn)與Socket API通訊,就可以控制CAN總線上的節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。

            SocketCAN不需要安裝額外的驅(qū)動(dòng)程序,可以通過系統(tǒng)自帶的套接字機(jī)制直接讀寫CAN總線,具有工作穩(wěn)定、性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動(dòng)化、汽車領(lǐng)域的CAN總線控制中。

            二、SocketCAN的使用

            1、Socket參數(shù)

            在使用SocketCAN時(shí),需要設(shè)置一些必要的Socket參數(shù),以便實(shí)現(xiàn)CAN總線的正確讀寫。下面列出一些常用的Socket參數(shù):

            (1)CAN接口名稱

            struct ifreq ifr;
            strcpy(ifr.ifr_name, "can0");
            ioctl(sockfd, SIOCGIFINDEX, &ifr);

            在使用SocketCAN時(shí)需要指定CAN總線的名稱,一般都為can0,但根據(jù)實(shí)際情況而定,可以使用ioctl函數(shù)獲取CAN總線的索引。

            (2)CAN總線接收過濾器

            struct can_filter rfilter;
            rfilter.can_id = 0x123;
            rfilter.can_mask = CAN_SFF_MASK;
            setsockopt(sockfd, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

            CAN總線上會(huì)出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù),但并非所有的數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行處理。使用CAN總線過濾器可以過濾掉一些不需要的數(shù)據(jù),以免影響系統(tǒng)性能,使用setsockopt函數(shù)可以設(shè)置CAN總線的過濾器。

            (3)CAN幀長(zhǎng)度

            setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &setsockopt_value, sizeof(setsockopt_value));

            在使用SocketCAN讀取CAN總線數(shù)據(jù)時(shí),需要指定CAN幀的長(zhǎng)度,使用setsockopt函數(shù)可以設(shè)置CAN幀的緩沖區(qū)長(zhǎng)度。

            2、Socket參數(shù)什么意思

            SocketCAN使用的是一種基于內(nèi)存映射的CAN協(xié)議棧,它將CAN幀映射到共享內(nèi)存區(qū)域,以便用戶可以直接訪問數(shù)據(jù)。

            SocketCAN提供了一系列Socket參數(shù),用于控制CAN協(xié)議棧的數(shù)據(jù)訪問方式,包括需要訪問的內(nèi)存地址、讀寫的方法、讀寫的長(zhǎng)度、超時(shí)時(shí)間等等。

            3、Socket參考文獻(xiàn)

            SocketCAN參考文獻(xiàn)包括:

            (1)Linux內(nèi)核源代碼中的文件

            /include/linux/can.h
            /include/uapi/linux/can/error.h
            /include/uapi/linux/can/netlink.h
            /include/uapi/linux/can/raw.h
            /net/can/af_can.c
            /net/can/bcm.c
            /net/can/isotp.c
            /net/can/raw.c

            使用SocketCAN時(shí)需要引用這些頭文件和源文件,它們包含了SocketCAN的API、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)程序等等相關(guān)信息

            (2)SocketCAN的官方網(wǎng)站

            http://www.pengutronix.de/software/libsocketcan/

            SocketCAN的官方網(wǎng)站包含了SocketCAN的最新版本、API文檔、教程、用戶手冊(cè)等等相關(guān)信息。

            4、Socket參數(shù)大全

            Socket參數(shù)大全包括:

            (1)CAN接口名稱

            指定CAN總線的名稱,一般為can0、can1等等

            (2)CAN總線接收過濾器

            過濾掉一些不需要的數(shù)據(jù),提高系統(tǒng)性能

            (3)CAN幀長(zhǎng)度

            指定CAN幀的緩沖區(qū)長(zhǎng)度,以便讀取數(shù)據(jù)

            5、Socket參數(shù)詳解

            Socket參數(shù)詳解包括:

            (1)CAN接口名稱

            在使用SocketCAN時(shí)需要指定CAN總線的名稱,一般都為can0,但根據(jù)實(shí)際情況而定,可以使用ioctl函數(shù)獲取CAN總線的索引。

            (2)CAN總線接收過濾器

            CAN總線上的數(shù)據(jù)非常多,無法全部進(jìn)行處理。使用過濾器可以屏蔽一些不需要的數(shù)據(jù),以提高系統(tǒng)性能??梢允褂胹etsockopt函數(shù)設(shè)置過濾器,對(duì)于過濾器的設(shè)置方法可以參考相關(guān)文獻(xiàn)。

            (3)CAN幀長(zhǎng)度

            SocketCAN需要設(shè)置CAN幀的緩沖區(qū)長(zhǎng)度,以便讀取數(shù)據(jù)。使用setsockopt函數(shù)可以設(shè)置CAN幀的緩沖區(qū)長(zhǎng)度。

            (4)讀寫方法

            在CAN總線上進(jìn)行讀寫操作時(shí),需要選擇正確的讀寫方法,通??梢允褂胷ecv函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收,使用send函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送,也可以使用read和write函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

            (5)讀寫的長(zhǎng)度

            對(duì)于不能保證讀寫長(zhǎng)度的情況,用戶需要顯式地指定讀寫的長(zhǎng)度。讀取CAN總線數(shù)據(jù)時(shí),需要指定讀取數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度,寫入CAN總線數(shù)據(jù)時(shí),需要指定寫入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。

            (6)超時(shí)時(shí)間

            SocketCAN需要一個(gè)超時(shí)時(shí)間,在CAN總線讀寫數(shù)據(jù)時(shí),需要設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間,以便在指定時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)讀寫。超時(shí)時(shí)間可以使用setsockopt函數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

            6、Socket參數(shù)怎么設(shè)置

            Socket參數(shù)的設(shè)置可以使用setsockopt函數(shù)進(jìn)行設(shè)置,一般使用下面的格式:

            setsockopt(sockfd, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

            其中,sockfd變量為Socket文件描述符,SOL_CAN_RAW是SocketCAN協(xié)議的套接字類型,CAN_RAW_FILTER是套接字選項(xiàng),rfilter是選項(xiàng)參數(shù),sizeof(rfilter)表示選項(xiàng)參數(shù)的大小。

            7、Socket參數(shù)無效

            在使用Socket參數(shù)時(shí),需要注意一些常見的問題,如參數(shù)無效。在設(shè)置Socket參數(shù)時(shí),需要校驗(yàn)參數(shù)值是否正確,可以使用errno變量查看錯(cuò)誤信息。

            8、Socket參數(shù)對(duì)照表

            CAN接口名稱 SOL_CAN_RAW SIOCGIFINDEX
            CAN總線接收過濾器 SOL_CAN_RAW CAN_RAW_FILTER
            CAN幀長(zhǎng)度 SOL_SOCKET SO_RCVBUF
            讀寫方法 SOL_SOCKET recv/send
            讀寫長(zhǎng)度 / read/write
            超時(shí)時(shí)間 SOL_SOCKET SO_RCVTIMEO/SO_SNDTIMEO

            9、Socket參數(shù)說明

            根據(jù)以上講解,可以對(duì)Socket參數(shù)做以下簡(jiǎn)單說明:

            (1)CAN接口名稱

            使用SocketCAN時(shí)需要指定CAN總線的名稱,一般都為can0,但根據(jù)實(shí)際情況而定,可以使用ioctl函數(shù)獲取CAN總線的索引。

            (2)CAN總線接收過濾器

            CAN總線上的數(shù)據(jù)非常多,無法全部進(jìn)行處理。使用過濾器可以屏蔽一些不需要的數(shù)據(jù),以提高系統(tǒng)性能??梢允褂胹etsockopt函數(shù)設(shè)置過濾器,對(duì)于過濾器的設(shè)置方法可以參考相關(guān)文獻(xiàn)。

            (3)CAN幀長(zhǎng)度

            SocketCAN需要設(shè)置CAN幀的緩沖區(qū)長(zhǎng)度,以便讀取數(shù)據(jù)。使用setsockopt函數(shù)可以設(shè)置CAN幀的緩沖區(qū)長(zhǎng)度。

            (4)讀寫方法

            在CAN總線上進(jìn)行讀寫操作時(shí),可以使用recv函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收,使用send函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送,也可以使用read和write函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

            (5)讀寫的長(zhǎng)度

            對(duì)于不能保證讀寫長(zhǎng)度的情況,用戶需要顯式地指定讀寫的長(zhǎng)度。讀取CAN總線數(shù)據(jù)時(shí),需要指定讀取數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度,寫入CAN總線數(shù)據(jù)時(shí),需要指定寫入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。

            (6)超時(shí)時(shí)間

            SocketCAN需要一個(gè)超時(shí)時(shí)間,在CAN總線讀寫數(shù)據(jù)時(shí),需要設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間,以便在指定時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)讀寫。超時(shí)時(shí)間可以使用setsockopt函數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

            10、Socket參數(shù)指標(biāo)選取

            在使用SocketCAN時(shí),需要根據(jù)具體情況選擇合適的Socket參數(shù)指標(biāo),如CAN接口名稱、CAN總線接收過濾器、CAN幀長(zhǎng)度、讀寫方法、讀寫長(zhǎng)度、超時(shí)時(shí)間等等。選擇合適的Socket參數(shù)指標(biāo)可以提高系統(tǒng)的性能,優(yōu)化CAN總線的數(shù)據(jù)讀寫效率。

            代碼示例

            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            #include 
            
            int main(int argc, char **argv)
            {
                int ret, s;
                struct sockaddr_can addr;
                struct ifreq ifr;
                struct can_frame frame;
                char *ifname = "can0";
            
                s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);
                if (s < 0) {
                    perror("socket error");
                    return -1;
                }
            
                strcpy(ifr.ifr_name, ifname);
                ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);
            
                addr.can_family = AF_CAN;
                addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
            
                ret = bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
                if (ret < 0) {
                    perror("bind error");
                    return -1;
                }
            
                memset(&frame, 0, sizeof(frame));
            
                frame.can_id = 0x123;
                frame.can_dlc = 2;
                frame.data[0] = 0x11;
                frame.data[1] = 0x22;
            
                ret = write(s, &frame, sizeof(frame));
                if (ret != sizeof(frame)) {
                    perror("write error");
                    return -1;
                }
            
                ret = read(s, &frame, sizeof(frame));
                if (ret < 0) {
                    perror("read error");
                    return -1;
                }
            
                printf("CAN id: 0x%lX, length: %d\n", frame.can_id, frame.can_dlc);
                printf("Data: %02X %02X\n", frame.data[0], frame.data[1]);
            
                close(s);
            
                return 0;
            }

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