SocketCAN詳解

一、SocketCAN簡介

SocketCAN是由Linux內核維護的CAN協議棧，可以使用Linux內核提供的Socket API進行CAN匯流排的讀寫操作，用戶只需要使用C語言實現與Socket API通訊，就可以控制CAN匯流排上的節點，實現數據的發送與接收。

SocketCAN不需要安裝額外的驅動程序，可以通過系統自帶的套接字機制直接讀寫CAN匯流排，具有工作穩定、性能優異等優點，被廣泛應用於各種工業自動化、汽車領域的CAN匯流排控制中。

二、SocketCAN的使用

1、Socket參數

在使用SocketCAN時，需要設置一些必要的Socket參數，以便實現CAN匯流排的正確讀寫。下面列出一些常用的Socket參數：

（1）CAN介面名稱

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

在使用SocketCAN時需要指定CAN匯流排的名稱，一般都為can0，但根據實際情況而定，可以使用ioctl函數獲取CAN匯流排的索引。

（2）CAN匯流排接收過濾器

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匯流排上會出現大量的數據，但並非所有的數據都需要進行處理。使用CAN匯流排過濾器可以過濾掉一些不需要的數據，以免影響系統性能，使用setsockopt函數可以設置CAN匯流排的過濾器。

（3）CAN幀長度

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

在使用SocketCAN讀取CAN匯流排數據時，需要指定CAN幀的長度，使用setsockopt函數可以設置CAN幀的緩衝區長度。

2、Socket參數什麼意思

SocketCAN使用的是一種基於內存映射的CAN協議棧，它將CAN幀映射到共享內存區域，以便用戶可以直接訪問數據。

SocketCAN提供了一系列Socket參數，用於控制CAN協議棧的數據訪問方式，包括需要訪問的內存地址、讀寫的方法、讀寫的長度、超時時間等等。

3、Socket參考文獻

SocketCAN參考文獻包括：

（1）Linux內核源代碼中的文件

/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時需要引用這些頭文件和源文件，它們包含了SocketCAN的API、數據結構、驅動程序等等相關信息

（2）SocketCAN的官方網站

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

SocketCAN的官方網站包含了SocketCAN的最新版本、API文檔、教程、用戶手冊等等相關信息。

4、Socket參數大全

Socket參數大全包括：

（1）CAN介面名稱

指定CAN匯流排的名稱，一般為can0、can1等等

（2）CAN匯流排接收過濾器

過濾掉一些不需要的數據，提高系統性能

（3）CAN幀長度

指定CAN幀的緩衝區長度，以便讀取數據

5、Socket參數詳解

Socket參數詳解包括：

（1）CAN介面名稱

在使用SocketCAN時需要指定CAN匯流排的名稱，一般都為can0，但根據實際情況而定，可以使用ioctl函數獲取CAN匯流排的索引。

（2）CAN匯流排接收過濾器

CAN匯流排上的數據非常多，無法全部進行處理。使用過濾器可以屏蔽一些不需要的數據，以提高系統性能。可以使用setsockopt函數設置過濾器，對於過濾器的設置方法可以參考相關文獻。

（3）CAN幀長度

SocketCAN需要設置CAN幀的緩衝區長度，以便讀取數據。使用setsockopt函數可以設置CAN幀的緩衝區長度。

（4）讀寫方法

在CAN匯流排上進行讀寫操作時，需要選擇正確的讀寫方法，通常可以使用recv函數進行數據接收，使用send函數進行數據發送，也可以使用read和write函數進行數據讀寫。

（5）讀寫的長度

對於不能保證讀寫長度的情況，用戶需要顯式地指定讀寫的長度。讀取CAN匯流排數據時，需要指定讀取數據的長度，寫入CAN匯流排數據時，需要指定寫入數據的長度。

（6）超時時間

SocketCAN需要一個超時時間，在CAN匯流排讀寫數據時，需要設置一個超時時間，以便在指定時間內完成數據讀寫。超時時間可以使用setsockopt函數進行設置。

6、Socket參數怎麼設置

Socket參數的設置可以使用setsockopt函數進行設置，一般使用下面的格式：

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

其中，sockfd變數為Socket文件描述符，SOL_CAN_RAW是SocketCAN協議的套接字類型，CAN_RAW_FILTER是套接字選項，rfilter是選項參數，sizeof(rfilter)表示選項參數的大小。

7、Socket參數無效

在使用Socket參數時，需要注意一些常見的問題，如參數無效。在設置Socket參數時，需要校驗參數值是否正確，可以使用errno變數查看錯誤信息。

8、Socket參數對照表

9、Socket參數說明

根據以上講解，可以對Socket參數做以下簡單說明：

（1）CAN介面名稱

使用SocketCAN時需要指定CAN匯流排的名稱，一般都為can0，但根據實際情況而定，可以使用ioctl函數獲取CAN匯流排的索引。

（2）CAN匯流排接收過濾器

CAN匯流排上的數據非常多，無法全部進行處理。使用過濾器可以屏蔽一些不需要的數據，以提高系統性能。可以使用setsockopt函數設置過濾器，對於過濾器的設置方法可以參考相關文獻。

（3）CAN幀長度

SocketCAN需要設置CAN幀的緩衝區長度，以便讀取數據。使用setsockopt函數可以設置CAN幀的緩衝區長度。

（4）讀寫方法

在CAN匯流排上進行讀寫操作時，可以使用recv函數進行數據接收，使用send函數進行數據發送，也可以使用read和write函數進行數據讀寫。

（5）讀寫的長度

對於不能保證讀寫長度的情況，用戶需要顯式地指定讀寫的長度。讀取CAN匯流排數據時，需要指定讀取數據的長度，寫入CAN匯流排數據時，需要指定寫入數據的長度。

（6）超時時間

SocketCAN需要一個超時時間，在CAN匯流排讀寫數據時，需要設置一個超時時間，以便在指定時間內完成數據讀寫。超時時間可以使用setsockopt函數進行設置。

10、Socket參數指標選取

在使用SocketCAN時，需要根據具體情況選擇合適的Socket參數指標，如CAN介面名稱、CAN匯流排接收過濾器、CAN幀長度、讀寫方法、讀寫長度、超時時間等等。選擇合適的Socket參數指標可以提高系統的性能，優化CAN匯流排的數據讀寫效率。

代碼示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <syslog.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/can.h>
#include <linux/can/raw.h>

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;
}