SocketCAN详解

一、SocketCAN简介

SocketCAN是由Linux内核维护的CAN协议栈，可以使用Linux内核提供的Socket API进行CAN总线的读写操作，用户只需要使用C语言实现与Socket API通讯，就可以控制CAN总线上的节点，实现数据的发送与接收。

SocketCAN不需要安装额外的驱动程序，可以通过系统自带的套接字机制直接读写CAN总线，具有工作稳定、性能优异等优点，被广泛应用于各种工业自动化、汽车领域的CAN总线控制中。

二、SocketCAN的使用

1、Socket参数

在使用SocketCAN时，需要设置一些必要的Socket参数，以便实现CAN总线的正确读写。下面列出一些常用的Socket参数：

（1）CAN接口名称

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

在使用SocketCAN时需要指定CAN总线的名称，一般都为can0，但根据实际情况而定，可以使用ioctl函数获取CAN总线的索引。

（2）CAN总线接收过滤器

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总线上会出现大量的数据，但并非所有的数据都需要进行处理。使用CAN总线过滤器可以过滤掉一些不需要的数据，以免影响系统性能，使用setsockopt函数可以设置CAN总线的过滤器。

（3）CAN帧长度

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

在使用SocketCAN读取CAN总线数据时，需要指定CAN帧的长度，使用setsockopt函数可以设置CAN帧的缓冲区长度。

2、Socket参数什么意思

SocketCAN使用的是一种基于内存映射的CAN协议栈，它将CAN帧映射到共享内存区域，以便用户可以直接访问数据。

SocketCAN提供了一系列Socket参数，用于控制CAN协议栈的数据访问方式，包括需要访问的内存地址、读写的方法、读写的长度、超时时间等等。

3、Socket参考文献

SocketCAN参考文献包括：

（1）Linux内核源代码中的文件

/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时需要引用这些头文件和源文件，它们包含了SocketCAN的API、数据结构、驱动程序等等相关信息

（2）SocketCAN的官方网站

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

SocketCAN的官方网站包含了SocketCAN的最新版本、API文档、教程、用户手册等等相关信息。

4、Socket参数大全

Socket参数大全包括：

（1）CAN接口名称

指定CAN总线的名称，一般为can0、can1等等

（2）CAN总线接收过滤器

过滤掉一些不需要的数据，提高系统性能

（3）CAN帧长度

指定CAN帧的缓冲区长度，以便读取数据

5、Socket参数详解

Socket参数详解包括：

（1）CAN接口名称

在使用SocketCAN时需要指定CAN总线的名称，一般都为can0，但根据实际情况而定，可以使用ioctl函数获取CAN总线的索引。

（2）CAN总线接收过滤器

CAN总线上的数据非常多，无法全部进行处理。使用过滤器可以屏蔽一些不需要的数据，以提高系统性能。可以使用setsockopt函数设置过滤器，对于过滤器的设置方法可以参考相关文献。

（3）CAN帧长度

SocketCAN需要设置CAN帧的缓冲区长度，以便读取数据。使用setsockopt函数可以设置CAN帧的缓冲区长度。

（4）读写方法

在CAN总线上进行读写操作时，需要选择正确的读写方法，通常可以使用recv函数进行数据接收，使用send函数进行数据发送，也可以使用read和write函数进行数据读写。

（5）读写的长度

对于不能保证读写长度的情况，用户需要显式地指定读写的长度。读取CAN总线数据时，需要指定读取数据的长度，写入CAN总线数据时，需要指定写入数据的长度。

（6）超时时间

SocketCAN需要一个超时时间，在CAN总线读写数据时，需要设置一个超时时间，以便在指定时间内完成数据读写。超时时间可以使用setsockopt函数进行设置。

6、Socket参数怎么设置

Socket参数的设置可以使用setsockopt函数进行设置，一般使用下面的格式：

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

其中，sockfd变量为Socket文件描述符，SOL_CAN_RAW是SocketCAN协议的套接字类型，CAN_RAW_FILTER是套接字选项，rfilter是选项参数，sizeof(rfilter)表示选项参数的大小。

7、Socket参数无效

在使用Socket参数时，需要注意一些常见的问题，如参数无效。在设置Socket参数时，需要校验参数值是否正确，可以使用errno变量查看错误信息。

8、Socket参数对照表

CAN接口名称	SOL_CAN_RAW	SIOCGIFINDEX
CAN总线接收过滤器	SOL_CAN_RAW	CAN_RAW_FILTER
CAN帧长度	SOL_SOCKET	SO_RCVBUF
读写方法	SOL_SOCKET	recv/send
读写长度	/	read/write
超时时间	SOL_SOCKET	SO_RCVTIMEO/SO_SNDTIMEO

9、Socket参数说明

根据以上讲解，可以对Socket参数做以下简单说明：

（1）CAN接口名称

使用SocketCAN时需要指定CAN总线的名称，一般都为can0，但根据实际情况而定，可以使用ioctl函数获取CAN总线的索引。

（2）CAN总线接收过滤器

CAN总线上的数据非常多，无法全部进行处理。使用过滤器可以屏蔽一些不需要的数据，以提高系统性能。可以使用setsockopt函数设置过滤器，对于过滤器的设置方法可以参考相关文献。

（3）CAN帧长度

SocketCAN需要设置CAN帧的缓冲区长度，以便读取数据。使用setsockopt函数可以设置CAN帧的缓冲区长度。

（4）读写方法

在CAN总线上进行读写操作时，可以使用recv函数进行数据接收，使用send函数进行数据发送，也可以使用read和write函数进行数据读写。

（5）读写的长度

对于不能保证读写长度的情况，用户需要显式地指定读写的长度。读取CAN总线数据时，需要指定读取数据的长度，写入CAN总线数据时，需要指定写入数据的长度。

（6）超时时间

SocketCAN需要一个超时时间，在CAN总线读写数据时，需要设置一个超时时间，以便在指定时间内完成数据读写。超时时间可以使用setsockopt函数进行设置。

10、Socket参数指标选取

在使用SocketCAN时，需要根据具体情况选择合适的Socket参数指标，如CAN接口名称、CAN总线接收过滤器、CAN帧长度、读写方法、读写长度、超时时间等等。选择合适的Socket参数指标可以提高系统的性能，优化CAN总线的数据读写效率。

代码示例

#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;
}