socketcan笔记

socketcan

#define CAN_MAX_DLC 8
#define CANFD_MAX_DLC 15

struct can_frame {
	canid_t can_id;  // 32 bit CAN_ID + EFF/RTR/ERR flags //****--！--****
	__u8    can_dlc; // frame payload length in byte (0 .. CAN_MAX_DLEN) //
	__u8    __pad;   // padding //
	__u8    __res0;  // reserved / padding //
	__u8    __res1;  // reserved / padding //
	__u8    data[CAN_MAX_DLEN] __attribute__((aligned(8)));
};

can_id为帧的标识符，如果发出的是标准帧，就使用can_id的低11位；如果为扩展帧，就使用0~28位。
can_id的第29，30，31位是帧的标志位，用来定义帧的类型。定义如下：

/* controller area network (CAN) kernel definitions */

/* special address description flags for the CAN_ID */
#define CAN_EFF_FLAG 0x80000000U /* EFF/SFF is set in the MSB */ 扩展帧的标识
#define CAN_RTR_FLAG 0x40000000U /* remote transmission request */ 远程帧的标识
#define CAN_ERR_FLAG 0x20000000U /* error message frame */ 错误帧的标识

/* valid bits in CAN ID for frame formats */
#define CAN_SFF_MASK 0x000007FFU /* standard frame format (SFF) */
#define CAN_EFF_MASK 0x1FFFFFFFU /* extended frame format (EFF) */
#define CAN_ERR_MASK 0x1FFFFFFFU /* omit EFF, RTR, ERR flags */

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(1). 初始化

SocketCAN 中大部分的数据结构和函数在头文件 linux/can.h 中进行了定义。 CAN 总线套接字的创建采用标准的网络套接字操作来完成。网络套接字在头文件 sys/socket.h 中定义。 套接字的初始化方法如下：

int s;
struct sockaddr_can addr;
struct ifreq ifr;
s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);//创建 SocketCAN 套接字
strcpy(ifr.ifr_name, "can0" );
ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);//指定 can0 设备
addr.can_family = AF_CAN;
addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)); //将套接字与 can0 绑定

(2). 数据发送

在数据收发的内容方面， CAN 总线与标准套接字通信稍有不同，每一次通信都采用 can_ frame 结构体将数据封装成帧。 结构体定义如下：

struct can_frame {
canid_t can_id;//CAN 标识符
__u8 can_dlc;//数据场的长度
__u8 data[8];//数据
};
can_id 为帧的标识符， 如果发出的是标准帧， 就使用 can_id 的低 11 位； 如果为扩展帧， 就使用 0～ 28 位。 can_id 的第 29、 30、 31 位是帧的标志位，用来定义帧的类型，定义如下：

#define CAN_EFF_FLAG 0x80000000U //扩展帧的标识
#define CAN_RTR_FLAG 0x40000000U //远程帧的标识
#define CAN_ERR_FLAG 0x20000000U //错误帧的标识，用于错误检查
数据发送使用 write 函数来实现。 如果发送的数据帧(标识符为 0x123)包含单个字节(0xAB)的数据，可采用如下方法进行发送：

struct can_frame frame;
frame.can_id = 0x123;//如果为扩展帧，那么 frame.can_id = CAN_EFF_FLAG | 0x123;
frame.can_dlc = 1; //数据长度为 1
frame.data[0] = 0xAB; //数据内容为 0xAB
int nbytes = write(s, &frame, sizeof(frame)); //发送数据
if(nbytes != sizeof(frame)) //如果 nbytes 不等于帧长度，就说明发送失败
printf("Error\n!");

如果要发送远程帧(标识符为 0x123)，可采用如下方法进行发送：
struct can_frame frame;
frame.can_id = CAN_RTR_FLAG | 0x123;
write(s, &frame, sizeof(frame));

(3). 数据接收

数据接收使用 read 函数来完成，实现如下：

struct can_frame frame;
int nbytes = read(s, &frame, sizeof(frame));
当然， 套接字数据收发时常用的 send、 sendto、 sendmsg 以及对应的 recv 函数也都可以用于 CAN总线数据的收发。

(4). 错误处理

当帧接收后，可以通过判断 can_id 中的 CAN_ERR_FLAG 位来判断接收的帧是否为错误帧。 如果为错误帧，可以通过 can_id 的其他符号位来判断错误的具体原因。

错误帧的符号位在头文件 linux/can/error.h 中定义。

(5). 过滤规则设置

在数据接收时，系统可以根据预先设置的过滤规则，实现对报文的过滤。过滤规则使用 can_filter 结构体来实现，定义如下：

struct can_filter {
canid_t can_id;
canid_t can_mask;
};
过滤的规则为：

接收到的数据帧的 can_id & mask == can_id & mask

通过这条规则可以在系统中过滤掉所有不符合规则的报文，使得应用程序不需要对无关的报文进行处理。在 can_filter 结构的 can_id 中，符号位 CAN_INV_FILTER 在置位时可以实现 can_id 在执行过滤前的位反转。

用户可以为每个打开的套接字设置多条独立的过滤规则，使用方法如下：

struct can_filter rfilter[2];
rfilter[0].can_id = 0x123;
rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK; //#define CAN_SFF_MASK 0x000007FFU
rfilter[1].can_id = 0x200;
rfilter[1].can_mask = 0x700;
setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));//设置规则
在极端情况下，如果应用程序不需要接收报文，可以禁用过滤规则。这样的话，原始套接字就会忽略所有接收到的报文。在这种仅仅发送数据的应用中，可以在内核中省略接收队列，以此减少 CPU 资源的消耗。禁用方法如下：

setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, NULL, 0); //禁用过滤规则
通过错误掩码可以实现对错误帧的过滤， 例如：

can_err_mask_t err_mask = ( CAN_ERR_TX_TIMEOUT | CAN_ERR_BUSOFF );
setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_ERR_FILTER, err_mask, sizeof(err_mask));

(6). 回环功能设置

在默认情况下， 本地回环功能是开启的，可以使用下面的方法关闭回环/开启功能：

int loopback = 0; // 0 表示关闭, 1 表示开启( 默认)
setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_LOOPBACK, &loopback, sizeof(loopback));
在本地回环功能开启的情况下，所有的发送帧都会被回环到与 CAN 总线接口对应的套接字上。 默认情况下，发送 CAN 报文的套接字不想接收自己发送的报文，因此发送套接字上的回环功能是关闭的。可以在需要的时候改变这一默认行为：

int ro = 1; // 0 表示关闭( 默认), 1 表示开启
setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_RECV_OWN_MSGS, &ro, sizeof(ro));

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auto aa = 0x1FBF’FFFFU;//可以这样写
std::cout << “” < printf(“%x”,aa);

博世的can资料（ http://esd.cs.ucr.edu/webres/can20.pdf）中说，说“ 7个最高有效位不能全部是隐性的（值为1）”，第11页
所以，constexpr auto MAX_EXTENDED = 0x1FBF’FFFFU;//对应CAN_EFF_MASK（ 0x1FFF’FFFFU）