Linux CAN编程——SocketCAN读写CAN数据
Linux CAN编程——SocketCAN读写CAN数据
1. SocketCAN说明
在 Linux 中，CAN（Controller Area Network）总线通过 SocketCAN 接口提供支持。SocketCAN 是 Linux 内核中实现 CAN 协议栈的一种方式，它使用标准的 socket API 来操作 CAN 设备。
SocketCAN 将 CAN 设备抽象为网络接口（如 can0, vcan0），并通过标准的 socket API 进行通信。它支持以下功能：
- 发送和接收 CAN 帧。
- 配置 CAN 接口（如比特率、过滤器等）。
- 支持多种 CAN 协议（如 CAN 2.0A、CAN 2.0B、CAN FD）。
2. CAN 相关头文件
在使用 SocketCAN API 时，需要包含以下头文件：
#include 3. CAN 数据结构
(1) CAN 帧结构 (struct can_frame)
CAN 帧是 SocketCAN 中最基本的数据单元，定义如下：
struct can_frame
{
canid_t can_id; // CAN 标识符 (11 位或 29 位)
__u8 can_dlc; // 数据长度 (0-8)
__u8 __pad; // 填充字节
__u8 __res0; // 保留字段
__u8 __res1; // 保留字段
__u8 data[8]; // 数据 (最多 8 字节)
};
(2) CAN 过滤器 (struct can_filter)
CAN 过滤器用于过滤接收到的 CAN 帧。定义如下：
struct can_filter
{
canid_t can_id; // CAN 标识符
canid_t can_mask; // 掩码
};
4. SocketCAN API接口使用
(1) 创建 Socket
使用 socket() 函数创建一个 CAN 套接字：
/*
PF_CAN：协议族，表示 CAN。
SOCK_RAW：原始套接字，用于直接访问 CAN 帧。
CAN_RAW：使用原始 CAN 协议。
*/
int s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);
if (s < 0)
{
perror("Socket creation failed");
return 1;
}
(2) 绑定 CAN 接口
使用 bind() 函数将套接字绑定到指定的 CAN 接口（如 can0 或 vcan0）：
struct sockaddr_can addr;
struct ifreq ifr;
// 指定 CAN 接口名称
strcpy(ifr.ifr_name, "can0");
ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr); //获取接口的索引。
// 配置地址结构
addr.can_family = AF_CAN; //地址族，设置为AF_CAN。
addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
// 绑定CAN接口
if (bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0)
{
perror("Bind failed");
return 1;
}
(3) 发送 CAN 帧
使用 write() 函数发送 CAN 帧：
struct can_frame frame;
frame.can_id = 0x123; // CAN 标识符
frame.can_dlc = 2; // 数据长度
frame.data[0] = 0xDE; // 数据字节 1
frame.data[1] = 0xAD; // 数据字节 2
if (write(s, &frame, sizeof(struct can_frame)) != sizeof(struct can_frame))
{
perror("Write failed");
return 1;
}
(4) 接收 CAN 数据
使用 read() 函数接收一帧 CAN 数据：
struct can_frame frame;
int nbytes = read(s, &frame, sizeof(struct can_frame));
if (nbytes < 0)
{
perror("Read failed");
return 1;
}
(5) 设置 CAN 过滤器
使用 setsockopt() 函数设置 CAN 过滤器：
struct can_filter rfilter[1];
rfilter[0].can_id = 0x123; // 只接收 ID 为 0x123 的帧
rfilter[0].can_mask = 0xFFF; // 掩码
setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));
(6) 关闭 Socket
使用 close() 函数关闭套接字：
close(s);
5. CAN FD 支持
CAN FD（Flexible Data Rate）是 CAN 协议的扩展，支持更高的数据传输速率和更大的数据帧（最多 64 字节）。使用 CAN FD 时，需要启用 CAN_RAW_FD_FRAMES 选项：
int enable_canfd = 1;
setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FD_FRAMES, &enable_canfd, sizeof(enable_canfd));
CAN FD 帧使用 struct canfd_frame 结构体：
struct canfd_frame
{
canid_t can_id; // CAN 标识符
__u8 len; // 数据长度 (0-64)
__u8 flags; // 标志位
__u8 __res0; // 保留字段
__u8 __res1; // 保留字段
__u8 data[64]; // 数据 (最多 64 字节)
};
6. CAN数据读取代码
- 支持can以及can fd
- 设置can过滤器
- 发送can数据
- 读取can数据
- 利用select+mutex+queue，循环阻塞读取can数据，并将数据线程安全的放入队列中，供其他子线程程序使用
can.hpp
#ifndef CAN_H
#define CAN_H
#include can.cpp
#include "can.hpp"
#include 
