Socket CAN

Posted 2021-04-25 唐山程序员

1. 为什么使用socket API接口？

 

在Socket CAN之前Linux中已经有了一些CAN的实现方法，那为什么还要启动Socket CAN这个项目呢？大多数已经存在的实现方法仅仅作为某个具体硬件的设备驱动，它们往往基于字符设备并且提供的功能很少。那些方案通常是由一个针对具体硬件的设备驱动提供的字符设备接口来实现原始can帧的发送和接收，并且直接和控制器硬件打交道。帧队列和ISO-TP这样的高层协议必须在用户空间来实现。就像串口设备接口一样，大多数基于字符设备的实现在同一时刻仅仅支持一个进程的访问。如果更换了CAN控制器，那么同时也要更换另一个设备驱动，并且需要大多数应用程序重新调整以适应新驱动的API。

 

Socket CAN被设计用来克服以上种种不足。这种新的协议族实现了用户空间的socket接口，它构建于Linux网络层之上，因此可以直接使用已有的队列功能。CAN控制器的设备驱动将自己作为一个网络设备注册进Linux的网络层，CAN控制器收到的CAN帧可以传输给高层的网络协议和CAN协议族，反之，发送的帧也会通过高层给CAN控制器。传输协议模块可以使用协议族提供的接口注册自己，所以可以动态的加载和卸载多个传输协议。事实上，CAN核心模块不提供任何协议，也不能在没有加载其它协议的情况下单独使用。同一时间可以在相同或者不同的协议上打开多个套接字，可以在相同或者不同的CAN ID上同时监听和发送(listen/send)。几个同时监听具有相同ID帧的套接字可以在匹配的帧到来后接收到相同的内容。如果一个应用程序希望使用一个特殊的协议（比如ISO-TP）进行通信，只要在打开套接字的时候选择那个协议就可以了，接下来就可以读取和写入应用数据流了，根本无需关心CAN-ID和帧的结构等信息。

 

使用字符设备也可以让用户空间获得类似的便利，但是这中解决方案在技术上不够优雅，原因如下：

 

*复杂的操作。使用Socket CAN，只需要向socket(2)函数传递协议参数并使用bind(2)选择CAN接口和CAN ID，基于字符设备实现这样的功能却要使用ioctl(2)来完成所有的操作。