doc/rawsocket.tex

   1 % $Id$
   2
   3 \newpage
   4 \section{RAW-Sockets}
   5 \label{rawsocket}
   6
   7 RAW-Sockets erlauben, Nachrichten direkt auf einem CAN-Bus zu
   8 senden und alle Nachrichten, die auf einem CAN-Bus übertragen
   9 werden, zu lesen. Geöffnet wird ein RAW-Socket durch
  10
  11 \begin{code}
  12 s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, 0);
  13 \end{code}
  14
  15 Der geöffnete Socket muss zunächst mittels \man{bind}{2} an einen CAN-Bus
  16 gebunden werden.  Dabei spielen die für Transportprotokolle benötigten
  17 Adress-Elemente \verb|tx_id| und \verb|rx_id| in der Struktur
  18 \verb|struct sockaddr_can| keine Rolle. Der
  19 folgende Code bindet den geöffneten Socket s an das CAN-Interface
  20    \verb|can1|:
  21
  22 \begin{code}
  23 struct sockaddr_can addr;
  24 struct ifreq ifr;
  25
  26 addr.can_family = AF_CAN;
  27 strcpy(ifr.ifr_name, "can1");
  28 ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);
  29 addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
  30 bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
  31 \end{code}
  32
  33 Es können nun mit \man{read}{2} alle auf dem Bus empfangenen CAN-Frames
  34 gelesen und mit \man{write}{2} beliebige CAN-Frames gesendet werden.\\
  35
  36 Die mit \man{read}{2} und \man{write}{2} übertragenen Daten haben die
  37 Struktur \verb|struct can_frame|. Jeder zu sendende CAN-Frame muss
  38 mit \emph{einem} Aufruf von \man{write}{2} übergeben werden und
  39 empfangene CAN-Frame müssen mit \emph{einem} Aufruf von \man{read}{2}
  40 gelesen werden.\\
  41
  42 Zum gleichzeitigen Empfang von Nachrichten \emph{aller}
  43 CAN-Netzwerk-Interfaces (z.B. mit
  44 \man{recvfrom}{2}) ist als Interface-Index Null (im Beispiel:
  45 \verb+addr.can_ifindex = 0;+) einzutragen. Das Senden von CAN-Frames
  46 über einen solchen RAW-Socket muss dann über \man{sendmsg}{2} erfolgen.\\
  47
  48 Der RAW-Socket bietet eine einfache Filterfunktion mit der Bereiche
  49 von CAN-IDs aus dem Datenstrom ausgefiltert werden können. Dazu kann
  50 noch vor dem Aufruf von \man{bind}{2} mit dem Systemaufruf
  51 \man{setsockopt}{2} ein Array einfacher Filter gesetzt werden. In diesem
  52 Beispiel sollen alle CAN-IDs von 0x200 - 0x2FF durchgelassen werden:
  53
  54 \begin{code}
  55 struct can_filter rfilter;
  56
  57 rfilter.can_id   = 0x200; /* SFF frame */
  58 rfilter.can_mask = 0xF00;
  59
  60 setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));
  61 \end{code}
  62
  63 Der Filter läßt sich mit \verb+rfilter.can_id |= CAN_INV_FILTER;+ auch
  64 invertieren, wodurch in diesem Fall die CAN-IDs von 0x200 - 0x2FF
  65 nicht durchgelassen werden würden.\\
  66
  67 \begin{code}
  68 struct can_filter rfilter[4];
  69
  70 rfilter[0].can_id   = 0x80001234;   /* Exactly this EFF frame */
  71 rfilter[0].can_mask = CAN_EFF_MASK; /* 0x1FFFFFFFU all bits valid */
  72 rfilter[1].can_id   = 0x123;        /* Exactly this SFF frame */
  73 rfilter[1].can_mask = CAN_SFF_MASK; /* 0x7FFU all bits valid */
  74 rfilter[2].can_id   = 0x200 | CAN_INV_FILTER; /* all, but 0x200-0x2FF */
  75 rfilter[2].can_mask = 0xF00;        /* (CAN_INV_FILTER set in can_id) */
  76 rfilter[3].can_id   = 0;            /* don't care */
  77 rfilter[3].can_mask = 0;            /* ALL frames will pass this filter */
  78
  79 setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));
  80 \end{code}
  81
  82 Für die Anwendung der Filterfunktion muss die Include-Datei \verb+raw.h+
  83 eingebunden werden. Eine Veränderung des Filters zur Laufzeit ist über
  84 weitere Aufrufe von \man{setsockopt}{2} möglich.
  85
  86 \newpage
  87 \subsection{Testprogramme}
  88 \begin{description}
  89 \item[candump] ist ein Programm, das über den RAW-Socket CAN-Frames
  90 von einem oder mehreren CAN-Device(s) einliest und in lesbarer Form -
  91  auf Wunsch mit Zeitstempeln - ausgibt. Die beschriebene
  92  Filterfunktion der RAW-Sockets (s.o.) ist über Komandozeilenparameter
  93  einstellbar. Ebenso wie eine Ausgabe im bekannten ASC-Format.
  94
  95 Wird \verb+candump+ ohne Parameter aufgerufen, erscheint ein Hilfetext.
  96
  97 \begin{code}
  98 hartko@pplinux1:~/llcf/src/test > ./candump
  99 Usage: candump [can-interfaces]
 100 Options: -m <mask>   (default 0x00000000)
 101          -v <value>  (default 0x00000000)
 102          -i <0|1>    (inv_filter)
 103          -t <type>   (timestamp: Absolute/Delta/Zero)
 104          -c          (color mode)
 105          -s <level>  (silent mode - 1: animation 2: nothing)
 106          -b <can>    (bridge mode - send received frames to <can>)
 107          -a          (create ASC compatible output)
 108          -1          (increment interface numbering in ASC mode)
 109          -A          (enable ASCII output)
 110
 111 When using more than one CAN interface the options
 112 m/v/i have comma seperated values e.g. '-m 0,7FF,0'
 113 \end{code}
 114
 115 {\large Beispiele für die Benutzung von {\tt candump}:}\\
 116 \\
 117 Einfaches Anzeigen von zwei CAN-Bussen. Timestamps beginnen bei Null.
 118
 119 \begin{code}
 120 hartko@pplinux1:~/llcf/src/test > candump can0 can1 -t z
 121 (0.000000) can0  3FC  [1] 05
 122 (0.001185) can0   64  [8] 20 14 3F 16 B8 0B 98 3A
 123 (0.002396) can0   66  [8] 39 00 A1 45 00 00 00 00
 124 (0.015395) can0   C9  [6] 13 01 00 00 10 27
 125 (0.028665) can1  110  [3] 87 00 00
 126 (0.049990) can0  3FC  [1] 05
 127 (0.051176) can0   64  [8] 20 14 3F 16 B8 0B 98 3A
 128 (0.052386) can0   66  [8] 39 00 A1 45 00 00 00 00
 129 (0.065397) can0   C9  [6] 13 01 00 00 10 27
 130 (0.099974) can0  3FC  [1] 05
 131 (0.101159) can0   64  [8] 20 14 3F 16 B8 0B 98 3A
 132 \end{code}
 133
 134 Einfaches Anzeigen von zwei CAN-Bussen. Timestamps beginnen bei
 135 Null. Ausgabe im ASC-Format. Die Kanalnummern werden um 1 erhöht
 136 (\verb+can0+ $\Rightarrow$ 1, \verb+can1+ $\Rightarrow$ 2).
 137
 138 \begin{code}
 139 hartko@pplinux1:~/llcf/src/test > candump can0 can1 -t z -a -1
 140 date Tue Oct 18 09:39:57 2005
 141 base hex  timestamps absolute
 142 no internal events logged
 143    0.0000 1  3FC             Rx   d 1 05
 144    0.0011 1  64              Rx   d 8 20 14 3F 14 B8 0B 98 3A
 145    0.0023 1  66              Rx   d 8 49 00 A1 45 00 00 00 00
 146    0.0154 1  C9              Rx   d 6 13 01 00 00 10 27
 147    0.0286 2  110             Rx   d 3 87 00 00
 148    0.0500 1  3FC             Rx   d 1 05
 149    0.0512 1  64              Rx   d 8 20 14 3F 14 B8 0B 98 3A
 150    0.0524 1  66              Rx   d 8 49 00 A1 45 00 00 00 00
 151    0.0654 1  C9              Rx   d 6 13 01 00 00 10 27
 152    0.0999 1  3FC             Rx   d 1 05
 153    0.1011 1  64              Rx   d 8 20 14 3F 14 B8 0B 98 3A
 154 \end{code}
 155
 156 Filtern von Nachrichten auf \verb+can0+ mit Bit-Maske 0x7FC und
 157 Vergleichswert 0x66. Zeitstempel mit Differenzzeit.
 158
 159 \begin{code}
 160 hartko@pplinux1:~/llcf/src/test > candump can0 -m 0x7FC -v 0x66 -t d
 161 CAN ID filter[0] for can0 set to mask = 000007FC, value = 00000066
 162 (0.000000) can0   64  [8] 1B 14 3F 21 B8 0B 98 3A
 163 (0.001202) can0   66  [8] B9 DA A0 45 00 00 00 00
 164 (0.048833) can0   64  [8] 1B 14 3F 21 B8 0B 98 3A
 165 (0.001192) can0   66  [8] EB DA A0 45 00 00 00 00
 166 (0.048790) can0   64  [8] 1B 14 3F 21 B8 0B 98 3A
 167 \end{code}
 168
 169 Filtern von Nachrichten auf \verb+can0+ mit Bit-Maske 0x7FC und
 170 Vergleichswert 0x66. Der CAN-Bus \verb+can1+ wird ohne Filterung angegeigt.
 171
 172 \begin{code}
 173 hartko@pplinux1:~/llcf/src/test > candump can0 can1 -m 0x7FC,0 -v 0x66,0 -t d
 174 CAN ID filter[0] for can0 set to mask = 000007FC, value = 00000066
 175 (0.000000) can0   64  [8] 20 14 3F 14 B8 0B 98 3A
 176 (0.001202) can0   66  [8] 48 00 A1 45 00 00 00 00
 177 (0.048794) can0   64  [8] 20 14 3F 14 B8 0B 98 3A
 178 (0.001201) can0   66  [8] 48 00 A1 45 00 00 00 00
 179 (0.026214) can1  110  [3] 87 00 00
 180 (0.003006) can1  41B  [4] 1C 12 02 FF
 181 (0.019612) can0   64  [8] 20 14 3F 14 B8 0B 98 3A
 182 (0.001201) can0   66  [8] 48 00 A1 45 00 00 00 00
 183 (0.048770) can0   64  [8] 20 14 3F 14 B8 0B 98 3A
 184 \end{code}
 185
 186 Invertiertes Filtern von Nachrichten auf \verb+can0+ mit Bit-Maske 0x7FC und
 187 Vergleichswert 0x66. Der CAN-Bus \verb+can1+ wird ohne Filterung
 188 angegeigt. Der Timestamp wird absolut ausgegeben, d.h. in Sekunden
 189 seit 01.01.1970. Analog \verb-'date +%s'- - siehe \man{date}{1}.
 190
 191 \begin{code}
 192 hartko@pplinux1:~/llcf/src/test > candump can0 can1 -m 0x7FC,0 -v 0x66,0 -i 1,0 -t a
 193 CAN ID filter[0] for can0 set to mask = 000007FC, value = 00000066 (inv_filter)
 194 (1129625880.726372) can0   C9  [6] 13 01 00 00 10 27
 195 (1129625880.739543) can1  110  [3] 87 00 00
 196 (1129625880.760949) can0  3FC  [1] 05
 197 (1129625880.776377) can0   C9  [6] 13 01 00 00 10 27
 198 (1129625880.810983) can0  3FC  [1] 05
 199 (1129625880.811580) can1  41C  [4] 1D 12 02 FF
 200 (1129625880.826379) can0   C9  [6] 13 01 00 00 10 27
 201 (1129625880.839544) can1  110  [3] 87 00 00
 202 (1129625880.860955) can0  3FC  [1] 05
 203 (1129625880.876380) can0   C9  [6] 13 01 00 00 10 27
 204 (1129625880.910986) can0  3FC  [1] 05
 205 \end{code}
 206
 207 \item[tst-raw] ist ein Programm zum Testen des RAW-Sockets. Es nutzt
 208 den \man{read}{2} Systemcall.
 209 \item[tst-raw-filter] ist ein Programm zum Testen der Filterfunktion
 210 des RAW-Sockets. Es nutzt den \man{recvfrom}{2} Systemcall.
 211 \item[tst-raw-sendto] ist ein Programm zum Senden eines CAN-Frame auf
 212 einem nicht an ein besonders Interface gebundenen RAW-Socket mit
 213 dem \man{sendto}{2} Systemcall.
 214 \item[canecho] ist ein Programm, dass nach dem Empfang eines
 215 CAN-Frames dieses mit einer um 1 erhöhten CAN-ID wieder aussendet. Es
 216 war für die ersten Versuche mit einem realen CAN-Bus implementiert
 217 worden. Seit dem \LL\ V0.6 ist jedoch die lokale Echofunktionalität
 218 realisiert, so dass \verb+canecho+ nur noch dazu geeignet ist, einen
 219 Volllast-Test auszuführen ...
 220 \end{description}