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CRC校验

2022-02-27 16:02:55 作者：互联网

一：CRC概念

1.1、参考博客

参考的教程如下：

1.2、什么是CRC

CRC（Cyclic Redundancy Checksum）是一种纠错技术，代表循环冗余校验和，可以认为在输入端根据一定的规则计算出来CRC checksum，编组到message信息中，发送到接收端。接收端根据相同的规则解码接收到的信息，如果接收到的CRC checksum与预期值相同，则说明得到的数据正确，否则异常。

下面接收CRC checksum如何获取：

这里需要知道几个组成部分或者说计算概念：多项式公式、多项式简记式（poly）、数据宽度、初始值（init）、结果异或值、输入值反转、输出值反转、参数模型。

1.3、多项式公式与简记式

对于CRC标准除数，一般使用多项式（或二项式）公式表示；

这里以CRC8作为介绍校验算法过程，CRC16和CRC32同理。

CRC8标准生成多项式

CRC-8 x8+x5+x4+1 0x31（0x131）
CRC-8 x8+x2+x1+1 0x07（0x107）
CRC-8 x8+x6+x4+x3+x2+x1 0x5E（0x15E）
注：由于多项式的最高为都为1，并且在代码的crc8计算中，最高位也是不使用的，
所以在多项式记录时都去掉了最高位。

实际计算也可以采用完整的多项式公式，但是这种会比较麻烦。所以我们实际代码使用的都是简记式；

1.4、计算过程

以CRC16为例计算：　　

1.根据CRC16的标准选择初始值（init）。

2.如果有输入反转，则将数据进行反转（如果没有输入反转，则跳过。默认的都是每一个字节按位反转）。

2.将反转后数据的第一个字节与初始值高8位异或。

3.判断最高位，若该位为 0 左移一位，若为 1 左移一位再与多项式异或。

4.重复3直至8位全部移位计算结束。

5.重复将所有输入数据操作完成以上步骤，所得16位数即16位CRC校验码。

6.如果有输出反转，则将CRC校验码进行反转（如果没有输出反转，则跳过。默认的都是整个数据按位反转）。

7.将反转后的CRC校验码与结果异或值得到最终的CRC校验码。

输入反转举例

以输入 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08为例说明输入反转的概念

反转得到的值为：0x80 0x40 0xc0 0x20 0xa0 0x60 0xe0 0x10

输出反转举例

0x5ceeac03输出反转值为0xc035773a

二：手算CRC

手算的时候，最高项保留

写程序的时候，最高项不保留（优化执行次数）

三：代码分析

3.1、计算一个字节

//CRC-8
//计算单个字节
#include <iostream> //支持uint类型
uint8_t cal_table_high_first(uint8_t value)
{
    uint8_t crc;
    crc = value;
    /* 数据往左移了8位，需要计算8次 */
    for (int i =0 ; i< 8 ; i++)
    {
        //1000 0000 = 0x80
        //判断最高位是否为1
        if (crc & 0x80)
        {
          //如果为1，先左移一位然后再与多项式x31异或
          //0011 0001 = 0x31 x^8+x^5+x^4+1
          //左移一位是为了简化最高项x^8的计算
             crc = (crc << 1) ^ 0x31;        }
        else
        {
          //如果为0，则不需要异或，整体数据左移一位
             crc = (crc << 1);
        }
    }
    return crc;
}

3.2、计算多个字节

//CRC-8
//计算多个字节
#include <iostream>  //支持uint类型
uint8_t crc_high_first(uint8_t  *ptr, int len)
{
    uint8_t crc=0x00； /* 计算的初始crc值 */
    while(len--)
    {
        //先把上一字节与下一字节异或
        crc ^= *ptr++;
        //下面的代码与计算一个字节的一致
        for (int i=0; i<8 ; i++)
        {
            if (crc & 0x80)
                crc = (crc << 1) ^ 0x31;
            else
                crc = (crc << 1);
        }
    }
    return (crc);
}

3.3、产生表

//生成表
//调用了上方的函数


#include <iostream>  //支持uint类型
#include <stdio.h>
void  create_crc_table(void)
{

        int i = 0x00;


        for (; i<=0xFF; i++)
        {
            if (0 == (i%16))
                printf("\n");


            //把每个字节的CRC检验码的结果保存下来
            printf("0x%.2x, ", cal_table_high_first (i));
        }
}

3.4、查表方式生成CRC

//查表计算CRC
#include <iostream>  //支持uint类型
uint8_t cal_crc_table(uint8_t *ptr, int len)
{
    //初始化
    uint8_t crc = 0x00;
    while (len--)
    {
        crc = crc_table[crc ^ *ptr++];
        //等价与  crc = crc_table[  crc ^ (*ptr) ];
        //         ptr++;
    }
    return crc;
}

3.5、反转

uint32_t ReflectedData(uint32_t data, REFLECTED_MODE mode)
{
	data = ((data & 0xffff0000) >> 16) | ((data & 0x0000ffff) << 16);
	data = ((data & 0xff00ff00) >> 8) | ((data & 0x00ff00ff) << 8);
	data = ((data & 0xf0f0f0f0) >> 4) | ((data & 0x0f0f0f0f) << 4);
	data = ((data & 0xcccccccc) >> 2) | ((data & 0x33333333) << 2);
	data = ((data & 0xaaaaaaaa) >> 1) | ((data & 0x55555555) << 1);

	switch (mode)
	{
	case REF_32BIT:
		return data;
	case REF_16BIT:
		return (data >> 16) & 0xffff;
	case REF_8BIT:
		return (data >> 24) & 0xff;
	case REF_7BIT:
		return (data >> 25) & 0x7f;
	case REF_6BIT:
		return (data >> 26) & 0x7f;
	case REF_5BIT:
		return (data >> 27) & 0x1f;
	case REF_4BIT:
		return (data >> 28) & 0x0f;
	}
	return 0;
}

标签：crc,反转,uint8,校验,CRC,多项式,data
来源： https://www.cnblogs.com/agui125/p/15942563.html