CRC校驗(yàn)實(shí)用程序庫(kù)

1、CRC校驗(yàn)實(shí)用程序庫(kù)     在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域，為了保證數(shù)據(jù)的正確，就不得不采用檢錯(cuò)的手段。在諸多檢錯(cuò)手段中，CRC是最著名的一種。CRC的全稱是循環(huán)冗余校驗(yàn)，其特點(diǎn)是:檢錯(cuò)能力極強(qiáng)，開銷小，易于用編碼器及檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)。從其檢錯(cuò)能力來(lái)看，它所不能發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的幾率僅為0.0047%以下。從性能上和開銷上考慮，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于奇偶校驗(yàn)及算術(shù)和校驗(yàn)等方式。因而，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域，CRC無(wú)處不在:著名的通訊協(xié)議X.25的FCS(幀檢錯(cuò)序列)采用的是CRC-CCITT，ARJ、LHA等壓縮工具軟件采用的是CRC32，磁盤驅(qū)動(dòng)器的讀寫采用了CRC16，通用

2、的圖像存儲(chǔ)格式GIF、TIFF等也都用CRC作為檢錯(cuò)手段。CRC的本質(zhì)是模-2除法的余數(shù)，采用的除數(shù)不同，CRC的類型也就不一樣。通常，CRC的除數(shù)用生成多項(xiàng)式來(lái)表示。最常用的CRC碼的生成多項(xiàng)式如表1所示。10A08800.GIF;表1.最常用的CRC碼及生成多項(xiàng)式由于CRC在通訊和數(shù)據(jù)處理軟件中經(jīng)常采用，筆者在實(shí)際工作中對(duì)其算法進(jìn)行了研究和比較，總結(jié)并編寫了一個(gè)具有最高效率的CRC通用程序庫(kù)。該程序采用查表法計(jì)算CRC，在速度上優(yōu)于一般的直接模仿硬件的算法，可以應(yīng)用于通訊和數(shù)據(jù)壓縮程序。通常的CRC算法在計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)段的CRC值時(shí)，其CRC值是由求解每個(gè)數(shù)值的CRC值的和對(duì)CRC寄存器的值

3、反復(fù)更新而得到的。這樣，求解CRC的速度較慢。通過(guò)對(duì)CRC算法的研究，我們發(fā)現(xiàn):一個(gè)8位數(shù)據(jù)加到16位累加器中去，只有累加器的高8位或低8位與數(shù)據(jù)相作用，其結(jié)果僅有256種可能的組合值。因而，我們可以用查表法來(lái)代替反復(fù)的運(yùn)算，這也同樣適用于CRC32的計(jì)算。本文所提供的程序庫(kù)中，函數(shù)crchware是一般的16位CRC的算法；mk-crctbl用以在內(nèi)存中建立一個(gè)CRC數(shù)值表；crcupdate用以查表并更新CRC累加器的值；crcrevhware和crcrevupdate是反序算法的兩個(gè)函數(shù)；BuildCRCTable、CalculateBlockCRC32和UpdateCharacterC

4、RC32用于CRC32的計(jì)算。/* CRC.CCRC程序庫(kù) */#define CRCCCITT 0x1021#define CCITT-REV 0x8408#define CRC16 0x8005#define CRC16-REV 0xA001#define CRC32-POLYNOMIAL 0xEDB88320L/* 以上為CRC除數(shù)的定義 */#define NIL 0#define crcupdate(d,a,t)*(a)=(*(a)<<8)(t)(*(a)>>8)(d);#define crcupdate16(d,a,t)*(a)=(*(a)>>8

5、(t)(*(a)(d)&0x00ff)/* 以上兩個(gè)宏可以代替函數(shù)crcupdate和crcrevupdate */#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<alloc.h>/* 函數(shù)crchware是傳統(tǒng)的CRC算法，其返回值即CRC值 */unsigned short crchware(data,genpoly,accum)unsigned short data;/* 輸入的數(shù)據(jù) */unsigned short genpoly;/* CRC除數(shù) */unsigned short accum;/* C

6、RC累加器值 */static int i;data<<=8;for(i=8;i>0;i-)if(dataaccum)&0x8000)accum=(accum<<1)genpoly;elseaccum<<=1;data<<=1;return (accum);/* 函數(shù)mk-crctbl利用函數(shù)crchware建立內(nèi)存中的CRC數(shù)值表 */unsigned short *mk-crctbl(poly,crcfn);unsigned short poly;/* CRC除數(shù)-CRC生成多項(xiàng)式 */unsigned short (*crcf

7、n)();/* 指向CRC函數(shù)(例如crchware)的指針 */* unsigned short */malloc(); */unsigned short *crctp;int i;if(crctp=(unsigned short*)malloc(256*sizeof(unsigned)=0)return 0;for(i=0;i<256;i+)crctpi=(*crcfn)(i,poly,0);return crctp;/* 函數(shù)mk-crctbl的使用范例 */if(crctblp=mk-crctbl(CRCCCITT,crchware)=NIL)puts("insuff

8、memory for CRC lookup table.n");return 1; */* 函數(shù)crcupdate用以用查表法計(jì)算CRC值并更新CRC累加器值 */void crcupdate(data,accum,crctab)unsigned short data;/* 輸入的數(shù)據(jù) */unsigned short *accum;/* 指向CRC累加器的指針 */unsigned short *crctab;/* 指向內(nèi)存中CRC表的指針 */static short comb-val;comb-val=(*accum>>8)data;*accum=(*accum&l

9、t;<8)crctabcomb-val;/* 函數(shù)crcrevhware是傳統(tǒng)的CRC算法的反序算法，其返回值即CRC值 */unsigned short crcrevhware(data,genpoly,accum)unsigned short data;unsigned short genpoly;unsigned short accum;static int i;data<<=1;for(i=8;i>0;i-)data>>=1;if(dataaccum)&0x0001)accum=(accum>>1)genpoly;elseaccum>>=1;re