CRC校验实用程序库_计算机论文

　 在数据存储和数据通讯领域，为了保证数据的正确，就不得不采用检错的手段。在诸多检错手段中，crc是最著名的一种。crc的全称是循环冗余校验，其特点是:检错能力极强，开销小，易于用编码器及检测电路实现。从其检错能力来看，它所不能发现的错误的几率仅为0.0047%以下。从性能上和开销上考虑，均远远优于奇偶校验及算术和校验等方式。因而，在数据存储和数据通讯领域，crc无处不在:著名的通讯协议x.25的fcs(帧检错序列)采用的是crc-ccitt，arj、lha等压缩工具软件采用的是crc32，磁盘驱动器的读写采用了crc16，通用的图像存储格式gif、tiff等也都用crc作为检错手段。
crc的本质是模-2除法的余数，采用的除数不同，crc的类型也就不一样。通常，crc的除数用生成多项式来表示。最常用的crc码的生成多项式如表1所示。
@@10a08800.gif;表1.最常用的crc码及生成多项式@@
由于crc在通讯和数据处理软件中经常采用，笔者在实际工作中对其算法进行了研究和比较，并编写了一个具有最高效率的crc通用程序库。该程序采用查表法计算crc，在速度上优于一般的直接模仿硬件的算法，可以应用于通讯和数据压缩程序。
通常的crc算法在计算一个数据段的crc值时，其crc值是由求解每个数值的crc值的和对crc寄存器的值反复更新而得到的。这样，求解crc的速度较慢。通过对crc算法的研究，我们发现:一个8位数据加到16位累加器中去，只有累加器的高8位或低8位与数据相作用，其结果仅有256种可能的组合值。因而，我们可以用查表法来代替反复的运算，这也同样适用于crc32的计算。本文所提供的程序库中，函数crchware是一般的16位crc的算法；mk-crctbl用以在内存中建立一个crc数值表；crcupdate用以查表并更新crc累加器的值；crcrevhware和crcrevupdate是反序算法的两个函数；buildcrctable、calculateblockcrc32和updatecharac
tercrc32用于crc32的计算。
/* crc.c——crc程序库 */
#define crcccitt 0x1021
#define ccitt-rev 0x8408
#define crc16 0x8005
#define crc16-rev 0xa001
#define crc32-polynomial 0xedb88320l
/* 以上为crc除数的定义 */
#define nil 0
#define crcupdate(d,a,t)*(a)=(*(a)<<8)^(t)[(*(a)>>8)^(d)];
#define crcupdate16(d,a,t)*(a)=(*(a)>>8^(t)[(*(a)^(d))&0x00ff])
/* 以上两个宏可以代替函数crcupdate和crcrevupdate */
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<alloc.h>
/* 函数crchware是传统的crc算法，其返回值即crc值 */
unsigned short crchware(data,genpoly,accum)
unsigned short data;/* 输入的数据 */
unsigned short genpoly;/* crc除数 */
unsigned short accum;/* crc累加器值 */
{
static int i;
data<<=8;
for(i=8;i>0;i--)
{
if((data^accum)&0x8000)
accum=(accum<<1)^genpoly;
else
accum<<=1;
data<<=1;
}
return (accum);
}
/* 函数mk-crctbl利用函数crchware建立内存中的crc数值表 */
unsigned short *mk-crctbl(poly,crcfn);
unsigned short poly;/* crc除数--crc生成多项式 */
unsigned short (*crcfn)();/* 指向crc函数(例如crchware)的指针 */
{
/* 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++)
crctp[i]=(*crcfn)(i,poly,0);
return crctp;
}
/* 函数mk-crctbl的使用范例 */
if((crctblp=mk-crctbl(crcccitt,crchware))==nil)
{
puts("insuff memory for crc lookup table.\n");
return 1; */
/* 函数crcupdate用以用查表法计算crc值并更新crc累加器值 */
void crcupdate(data,accum,crctab)
unsigned short data;/* 输入的数据 */
unsigned short *accum;/* 指向crc累加器的指针 */
unsigned short *crctab;/* 指向内存中crc表的指针 */
{
static short comb-val;
comb-val=(*accum>>8)^data;
*accum=(*accum<<8)^crctab[comb-val];
}
/* 函数crcrevhware是传统的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((data^accum)&0x0001)
accum=(accum>>1)^genpoly;
else
accum>>=1;
}
return accum;
}
/* 函数crcrevupdate用以用反序查表法计算crc值并更新crc累加器值 */
void crcrevupdate(data,accum,crcrevtab)
unsigned short data;
unsigned short *accum;