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是最着名的一种。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%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:着名的通讯
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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
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示。最常用的CRC码的生成多项式如表1所示。@@;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,总结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UpdateCharacterCRC32用于CRC32的计算。/*——CRC程序库*/#defineCRCCCITT0x1021#defineCCITT-REV0x8408#defineCRC160x8005#defineCRC16-REV0xA001#defineCRC32-POLYNOMIAL0xEDB88320L/*以上为CRC除数的定义*/#defineNIL0#definecrcupdate(d,a,t)*(a)=(*(a)8)^(t)[(*(a)8)^(d)];#definecrcupdate16(d,a,t)*(a)=(*(a)8^(t)[(*(a)^(d))&0x00ff])/*以上两个宏可以代替函数crcupdate和crcrevupdate*/###/*函数crchware是传统的CRC算法,其返回值即CRC值*/unsignedshortcrchware(data,genpoly,accum)unsignedshortdata;/*输入的数据*/unsignedshortgenpoly;/*CRC除数*/unsignedshortaccum;/*CRC累加器值*/{staticinti;data=8;for(i=8;i0;i--){if((data^accum)&0x8000)accum=(accum1)^genpoly;elseaccum=1;data=1;}return(accum);}/*函数mk-crctbl利用函数crchware建立内存中的CRC数值表*/unsignedshort*mk-crctbl(poly,crcfn);unsignedshortpoly;/*CRC除数--CRC生成多项式*/unsignedshort(*crcfn)();/*指向CRC函数(例如crchware)的指针*/{/*unsignedshort*/malloc();*/unsignedshort*crctp;inti;if((crctp=(unsignedshort*)malloc(256*sizeof(unsigned)))==0)return0;for(i=0;i256;i)crctp[i]=(*crcfn)(i,poly,0);returncrctp;}/*函数mk-crctbl的使用范例*/if((crctblp=mk-crctbl(CRCCCITT,crchware))==NIL){puts("insuffmemoryforCRClookuptable.“n");return1;*//*函数crcupdate用以用查表法计算CRC值并更新CRC累加器值*/voidcrcupdate(data,accum,crctab)unsignedshortdata;/*输入的数据*/unsignedshort*accum;/*指向CRC累加器的指针*/unsignedshort*crctab;/*指向内存中CRC表的指针*/{staticshortcomb-val;comb-val=(*accum8)^data;*accum=(*accum8)^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*/unsignedshortcrcrevhware(data,genpoly,accum)unsignedshortdata;unsignedshortgenpoly;unsignedshortaccum;{staticinti;data=1;for(i=8;i0;i--){data=1;if((data^accum)&0x0001)accum=(accum1)^genpoly;elseaccum=1;}returnaccum;}/*函数crcrevupdate用以用反序查表法计算CRC值并更新CRC累加器值*/voidcrcrevupdate(data,accum,crcrevtab)unsignedshortdata;unsignedshort*accum;