用于计算CRC16校验和的函数

Question

我正在开发一个库，以便在RS232或RS485连接上提供简单可靠的通信。此代码的一部分涉及对数据使用CRC16校验和来检测线路噪声中的损坏。我已经创建了一个函数来计算CRC16校验和，但是它似乎没有输出正确的值。

我写的相关代码如下(也可以在here中找到)。

#include <stdint.h>

#define CRC16 0x8005

uint16_t gen_crc16(const uint8_t *data, uint16_t size)
{
    uint16_t out = 0;
    int bits_read = 0, bit_flag;

    /* Sanity check: */
    if(data == NULL)
        return 0;

    while(size > 0)
    {
        bit_flag = out >> 15;

        /* Get next bit: */
        out <<= 1;
        out |= (*data >> (7 - bits_read)) & 1;

        /* Increment bit counter: */
        bits_read++;
        if(bits_read > 7)
        {
            bits_read = 0;
            data++;
            size--;
        }

        /* Cycle check: */
        if(bit_flag)
            out ^= CRC16;
    }

    return out;
}

我正在对照this online CRC calculator检查我的输出。

我得出的结论是，要么是我对如何计算CRC16的理解错了，要么是在线计算器错了(前者似乎更有可能)。谁能告诉我我可能会错在哪里？

Answer 1

对于特定的CRC实现，有几个细节需要“匹配”-即使使用相同的多项式，也可能会有不同的结果，因为如何处理数据比特，使用CRC的特定初始值(有时是0，有时是0xffff)和/或颠倒CRC的比特。例如，有时一个实现将从数据字节的低位向上工作，而有时它们将从高位向下工作(就像您目前所做的那样)。

此外，在运行完所有数据位之后，您还需要“推出”CRC的最后一位。

请记住，CRC算法是为在硬件中实现而设计的，因此从软件的角度来看，一些位排序的处理方式可能没有太大意义。

如CRC16计算器页面所示，如果要将CRC16与多项式0x8005进行匹配，则需要对lammertbies.nl函数进行以下更改：

• a)从最低有效位开始运行数据位，而不是从最高有效位开始
• b)在完成输入数据
• 之后，将CRC的最后16位推出CRC寄存器c)颠倒CRC位(我猜测这个位是从硬件implementations)

进位的

因此，您的函数可能如下所示：

#define CRC16 0x8005

uint16_t gen_crc16(const uint8_t *data, uint16_t size)
{
    uint16_t out = 0;
    int bits_read = 0, bit_flag;

    /* Sanity check: */
    if(data == NULL)
        return 0;

    while(size > 0)
    {
        bit_flag = out >> 15;

        /* Get next bit: */
        out <<= 1;
        out |= (*data >> bits_read) & 1; // item a) work from the least significant bits

        /* Increment bit counter: */
        bits_read++;
        if(bits_read > 7)
        {
            bits_read = 0;
            data++;
            size--;
        }

        /* Cycle check: */
        if(bit_flag)
            out ^= CRC16;

    }

    // item b) "push out" the last 16 bits
    int i;
    for (i = 0; i < 16; ++i) {
        bit_flag = out >> 15;
        out <<= 1;
        if(bit_flag)
            out ^= CRC16;
    }

    // item c) reverse the bits
    uint16_t crc = 0;
    i = 0x8000;
    int j = 0x0001;
    for (; i != 0; i >>=1, j <<= 1) {
        if (i & out) crc |= j;
    }

    return crc;
}

当我传入"123456789"时，该函数会为我返回0xbb3d。

Answer 2

下面是计算crc16 CCITT的工作代码。我测试了它，结果与http://www.lammertbies.nl/comm/info/crc-calculation.html提供的结果相匹配。

unsigned short crc16(const unsigned char* data_p, unsigned char length){
    unsigned char x;
    unsigned short crc = 0xFFFF;

    while (length--){
        x = crc >> 8 ^ *data_p++;
        x ^= x>>4;
        crc = (crc << 8) ^ ((unsigned short)(x << 12)) ^ ((unsigned short)(x <<5)) ^ ((unsigned short)x);
    }
    return crc;
}

Answer 3

CRC-16有几个不同的变种。参见wiki page。

其中每一个都将从相同的输入返回不同的结果。

所以你必须仔细地为你的程序选择一个正确的。