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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寄存器的值反復(fù)更新而得到的。這樣，求解CRC的速度較慢。通過對(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UpdateCharac
terCRC32用于CRC32的計(jì)算。
/* CRC.C——CRC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^(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;/* 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;/
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