CRC4 在 C 中的实现

Question

我修改了的实现，为 CRC4 构建一个 table 生成函数，如下所示：

#define bufferSize 16
crc crcTable[bufferSize];
#define POLYNOMIAL 0x13

void Init()
{
    crc remainder;

     for(int dividend = 0; dividend < bufferSize; ++dividend)
     {
          remainder = dividend;
          for(uint8_t bit = 8; bit > 0; --bit)
          {
              if(remainder & 1)
                  remainder = (remainder >> 1) ^ POLYNOMIAL;
              else
                  remainder = (remainder >> 1);
          }

          crcTable[dividend] = remainder;
          printf("%hu\n", remainder);
    }
}

然后像这样计算CRC：

uint8_t calc_crc4(uint8_t start_crc, uint8_t byte)
{
    byte ^= start_crc;
    start_crc = crcTable[byte] ^ (start_crc >> 8);

    return start_crc;
}

生成的 crcTable 为：

/*
* Table based on Polynomial 0x13
*/
uint8_t crcTable[tableSize] = {
    0x00, 0x0E, 0x1C, 0x12,
    0x1F, 0x11, 0x03, 0x0D,
    0x19, 0x17, 0x05, 0x0B,
    0x06, 0x08, 0x1A, 0x14
};

问题是，当我运行它针对 ERF 文件时，我生成的 CRC 值中的 none 等于附在 ERF 帧末尾的值。当我打印值时，看起来 calc_crc4 函数中对 crcTable[byte] 的调用几乎总是返回值 0x00，但我对这个概念的理解不够好，不知道这是否是正确的值或不。我唯一能想到的是它在字节的索引位置没有找到任何东西，所以它 returns 0x00。我假设 CRC4 只能有 16 个值，所以那个位置必须有一些东西。

Answer 1

您没有所需 CRC 的完整定义，并且您尝试将实现外推到四位有很多错误。

首先，您需要了解的不仅仅是多项式。您需要知道是否反映了 CRC，如果也反映了输出，初始寄存器值是多少，以及输出是否与某个值异或。

其次，如果您一次处理一个字节，则 table 需要有 256 个条目，无论 CRC 的长度如何。此外，每个条目必须是 CRC 的长度，在本例中为四位，而您的条目有五个。此外，您还需要将 CRC 放在字节的正确末尾以进行初始异或查找 table 之前，或者移动 table。如前所述，一个八位值向下移动八位是零，所以异或运算什么都不做。

一个 table 驱动的四位 CRC 实现类似于其中之一，具体取决于反射。

static unsigned char const table_byte[256] = {
    0x90, 0xa0, 0xf0, 0xc0, 0x50, 0x60, 0x30, 0x00, 0x20, 0x10, 0x40, 0x70, 0xe0,
    0xd0, 0x80, 0xb0, 0xc0, 0xf0, 0xa0, 0x90, 0x00, 0x30, 0x60, 0x50, 0x70, 0x40,
    0x10, 0x20, 0xb0, 0x80, 0xd0, 0xe0, 0x30, 0x00, 0x50, 0x60, 0xf0, 0xc0, 0x90,
    0xa0, 0x80, 0xb0, 0xe0, 0xd0, 0x40, 0x70, 0x20, 0x10, 0x60, 0x50, 0x00, 0x30,
    0xa0, 0x90, 0xc0, 0xf0, 0xd0, 0xe0, 0xb0, 0x80, 0x10, 0x20, 0x70, 0x40, 0xe0,
    0xd0, 0x80, 0xb0, 0x20, 0x10, 0x40, 0x70, 0x50, 0x60, 0x30, 0x00, 0x90, 0xa0,
    0xf0, 0xc0, 0xb0, 0x80, 0xd0, 0xe0, 0x70, 0x40, 0x10, 0x20, 0x00, 0x30, 0x60,
    0x50, 0xc0, 0xf0, 0xa0, 0x90, 0x40, 0x70, 0x20, 0x10, 0x80, 0xb0, 0xe0, 0xd0,
    0xf0, 0xc0, 0x90, 0xa0, 0x30, 0x00, 0x50, 0x60, 0x10, 0x20, 0x70, 0x40, 0xd0,
    0xe0, 0xb0, 0x80, 0xa0, 0x90, 0xc0, 0xf0, 0x60, 0x50, 0x00, 0x30, 0x70, 0x40,
    0x10, 0x20, 0xb0, 0x80, 0xd0, 0xe0, 0xc0, 0xf0, 0xa0, 0x90, 0x00, 0x30, 0x60,
    0x50, 0x20, 0x10, 0x40, 0x70, 0xe0, 0xd0, 0x80, 0xb0, 0x90, 0xa0, 0xf0, 0xc0,
    0x50, 0x60, 0x30, 0x00, 0xd0, 0xe0, 0xb0, 0x80, 0x10, 0x20, 0x70, 0x40, 0x60,
    0x50, 0x00, 0x30, 0xa0, 0x90, 0xc0, 0xf0, 0x80, 0xb0, 0xe0, 0xd0, 0x40, 0x70,
    0x20, 0x10, 0x30, 0x00, 0x50, 0x60, 0xf0, 0xc0, 0x90, 0xa0, 0x00, 0x30, 0x60,
    0x50, 0xc0, 0xf0, 0xa0, 0x90, 0xb0, 0x80, 0xd0, 0xe0, 0x70, 0x40, 0x10, 0x20,
    0x50, 0x60, 0x30, 0x00, 0x90, 0xa0, 0xf0, 0xc0, 0xe0, 0xd0, 0x80, 0xb0, 0x20,
    0x10, 0x40, 0x70, 0xa0, 0x90, 0xc0, 0xf0, 0x60, 0x50, 0x00, 0x30, 0x10, 0x20,
    0x70, 0x40, 0xd0, 0xe0, 0xb0, 0x80, 0xf0, 0xc0, 0x90, 0xa0, 0x30, 0x00, 0x50,
    0x60, 0x40, 0x70, 0x20, 0x10, 0x80, 0xb0, 0xe0, 0xd0};

unsigned crc4interlaken_byte(unsigned crc, void const *mem, size_t len) {
    unsigned char const *data = mem;
    if (data == NULL)
        return 0;
    crc &= 0xf;
    crc <<= 4;
    while (len--)
        crc = table_byte[crc ^ *data++];
    crc >>= 4;
    return crc;
}

或

static unsigned char const table_byte[256] = {
    0x0, 0x7, 0xe, 0x9, 0x5, 0x2, 0xb, 0xc, 0xa, 0xd, 0x4, 0x3, 0xf, 0x8, 0x1, 0x6,
    0xd, 0xa, 0x3, 0x4, 0x8, 0xf, 0x6, 0x1, 0x7, 0x0, 0x9, 0xe, 0x2, 0x5, 0xc, 0xb,
    0x3, 0x4, 0xd, 0xa, 0x6, 0x1, 0x8, 0xf, 0x9, 0xe, 0x7, 0x0, 0xc, 0xb, 0x2, 0x5,
    0xe, 0x9, 0x0, 0x7, 0xb, 0xc, 0x5, 0x2, 0x4, 0x3, 0xa, 0xd, 0x1, 0x6, 0xf, 0x8,
    0x6, 0x1, 0x8, 0xf, 0x3, 0x4, 0xd, 0xa, 0xc, 0xb, 0x2, 0x5, 0x9, 0xe, 0x7, 0x0,
    0xb, 0xc, 0x5, 0x2, 0xe, 0x9, 0x0, 0x7, 0x1, 0x6, 0xf, 0x8, 0x4, 0x3, 0xa, 0xd,
    0x5, 0x2, 0xb, 0xc, 0x0, 0x7, 0xe, 0x9, 0xf, 0x8, 0x1, 0x6, 0xa, 0xd, 0x4, 0x3,
    0x8, 0xf, 0x6, 0x1, 0xd, 0xa, 0x3, 0x4, 0x2, 0x5, 0xc, 0xb, 0x7, 0x0, 0x9, 0xe,
    0xc, 0xb, 0x2, 0x5, 0x9, 0xe, 0x7, 0x0, 0x6, 0x1, 0x8, 0xf, 0x3, 0x4, 0xd, 0xa,
    0x1, 0x6, 0xf, 0x8, 0x4, 0x3, 0xa, 0xd, 0xb, 0xc, 0x5, 0x2, 0xe, 0x9, 0x0, 0x7,
    0xf, 0x8, 0x1, 0x6, 0xa, 0xd, 0x4, 0x3, 0x5, 0x2, 0xb, 0xc, 0x0, 0x7, 0xe, 0x9,
    0x2, 0x5, 0xc, 0xb, 0x7, 0x0, 0x9, 0xe, 0x8, 0xf, 0x6, 0x1, 0xd, 0xa, 0x3, 0x4,
    0xa, 0xd, 0x4, 0x3, 0xf, 0x8, 0x1, 0x6, 0x0, 0x7, 0xe, 0x9, 0x5, 0x2, 0xb, 0xc,
    0x7, 0x0, 0x9, 0xe, 0x2, 0x5, 0xc, 0xb, 0xd, 0xa, 0x3, 0x4, 0x8, 0xf, 0x6, 0x1,
    0x9, 0xe, 0x7, 0x0, 0xc, 0xb, 0x2, 0x5, 0x3, 0x4, 0xd, 0xa, 0x6, 0x1, 0x8, 0xf,
    0x4, 0x3, 0xa, 0xd, 0x1, 0x6, 0xf, 0x8, 0xe, 0x9, 0x0, 0x7, 0xb, 0xc, 0x5, 0x2};

unsigned crc4g_704_byte(unsigned crc, void const *mem, size_t len) {
    unsigned char const *data = mem;
    if (data == NULL)
        return 0;
    crc &= 0xf;
    while (len--)
        crc = table_byte[crc ^ *data++];
    return crc;
}

此代码和 table 由 my crcany code 生成。这些函数使用 data 处的 len 字节推进 CRC。当调用 data 等于 NULL 时，初始 CRC（即零字节的 CRC）被 returned。 CRC 位于 return 值的最低有效位。

这两个 CRC 在 Greg Cook's catalog 中定义，其中两个 4 位 CRC 定义是：

width=4 poly=0x3 init=0xf refin=false refout=false xorout=0xf check=0xb residue=0x2 name="CRC-4/INTERLAKEN"
width=4 poly=0x3 init=0x0 refin=true refout=true xorout=0x0 check=0x7 residue=0x0 name="CRC-4/G-704"

CRC4 在 C 中的实现

CRC4 Implementation in C

c

crc