Как настроить расчет таблицы CRC
Существует множество примеров расчета CRC. Простые реализации со сдвигом битов и более эффективные с заранее вычисленной таблицей. Но есть также много параметров CRC помимо полинома, которые влияют на расчет. Вы можете оценить эти параметры здесь: http://zorc.breitbandkatze.de/crc.html
Эти параметры
- начальное значение CRC
- отражение входных данных
- отражение выходных данных
- окончательное значение XOR для CRC
Для некоторого «стандартного» алгоритма CRC эти параметры четко определены, например, CRC-16 (CCITT). Но есть некоторые реализации, которые используют разные параметры.
Моя реализация должна быть совместима с CRC16 с полиномом CCITT (x16 + Икс12 + Икс5 + 1). Но байты данных и окончательный CRC должны быть отражены. Я реализовал эти отражения в методе расчета. Но это отнимает много времени. Для лучшей производительности он должен быть удален из расчета.
Как рассчитать параметры отражения CRC в методе инициализации?
Редактировать: Как мне сделать, чтобы контролировать каждый из параметров в отдельности? Я хотел бы понять, как Init Функция на самом деле работает и как все параметры реализованы.
typedef unsigned char uint8_t;
typedef unsigned short crc;
crc crcTable[256];
#define WIDTH (8 * sizeof(crc))
#define TOPBIT (1 << (WIDTH - 1))
#define POLYNOMIAL 0x1021
template<typename t>
t reflect(t v)
{
t r = 0;
for (int i = 0; i < (8 * sizeof v); ++i)
{
r <<= 1;
r |= v&1;
v >>= 1;
}
return r;
}
void Init()
{
crc remainder;
for (int dividend = 0; dividend < 256; ++dividend)
{
remainder = dividend << (WIDTH - 8);
for (uint8_t bit = 8; bit > 0; --bit)
{
if (remainder & TOPBIT)
remainder = (remainder << 1) ^ POLYNOMIAL;
else
remainder = (remainder << 1);
}
crcTable[dividend] = remainder;
}
}
crc Calculate(const uint8_t *message, int nBytes, crc wOldCRC)
{
uint8_t data;
crc remainder = wOldCRC;
for (int byte = 0; byte < nBytes; ++byte)
{
data = reflect(message[byte]) ^ (remainder >> (WIDTH - 8));
remainder = crcTable[data] ^ (remainder << 8);
}
return reflect(remainder);
}
int main()
{
crc expected = 0x6f91;
uint8_t pattern[] = "123456789";
Init();
crc result = Calculate(pattern, 9, 0xFFFF);
if (result != expected)
{
// this output is not relevant to the question, despite C++ tag
printf("CRC 0x%04x wrong, expected 0x%04x\n", result, expected);
}
}
Решение
Вместо того чтобы отражать поступающие данные, входящий CRC и выходящий CRC, вы просто отражаете многочлен и операции. Вам нужно сделать это только один раз, когда вы пишете код. Отраженный полином 0x8408,
typedef unsigned char uint8_t;
typedef unsigned short crc;
crc crcTable[256];
#define POLYNOMIAL 0x8408
void Init()
{
crc remainder;
for (int dividend = 0; dividend < 256; ++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;
}
}
crc Calculate(const uint8_t *message, int nBytes, crc wOldCRC)
{
uint8_t data;
crc remainder = wOldCRC;
for (int byte = 0; byte < nBytes; ++byte)
{
data = message[byte] ^ remainder;
remainder = crcTable[data] ^ (remainder >> 8);
}
return remainder;
}
int main()
{
crc expected = 0x6f91;
uint8_t pattern[] = "123456789";
Init();
crc result = Calculate(pattern, 9, 0xFFFF);
if (result != expected)
{
// this output is not relevant to the question, despite C++ tag
printf("CRC 0x%04x wrong, expected 0x%04x\n", result, expected);
}
}
В общем случае, если входные данные отражаются, то вы отражаете многочлен, как показано в этом ответе, подаете байт внизу, проверяете младший бит на исключающее или полиномиальное отклонение и сдвигаетесь вверх. Если входные данные не отражаются, то вы делаете это, как в коде вашего вопроса, оставляя многочлен без изменений, заполняя байт сверху, проверяя старший бит и сдвигаясь вниз.
Почти во всех случаях отражение выходных данных совпадает с отражением входных данных. Для всех этих случаев нет необходимости использовать немного реверсную функцию. Вы оставляете результат из регистра сдвига как есть, если и вход, и выход не отражаются, или если и вход, и выход отражаются. Только в одном 72 CRC каталогизированы на сайте RevEng Отражение отличается от отражения в (CRC-12 / 3GPP). В этом одном случае вам нужно инвертировать выход, так как вход не отражается, а вывод есть.
Начальный CRC — это просто начальное содержимое регистра сдвига. Вы устанавливаете это один раз при запуске CRC. Окончательный исключающий-или применяется к содержимому регистра сдвига в конце. Если у вас есть функция, которая вычисляет CRC по частям за раз, вам необходимо применить окончательное исключение или при входе в функцию, а также применить это окончательное исключение или к начальному значению, которое видит пользователь, так, чтобы фактическое начальное значение — то, что заканчивается в регистре сдвига.
Другие решения