CRC校验码生成与数据校验源码程序(逐位运算法) (包括CRC-4,5,6,7,8,16,32)

原创 已于 2025-05-06 12:22:28 修改 · 1w 阅读 · 26 ·
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#linux #运维 #服务器

于 2016-10-05 09:40:18 首次发布
本文提供了CRC-4至CRC-32校验码的非查表法生成代码，适用于嵌入式应用中数据量不大或实时性要求不高的场景。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

更新

Python有个库pycrc ,可以根据配置参数自动生成各种CRC校验的C语言代码。上传了打包之后的pycrc.exe文件, 在命令行传参运行。
命令行参数参考 https://pycrc.org/pycrc.htm
一组示例：

 分别生成crc-16 逐位运算法的头文件和源文件

.\pycrc.exe --model crc-16 --algorithm bbb --generate h -o crc.h
.\pycrc.exe --model crc-16 --algorithm bbb --generate c-main -o crc.c


--model的可选参数
{crc-5, crc-8, dallas-1-wire, crc-12-3gpp, crc-15, crc-16, crc-16-usb, crc-16-modbus, crc-16-genibus, crc-16-ccitt, r-crc-16, kermit, x-25, xmodem, zmodem, crc-24, crc-32, crc-32c, crc-32-mpeg, crc-32-bzip2, posix, jam, xfer, crc-64, crc-64-jones, crc-64-xz}.
--algorithm的可选参数
{bit-by-bit, bbb, bit-by-bit-fast, bbf, table-driven, tbl, all}.
bit-by-bit/bbb就是逐位运算法
bit-by-bit-fast/bbf就是快速逐位运算法(和本文的代码比较相似)
table-driven/tbl就是查表法
其中查表法可以配合可选参数 --slice-by 使用（设置查表一次处理多少字节）
--slice-by的可选参数
  {4, 8, 16}. 
自定义校验算法
参考 --width --poly --reflect-in --xor-in --reflect-out --xor-out

当然以上我是在造完轮子之后才发现的。

正文


CRC的 逐位运算法 和 查表法 是两种独立的操作。
查表法是空间换时间，先存一个大表,然后查表计算。
逐位运算是时间换空间，就一小段函数，不过是一位(bit)一位的计算。
其实对于嵌入式应用，有的时候数据很少或者实时性要求不高的情况，逐位运算法是很合适的。

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-4/ITU           x4+x+1
 * Poly:    0x03
 * Init:    0x00
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x00
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint8_t crc4_itu(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0;		// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	 	// crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0x0C;// 0x0C = (reverse 0x03)>>(8-4)
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-5/EPC           x5+x3+1
 * Poly:    0x09
 * Init:    0x09
 * Refin:   False
 * Refout:  False
 * Xorout:  0x00
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint8_t crc5_epc(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0x48;	// Initial value: 0x48 = 0x09<<(8-5)
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for ( i = 0; i < 8; i++ )
        {
            if ( crc & 0x80 )
                crc = (crc << 1) ^ 0x48;	// 0x48 = 0x09<<(8-5)
            else
                crc <<= 1;
        }
    }
    return crc >> 3;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-5/ITU           x5+x4+x2+1
 * Poly:    0x15
 * Init:    0x00
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x00
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint8_t crc5_itu(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0;		// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	 	// crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0x15;// 0x15 = (reverse 0x15)>>(8-5)
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-5/USB           x5+x2+1
 * Poly:    0x05
 * Init:    0x1F
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x1F
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint8_t crc5_usb(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0x1F;		// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	 	// crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0x14;// 0x14 = (reverse 0x05)>>(8-5)
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return crc ^ 0x1F;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-6/ITU           x6+x+1
 * Poly:    0x03
 * Init:    0x00
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x00
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint8_t crc6_itu(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0; 	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0x30;// 0x30 = (reverse 0x03)>>(8-6)
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-7/MMC           x7+x3+1
 * Poly:    0x09
 * Init:    0x00
 * Refin:   False
 * Refout:  False
 * Xorout:  0x00
 * Use:     MultiMediaCard,SD,ect.
 *****************************************************************************/
uint8_t crc7_mmc(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for ( i = 0; i < 8; i++ )
        {
            if ( crc & 0x80 )
                crc = (crc << 1) ^ 0x12;	// 0x12 = 0x09<<(8-7)
            else
                crc <<= 1;
        }
    }
    return crc >> 1;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-8               x8+x2+x+1
 * Poly:    0x07
 * Init:    0x00
 * Refin:   False
 * Refout:  False
 * Xorout:  0x00
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint8_t crc8(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for ( i = 0; i < 8; i++ )
        {
            if ( crc & 0x80 )
                crc = (crc << 1) ^ 0x07;
            else
                crc <<= 1;
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-8/ITU           x8+x2+x+1
 * Poly:    0x07
 * Init:    0x00
 * Refin:   False
 * Refout:  False
 * Xorout:  0x55
 * Alias:   CRC-8/ATM
 *****************************************************************************/
uint8_t crc8_itu(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for ( i = 0; i < 8; i++ )
        {
            if ( crc & 0x80 )
                crc = (crc << 1) ^ 0x07;
            else
                crc <<= 1;
        }
    }
    return crc ^ 0x55;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-8/ROHC          x8+x2+x+1
 * Poly:    0x07
 * Init:    0xFF
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x00
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint8_t crc8_rohc(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0xFF; 	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	    // crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0xE0;	// 0xE0 = reverse 0x07
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-8/MAXIM         x8+x5+x4+1
 * Poly:    0x31
 * Init:    0x00
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x00
 * Alias:   DOW-CRC,CRC-8/IBUTTON
 * Use:     Maxim(Dallas)'s some devices,e.g. DS18B20
 *****************************************************************************/
uint8_t crc8_maxim(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint8_t crc = 0; 	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0x8C;	// 0x8C = reverse 0x31
            else
                crc >>= 1;
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/IBM          x16+x15+x2+1
 * Poly:    0x8005
 * Init:    0x0000
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x0000
 * Alias:   CRC-16,CRC-16/ARC,CRC-16/LHA
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_ibm(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA001;	// 0xA001 = reverse 0x8005
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/MAXIM        x16+x15+x2+1
 * Poly:    0x8005
 * Init:    0x0000
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0xFFFF
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_maxim(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA001;	// 0xA001 = reverse 0x8005
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return ~crc;    // crc^0xffff
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/USB          x16+x15+x2+1
 * Poly:    0x8005
 * Init:    0xFFFF
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0xFFFF
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_usb(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0xffff;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	    // crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA001;	// 0xA001 = reverse 0x8005
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return ~crc;    // crc^0xffff
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/MODBUS       x16+x15+x2+1
 * Poly:    0x8005
 * Init:    0xFFFF
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x0000
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_modbus(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0xffff;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	    // crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA001;	// 0xA001 = reverse 0x8005
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/CCITT        x16+x12+x5+1
 * Poly:    0x1021
 * Init:    0x0000
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0x0000
 * Alias:   CRC-CCITT,CRC-16/CCITT-TRUE,CRC-16/KERMIT
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_ccitt(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	// crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0x8408;	// 0x8408 = reverse 0x1021
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/CCITT-FALSE   x16+x12+x5+1
 * Poly:    0x1021
 * Init:    0xFFFF
 * Refin:   False
 * Refout:  False
 * Xorout:  0x0000
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_ccitt_false(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0xffff;	//Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= (uint16_t)(*data++) << 8; // crc ^= (uint6_t)(*data)<<8; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if ( crc & 0x8000 )
                crc = (crc << 1) ^ 0x1021;
            else
                crc <<= 1;
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/X25          x16+x12+x5+1
 * Poly:    0x1021
 * Init:    0xFFFF
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0XFFFF
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_x25(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0xffff;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	    // crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0x8408;	// 0x8408 = reverse 0x1021
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return ~crc;	        // crc^Xorout
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/XMODEM       x16+x12+x5+1
 * Poly:    0x1021
 * Init:    0x0000
 * Refin:   False
 * Refout:  False
 * Xorout:  0x0000
 * Alias:   CRC-16/ZMODEM,CRC-16/ACORN
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_xmodem(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0;	    // Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= (uint16_t)(*data++) << 8; // crc ^= (uint16_t)(*data)<<8; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if ( crc & 0x8000 )
                crc = (crc << 1) ^ 0x1021;
            else
                crc <<= 1;
        }
    }
    return crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-16/DNP          x16+x13+x12+x11+x10+x8+x6+x5+x2+1
 * Poly:    0x3D65
 * Init:    0x0000
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0xFFFF
 * Use:     M-Bus,ect.
 *****************************************************************************/
uint16_t crc16_dnp(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint16_t crc = 0;	    // Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	    // crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA6BC;	// 0xA6BC = reverse 0x3D65
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return ~crc;	        // crc^Xorout
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-32  x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
 * Poly:    0x4C11DB7
 * Init:    0xFFFFFFF
 * Refin:   True
 * Refout:  True
 * Xorout:  0xFFFFFFF
 * Alias:   CRC_32/ADCCP
 * Use:     WinRAR,ect.
 *****************************************************************************/
uint32_t crc32(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint32_t crc = 0xffffffff;	// Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= *data++;	        // crc ^= *data; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if (crc & 1)
                crc = (crc >> 1) ^ 0xEDB88320;// 0xEDB88320= reverse 0x04C11DB7
            else
                crc = (crc >> 1);
        }
    }
    return ~crc;
}

/******************************************************************************
 * Name:    CRC-32/MPEG-2  x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
 * Poly:    0x4C11DB7
 * Init:    0xFFFFFFF
 * Refin:   False
 * Refout:  False
 * Xorout:  0x0000000
 * Note:
 *****************************************************************************/
uint32_t crc32_mpeg_2(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t i;
    uint32_t crc = 0xffffffff;  // Initial value
    while(length--)
    {
        crc ^= (uint32_t)(*data++) << 24;// crc ^=(uint32_t)(*data)<<24; data++;
        for (i = 0; i < 8; ++i)
        {
            if ( crc & 0x80000000 )
                crc = (crc << 1) ^ 0x04C11DB7;
            else
                crc <<= 1;
        }
    }
    return crc;
}


#include <stdio.h>
int main(void)
{
    //定义一组测试数据:
    uint8_t serno[] = { 0x91, 0xA3, 0xB5, 0xC7, 0x8D, 0xEB, 0x2D, 0x4E };
    //输出测试数据的crc32校验码
    printf("%x\n",crc32(serno, sizeof(serno)));
    //输出测试数据的crc8校验码
    printf("%x\n",crc8(serno, sizeof(serno)));
    return 0;
}



有几个crc函数(注意!并是不所有的)可以把校验码直接放在数据流后面一同输入,如果返回值为0,则校验通过
比如上面的serno的crc8校验码是 0X23
令
uint8_t serno2[] = { 0x91, 0xA3, 0xB5, 0xC7, 0x8D, 0xEB, 0x2D, 0x4E, 0x23};
则执行printf("%x\n",crc8(serno2, sizeof(serno2)));

得到的输出即为0.

有的函数不为0的原因是最后一步进行了异或操作(return crc^Xorout)
 

e1ki0lp
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