CRC-4简单计算

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#CRC

CRC（循环冗余校验）是一种用于检测数据传输或存储错误的散列函数。CRC-4在Linux中进行了简单的实现，通过预定义的多项式进行4位校验。该文介绍了CRC的基本原理、应用场合，以及CRC-16和CRC-32等不同标准，并详细解释了CRC-4的计算过程。

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CRC：循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)。

CRC是一种根据网络数据包或电脑文件等数据产生简短固定位数校验码的一种散列函数，主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误。它是利用除法及余数的原理来作错误侦测的。

CRC简介：

在数据传输过程中，无论传输系统的设计再怎么完美，差错总会存在，这种差错可能会导致在链路上传输的一个或者多个帧被破坏(出现比特差错，0变为1，或者1变为0)，从而接受方接收到错误的数据。

为尽量提高接受方收到数据的正确率，在接收方接收数据之前需要对数据进行差错检测，当且仅当检测的结果为正确时接收方才真正收下数据。检测的方式有多种，常见的有奇偶校验、因特网校验和循环冗余校验等。

CRC应用场合:

CRC校验实用程序库在数据存储和数据通讯领域，为了保证数据的正确，就不得不采用检错的手段。在诸多检错手段中，CRC是最著名的一种。

CRC的全称是循环冗余校验，其特点是:检错能力强，开销小，易于用编码器及检测电路实现。从其检错能力来看，它所不能发现的错误的几率仅为0.0047%以下。从性能上和开销上考虑，均远远优于奇偶校验及算术和校验等方式。

根据应用环境与习惯的不同，CRC又可分为以下几种标准：

①CRC-12码；

②CRC-16码；

③CRC-CCITT码；

④CRC-32码。

CRC-12码通常用来传送6-bit字符串。CRC-16及CRC-CCITT码则用是来传送8-bit字符，其中CRC-16为美国采用，而CRC-CCITT为欧洲国家所采用。CRC-32码大都被采用在一种称为Point-to-Point的同步传输中。

因而，在数据存储和数据通讯领域，CRC无处不在：著名的通讯协议X.25的FCS(帧检错序列)采用的是CRC-CCITT，WinRAR、NERO、ARJ、LHA等压缩工具软件采用的是CRC32，磁盘驱动器的读写采用了CRC16，通用的图像存储格式GIF、TIFF等也都用CRC作为检错手段。下面介绍硬件生成与计算CRC的过程。

CRC-16码由两个字节构成，在开始时CRC寄存器的每一位都预置为1，然后把CRC寄存器与8-bit的数据进行异或，之后对CRC寄存器从高到低进行移位，在最高位（MSB）的位置补零，而最低位（LSB，移位后已经被移出CRC寄存器）如果为1，则把寄存器与预定义的多项式码进行异或，否则如果LSB为零，则无需进行异或。重复上述的由高至低的移位8次，第一个8-bit数据处理完毕，用此时CRC寄存器的值与下一个8-bit数据异或并进行如前一个数据似的8次移位。所有的字符处理完成后CRC寄存器内的值即为最终的CRC值。

下面为CRC的计算过程：

1．设置CRC寄存器，并给其赋值FFFF(hex)。

2．将数据的第一个8-bit字符与16位CRC寄存器的低8位进行异或，并把结果存入CRC寄存器。

3．CRC寄存器向右移一位，MSB补零，移出并检查LSB。

4．如果LSB为0，重复第三步；若LSB为1，CRC寄存器与多项式码相异或。

原理如上，下面是linux简单crc-4计算

头文件

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
#ifndef _LINUX_CRC4_H
#define _LINUX_CRC4_H

#include <linux/types.h>

extern uint8_t crc4(uint8_t c, uint64_t x, int bits);

#endif /* _LINUX_CRC4_H */

头文件具有预定义处理，包含库，最后结束预处理，预处理是一个耗费很长的工程，我们先了解一些含义就可以

#ifndef 标识如果没有定义XX （_LINUX_CRC4_H）

#define 表示定义XX（_LINUX_CRC4_H）

#include 表示包含<linux/types.h>

#endif 表示这个预定义结束

extern 1.修饰变量的声明

2.修饰函数声明,我们这里就是用的这个声明

3.可用于指示C或者C＋＋函数的调用规范

c文件

/*
 * crc4.c - simple crc-4 calculations.
 *
 * This source code is licensed under the GNU General Public License, Version
 * 2. See the file COPYING for more details.
 */

#include <linux/crc4.h>
#include <linux/module.h>

static const uint8_t crc4_tab[] = {
	0x0, 0x7, 0xe, 0x9, 0xb, 0xc, 0x5, 0x2,
	0x1, 0x6, 0xf, 0x8, 0xa, 0xd, 0x4, 0x3,
};

/**
 * crc4 - calculate the 4-bit crc of a value.
 * @c:    starting crc4
 * @x:    value to checksum
 * @bits: number of bits in @x to checksum
 *
 * Returns the crc4 value of @x, using polynomial 0b10111.
 *
 * The @x value is treated as left-aligned, and bits above @bits are ignored
 * in the crc calculations.
 */
uint8_t crc4(uint8_t c, uint64_t x, int bits)
{
	int i;

	/* mask off anything above the top bit */
	x &= (1ull << bits) - 1;

	/* Align to 4-bits */
	bits = (bits + 3) & ~0x3;

	/* Calculate crc4 over four-bit nibbles, starting at the MSbit */
	for (i = bits - 4; i >= 0; i -= 4)
		c = crc4_tab[c ^ ((x >> i) & 0xf)];

	return c;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(crc4);

MODULE_DESCRIPTION("CRC4 calculations");
MODULE_LICENSE("GPL");

注意几个词，4-bits,checknum , polynomial, left-aligned

4-bits,在这里是对所获得的值进行4个比特的检验

checknum，数值检验

polynomial,多项式

left-aligned左对齐

这里有linux/module.h的源代码https://blog.youkuaiyun.com/aomeishangpin/article/details/90733584.