示例代碼
話不多說直奔主題，下面是一個使用 IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 CRC32 算法計算校驗和的示例程序（使用 C 語言）。該示例程序?qū)崿F(xiàn)了一個 crc32 函數(shù)，可以計算給定長度的數(shù)據(jù)的 CRC32 校驗和。程序中包含了詳細的注釋，方便理解。
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
// 多項式除數(shù) 0xEDB88320
#define POLY 0xEDB88320UL
// 計算 CRC32 校驗和
uint32_t crc32(const void *data, size_t len)
{
const uint8_t *bytes = data;
uint32_t crc = 0xFFFFFFFFUL;
// 循環(huán)處理每個字節(jié)
for (size_t i = 0; i < len; i++) {
crc ^= bytes[i]; // 把當(dāng)前字節(jié)與 crc 的低 8 位進行異或操作
// 處理當(dāng)前字節(jié)的 8 位，每次處理一位
for (int j = 0; j < 8; j++) {
if (crc & 1) { // 如果 crc 的最低位為 1，則右移并與多項式除數(shù)進行異或操作
crc = (crc >> 1) ^ POLY;
} else { // 否則，只右移一個比特位
crc >>= 1;
}
}
}
return ~crc; // 取反操作得到最終結(jié)果
}
int main()
{
// 測試數(shù)據(jù)
char data[] = "123456789";
size_t len = sizeof(data) - 1; // 注意，字符數(shù)組中包含了一個字符串末尾的 NULL 結(jié)束符
// 計算 CRC32 校驗和
uint32_t crc = crc32(data, len);
// 輸出結(jié)果
printf("CRC32: 0x%08X\n", crc);
return 0;
}
示例程序中，crc32 函數(shù)用于計算給定長度的數(shù)據(jù)的 CRC32 校驗和。該函數(shù)接受兩個參數(shù)，分別為指向待計算數(shù)據(jù)的指針和數(shù)據(jù)的長度。函數(shù)首先將多項式除數(shù)（0xEDB88320UL）賦給一個 32 位的 CRC 寄存器（變量 crc），然后對待校驗數(shù)據(jù)的每個字節(jié)進行處理。對于每個字節(jié)，函數(shù)先將其與 CRC 寄存器的低 8 位進行異或操作，然后循環(huán)處理其 8 位二進制位，每次判斷最低位是否為 1，如果是，則將 CRC 寄存器右移一位并與多項式除數(shù)進行異或操作，否則只將 CRC 寄存器右移一位。處理完所有字節(jié)后，函數(shù)對 CRC 寄存器進行取反操作，得到最終的 CRC32 校驗和。
在主函數(shù)中，示例程序使用一個字符數(shù)組作為測試數(shù)據(jù)，然后調(diào)用 crc32 函數(shù)計算 CRC32 校驗和，并輸出結(jié)果。需要注意的是，字符數(shù)組中包含了一個字符串末尾的 NULL 結(jié)束符，因此在計算數(shù)據(jù)長度時需要減 1。
IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)CRC32算法流程
IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 CRC32 算法是一種基于多項式除法的校驗和計算方法。在以太網(wǎng)中，每個幀都包括一個 CRC32 校驗和字段，用于檢測數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否出現(xiàn)了錯誤。該算法使用的多項式除數(shù)為 0xEDB88320L，初始值為 0xFFFFFFFF。
具體來說，CRC32 算法首先將初始值賦給一個 32 位寄存器，然后對待校驗數(shù)據(jù)的每個字節(jié)進行處理。處理過程包括以下兩個步驟：
- 將下一個字節(jié)與當(dāng)前 CRC 寄存器的低 8 位進行異或操作。
- 對于 CRC 寄存器中的每一位，如果其數(shù)值為 1，則將寄存器右移一位并與多項式除數(shù)進行異或操作；否則只將寄存器右移一位。
處理完所有字節(jié)后，將最終得到的 CRC 寄存器中的值進行反轉(zhuǎn)和異或操作，即可得到最終的 CRC32 校驗和。
更具體地說，反轉(zhuǎn)和異或操作的過程如下：
- 將 CRC 寄存器中的每個字節(jié)按照從高到低的順序反轉(zhuǎn)（例如，原本為 0x12345678 的寄存器變成 0x78563412）。
- 將反轉(zhuǎn)后的 CRC 寄存器的值與 0xFFFFFFFF 進行異或操作。
上述過程中使用的多項式除數(shù) 0xEDB88320L 的二進制表示形式為 11101101101110001000010110000000（前導(dǎo) 1 略去），其中這些位的排列方式經(jīng)過精心的設(shè)計，可以使其具有很好的檢錯性能和誤差容忍度，從而廣泛應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲校驗等領(lǐng)域。
為什么要用0xEDB88320L ？
0xEDB88320L 是一個常用的多項式除數(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種 CRC32 算法中，包括 IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 CRC32 算法。
使用不同的多項式除數(shù)可以得到不同的 CRC32 校驗和結(jié)果。因此，在設(shè)計具體應(yīng)用時，需要根據(jù)實際需求選擇合適的多項式除數(shù)。不過，由于歷史原因以及兼容性等考慮，0xEDB88320L 成為了 CRC32 校驗算法中最為常用的多項式除數(shù)之一。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-684664.html
在計算 CRC32 校驗和時，除數(shù)通常被作為一個核心參數(shù)嵌入到算法中。0xEDB88320L 的二進制表示形式為 11101101101110001000010110000000（前導(dǎo) 1 略去），其中這些位的排列方式經(jīng)過精心的設(shè)計，可以使其具有很好的檢錯性能和誤差容忍度，從而廣泛應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲校驗等領(lǐng)域。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-684664.html
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