一、CRC簡(jiǎn)介

CRC(Cyclic Redundancy Check)，即循環(huán)冗余校驗(yàn)，是一種根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包或電腦文件等數(shù)據(jù)產(chǎn)生簡(jiǎn)短固定位數(shù)校核碼的快速算法，主要用來(lái)檢測(cè)或校核數(shù)據(jù)傳輸或者保存后可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。CRC利用除法及余數(shù)的原理，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤偵測(cè)的功能，具有原理清晰、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。注意，CRC校驗(yàn)只能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯(cuò)，而不能對(duì)其糾錯(cuò)。因此，在CAN總線上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有錯(cuò)，CAN控制器會(huì)根據(jù)總線仲裁原則和受損報(bào)文優(yōu)先發(fā)送原則對(duì)已損壞的報(bào)文進(jìn)行自動(dòng)重傳。具體可以參考：《百度百科——CRC》。

二、CRC校驗(yàn)原理

可以參考：《CRC校驗(yàn)原理及實(shí)現(xiàn)》、《什么是CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)，是如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的？》、《CRC碼計(jì)算及校驗(yàn)原理的最通俗詮釋》等文章。

三、CRC8/CRC16/CRC32

常見(jiàn)的CRC校驗(yàn)類(lèi)型有CRC8/CRC16/CRC32。其中：

CRC8：一種較短的CRC校驗(yàn)類(lèi)型，其生成的校驗(yàn)碼由8比特組成，即一個(gè)字節(jié)。這意味著它能提供的唯一校驗(yàn)結(jié)果數(shù)量為2^8=256種。

CRC16：相較于CRC8，CRC16提供了更強(qiáng)的錯(cuò)誤檢測(cè)能力，其生成的校驗(yàn)碼由16比特構(gòu)成，對(duì)應(yīng)于2^16種不同的校驗(yàn)值。這種擴(kuò)展提高了算法對(duì)單比特錯(cuò)誤以及一定長(zhǎng)度突發(fā)錯(cuò)誤序列的檢測(cè)概率。

CRC32：位于CRC系列頂端的是CRC32，它產(chǎn)生的校驗(yàn)碼有32比特，可形成2^32種不同組合。這種級(jí)別的CRC校驗(yàn)尤其適用于大數(shù)據(jù)傳輸、高可靠性要求的數(shù)據(jù)完整性保證場(chǎng)合，如ISO 9660文件系統(tǒng)、ZIP壓縮文件格式，以及TCP/IP協(xié)議棧中的IP頭校驗(yàn)等。

具體可以參考：《CRC8/CRC16/CRC32全面對(duì)比詳解》。

四、FFmpeg源碼中，計(jì)算CRC校驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)

FFmpeg源碼中通過(guò)av_crc函數(shù)計(jì)算CRC校驗(yàn)，該函數(shù)定義在libavutil/crc.c中：

/*** Calculate the CRC of a block.* @param ctx initialized AVCRC array (see av_crc_init())* @param crc CRC of previous blocks if any or initial value for CRC* @param buffer buffer whose CRC to calculate* @param length length of the buffer* @return CRC updated with the data from the given block** @see av_crc_init() "le" parameter*/
uint32_t av_crc(const AVCRC *ctx, uint32_t crc,const uint8_t *buffer, size_t length)
{const uint8_t *end = buffer + length;#if !CONFIG_SMALLif (!ctx[256]) {while (((intptr_t) buffer & 3) && buffer < end)crc = ctx[((uint8_t) crc) ^ *buffer++] ^ (crc >> 8);while (buffer < end - 3) {crc ^= av_le2ne32(*(const uint32_t *) buffer); buffer += 4;crc = ctx[3 * 256 + ( crc        & 0xFF)] ^ctx[2 * 256 + ((crc >> 8 ) & 0xFF)] ^ctx[1 * 256 + ((crc >> 16) & 0xFF)] ^ctx[0 * 256 + ((crc >> 24)       )];}}
#endifwhile (buffer < end)crc = ctx[((uint8_t) crc) ^ *buffer++] ^ (crc >> 8);return crc;
}

形參ctx：輸入型參數(shù)，指向通過(guò)av_crc_get_table函數(shù)獲取到的CRC table，即初始化的AVCRC數(shù)組。

形參crc：輸入型參數(shù)，先前塊的CRC（如果有的話）或CRC的初始值。

形參buffer：輸入型參數(shù)，指向緩沖區(qū)的指針，該緩沖區(qū)存放要計(jì)算其CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)。

形參length：輸入型參數(shù)，形參buffer指向的緩沖區(qū)的長(zhǎng)度，單位為字節(jié)。

返回值：計(jì)算出來(lái)的CRC校驗(yàn)。

五、av_crc函數(shù)的使用例子

（一）通過(guò)av_crc函數(shù)計(jì)算CRC校驗(yàn)

需要校驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下（以十六進(jìn)制表示），總共28個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)：

02 B0 1D 00 01 C1 00 00 E1 00 F0 00 1B E1 00 F0 00 0F E1 01 F0 06 0A 04 75 6E 64 00

以參數(shù)模型為CRC-32/MPEG-2為例，通過(guò)?CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）在線計(jì)算? 得出上面數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)為0x08，0x7D，0xE8，0x77：

把FFmpeg中CRC相關(guān)的函數(shù)移植出來(lái)，編寫(xiě)測(cè)試?yán)觤ain.cpp：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
//#include <stdint-uintn.h>#ifdef __GNUC__
#    define AV_GCC_VERSION_AT_LEAST(x,y) (__GNUC__ > (x) || __GNUC__ == (x) && __GNUC_MINOR__ >= (y))
#    define AV_GCC_VERSION_AT_MOST(x,y)  (__GNUC__ < (x) || __GNUC__ == (x) && __GNUC_MINOR__ <= (y))
#else
#    define AV_GCC_VERSION_AT_LEAST(x,y) 0
#    define AV_GCC_VERSION_AT_MOST(x,y)  0
#endif#if AV_GCC_VERSION_AT_LEAST(2,6) || defined(__clang__)
#    define av_const __attribute__((const))
#else
#    define av_const
#endif#ifndef av_always_inline
#if AV_GCC_VERSION_AT_LEAST(3,1)
#    define av_always_inline __attribute__((always_inline)) inline
#elif defined(_MSC_VER)
#    define av_always_inline __forceinline
#else
#    define av_always_inline inline
#endif
#endif#define AV_BSWAP16C(x) (((x) << 8 & 0xff00)  | ((x) >> 8 & 0x00ff))
#define AV_BSWAP32C(x) (AV_BSWAP16C(x) << 16 | AV_BSWAP16C((x) >> 16))
#define AV_BSWAP64C(x) (AV_BSWAP32C(x) << 32 | AV_BSWAP32C((x) >> 32))#define AVOnce char
#define AV_ONCE_INIT 0static inline int ff_thread_once(char *control, void (*routine)(void))
{if (!*control) {routine();*control = 1;}return 0;
}#define	EINVAL		22	/* Invalid argument */
#define AVERROR(e) (-(e))   ///< Returns a negative error code from a POSIX error code, to return from library functions.#define CRC_TABLE_SIZE 1024#define av_le2ne32(x) (x)typedef uint32_t AVCRC;typedef enum {AV_CRC_8_ATM,AV_CRC_16_ANSI,AV_CRC_16_CCITT,AV_CRC_32_IEEE,AV_CRC_32_IEEE_LE,  /*< reversed bitorder version of AV_CRC_32_IEEE */AV_CRC_16_ANSI_LE,  /*< reversed bitorder version of AV_CRC_16_ANSI */AV_CRC_24_IEEE,AV_CRC_8_EBU,AV_CRC_MAX,         /*< Not part of public API! Do not use outside libavutil. */
}AVCRCId;static AVCRC av_crc_table[AV_CRC_MAX][CRC_TABLE_SIZE];#define DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(id, le, bits, poly)                                       \
static AVOnce id ## _once_control = AV_ONCE_INIT;                                             \
static void id ## _init_table_once(void)                                                      \
{                                                                                             \av_crc_init(av_crc_table[id], le, bits, poly, sizeof(av_crc_table[id])); \
}#ifndef av_bswap32
static av_always_inline av_const uint32_t av_bswap32(uint32_t x)
{return AV_BSWAP32C(x);
}
#endif#define CRC_INIT_TABLE_ONCE(id) ff_thread_once(&id ## _once_control, id ## _init_table_once)DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_8_ATM,      0,  8,       0x07)
DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_8_EBU,      0,  8,       0x1D)
DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_16_ANSI,    0, 16,     0x8005)
DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_16_CCITT,   0, 16,     0x1021)
DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_24_IEEE,    0, 24,   0x864CFB)
DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_32_IEEE,    0, 32, 0x04C11DB7)
DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_32_IEEE_LE, 1, 32, 0xEDB88320)
DECLARE_CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_16_ANSI_LE, 1, 16,     0xA001)int av_crc_init(AVCRC *ctx, int le, int bits, uint32_t poly, int ctx_size)
{unsigned i, j;uint32_t c;if (bits < 8 || bits > 32 || poly >= (1LL << bits))return AVERROR(EINVAL);if (ctx_size != sizeof(AVCRC) * 257 && ctx_size != sizeof(AVCRC) * 1024)return AVERROR(EINVAL);for (i = 0; i < 256; i++) {if (le) {for (c = i, j = 0; j < 8; j++)c = (c >> 1) ^ (poly & (-(c & 1)));ctx[i] = c;} else {for (c = i << 24, j = 0; j < 8; j++)c = (c << 1) ^ ((poly << (32 - bits)) & (((int32_t) c) >> 31));ctx[i] = av_bswap32(c);}}ctx[256] = 1;
#if !CONFIG_SMALLif (ctx_size >= sizeof(AVCRC) * 1024)for (i = 0; i < 256; i++)for (j = 0; j < 3; j++)ctx[256 * (j + 1) + i] =(ctx[256 * j + i] >> 8) ^ ctx[ctx[256 * j + i] & 0xFF];
#endifreturn 0;
}const AVCRC *av_crc_get_table(AVCRCId crc_id)
{
#if !CONFIG_HARDCODED_TABLESswitch (crc_id) {case AV_CRC_8_ATM:      CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_8_ATM); break;case AV_CRC_8_EBU:      CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_8_EBU); break;case AV_CRC_16_ANSI:    CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_16_ANSI); break;case AV_CRC_16_CCITT:   CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_16_CCITT); break;case AV_CRC_24_IEEE:    CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_24_IEEE); break;case AV_CRC_32_IEEE:    CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_32_IEEE); break;case AV_CRC_32_IEEE_LE: CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_32_IEEE_LE); break;case AV_CRC_16_ANSI_LE: CRC_INIT_TABLE_ONCE(AV_CRC_16_ANSI_LE); break;default: ;}
#endifreturn av_crc_table[crc_id];
}uint32_t av_crc(const AVCRC *ctx, uint32_t crc,const uint8_t *buffer, size_t length)
{const uint8_t *end = buffer + length;#if !CONFIG_SMALLif (!ctx[256]) {while (((intptr_t) buffer & 3) && buffer < end)crc = ctx[((uint8_t) crc) ^ *buffer++] ^ (crc >> 8);while (buffer < end - 3) {crc ^= av_le2ne32(*(const uint32_t *) buffer); buffer += 4;crc = ctx[3 * 256 + ( crc        & 0xFF)] ^ctx[2 * 256 + ((crc >> 8 ) & 0xFF)] ^ctx[1 * 256 + ((crc >> 16) & 0xFF)] ^ctx[0 * 256 + ((crc >> 24)       )];}}
#endifwhile (buffer < end)crc = ctx[((uint8_t) crc) ^ *buffer++] ^ (crc >> 8);return crc;
}int main()
{uint8_t cur_section_buf[28] = {0x02, 0xB0, 0x1D, 0x00, 0x01, 0xC1, 0x00, 0x00, 0xE1, 0x00, 0xF0, 0x00, 0x1B, 0xE1, 0x00, 0xF0, 0x00, 0x0F, 0xE1, 0x01, 0xF0, 0x06, 0x0A, 0x04, 0x75, 0x6E, 0x64, 0x00};int crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, cur_section_buf, sizeof(cur_section_buf));printf("crc:%d\n", crc);return 0;
}

在Linux系統(tǒng)上編譯，運(yùn)行，打印十進(jìn)制的2011725064，即0x77，0xE8, 0x7D，0x08?？梢钥吹礁鲜觥癈RC在線計(jì)算”的計(jì)算結(jié)果是相符的，只是高低位順序不一樣而已：

（二）通過(guò)av_crc函數(shù)判斷CRC校驗(yàn)是否正確

av_crc函數(shù)還有一個(gè)用途是用來(lái)判斷一段包含CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)中，CRC校驗(yàn)是否正確。我們改寫(xiě)上面的man.cpp：

    uint8_t cur_section_buf[32] = {0x02, 0xB0, 0x1D, 0x00, 0x01, 0xC1, 0x00, 0x00, 0xE1, 0x00, 0xF0, 0x00, 0x1B, 0xE1, 0x00, 0xF0, 0x00, 0x0F, 0xE1, 0x01, 0xF0, 0x06, 0x0A, 0x04, 0x75, 0x6E, 0x64, 0x00, 0x08, 0x7D, 0xE8, 0x77};  int crc_valid = !av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, cur_section_buf, sizeof(cur_section_buf));printf("crc_valid:%d\n", crc_valid);

重新編譯，運(yùn)行，打印“1”表示CRC校驗(yàn)正確，打印|“0”表示校驗(yàn)不正確：