2016-12-04
CRC16を計算する
メモリの少ないワンチップマイコンでCRC（巡回冗長検査）を行う必要に迫られました。通常は演算テーブルを使用した高速なアルゴリズムを使用するところですが、テーブルを格納できるほどのメモリがありませんでした。そこで、ビット演算方式とテーブル演算方式の両方のCRC16関数を作成しました。メモリが潤沢に利用できる普通のPCなどではテーブル演算方式、処理速度より省メモリが求められるマイコン（マイクロコントローラ）では、ビット演算方式の関数を使うなど、用途に応じて使い分けられます。演算結果はどちらも同じになります。
仕様
- 右送りCRC-16-IBM (x16+x15+x2+1)
- ビット反転（初期値=0）
コード
ビット演算版
unsigned short crc16(unsigned short crc, unsigned char const *ptr, int len)
{
#define CRC16POLY 0xa001
int i, j;
crc = ~crc;
for (i = 0; i < len; i++) {
crc ^= ptr[i];
for (j = 0; j < 8; j++) {
if (crc & 1) {
crc = (crc >> 1) ^ CRC16POLY;
} else {
crc >>= 1;
}
}
}
return ~crc;
}
テーブル演算版
static const unsigned short crc16table[256] = {
0x0000, 0xc0c1, 0xc181, 0x0140, 0xc301, 0x03c0, 0x0280, 0xc241,
0xc601, 0x06c0, 0x0780, 0xc741, 0x0500, 0xc5c1, 0xc481, 0x0440,
0xcc01, 0x0cc0, 0x0d80, 0xcd41, 0x0f00, 0xcfc1, 0xce81, 0x0e40,
0x0a00, 0xcac1, 0xcb81, 0x0b40, 0xc901, 0x09c0, 0x0880, 0xc841,
0xd801, 0x18c0, 0x1980, 0xd941, 0x1b00, 0xdbc1, 0xda81, 0x1a40,
0x1e00, 0xdec1, 0xdf81, 0x1f40, 0xdd01, 0x1dc0, 0x1c80, 0xdc41,
0x1400, 0xd4c1, 0xd581, 0x1540, 0xd701, 0x17c0, 0x1680, 0xd641,
0xd201, 0x12c0, 0x1380, 0xd341, 0x1100, 0xd1c1, 0xd081, 0x1040,
0xf001, 0x30c0, 0x3180, 0xf141, 0x3300, 0xf3c1, 0xf281, 0x3240,
0x3600, 0xf6c1, 0xf781, 0x3740, 0xf501, 0x35c0, 0x3480, 0xf441,
0x3c00, 0xfcc1, 0xfd81, 0x3d40, 0xff01, 0x3fc0, 0x3e80, 0xfe41,
0xfa01, 0x3ac0, 0x3b80, 0xfb41, 0x3900, 0xf9c1, 0xf881, 0x3840,
0x2800, 0xe8c1, 0xe981, 0x2940, 0xeb01, 0x2bc0, 0x2a80, 0xea41,
0xee01, 0x2ec0, 0x2f80, 0xef41, 0x2d00, 0xedc1, 0xec81, 0x2c40,
0xe401, 0x24c0, 0x2580, 0xe541, 0x2700, 0xe7c1, 0xe681, 0x2640,
0x2200, 0xe2c1, 0xe381, 0x2340, 0xe101, 0x21c0, 0x2080, 0xe041,
0xa001, 0x60c0, 0x6180, 0xa141, 0x6300, 0xa3c1, 0xa281, 0x6240,
0x6600, 0xa6c1, 0xa781, 0x6740, 0xa501, 0x65c0, 0x6480, 0xa441,
0x6c00, 0xacc1, 0xad81, 0x6d40, 0xaf01, 0x6fc0, 0x6e80, 0xae41,
0xaa01, 0x6ac0, 0x6b80, 0xab41, 0x6900, 0xa9c1, 0xa881, 0x6840,
0x7800, 0xb8c1, 0xb981, 0x7940, 0xbb01, 0x7bc0, 0x7a80, 0xba41,
0xbe01, 0x7ec0, 0x7f80, 0xbf41, 0x7d00, 0xbdc1, 0xbc81, 0x7c40,
0xb401, 0x74c0, 0x7580, 0xb541, 0x7700, 0xb7c1, 0xb681, 0x7640,
0x7200, 0xb2c1, 0xb381, 0x7340, 0xb101, 0x71c0, 0x7080, 0xb041,
0x5000, 0x90c1, 0x9181, 0x5140, 0x9301, 0x53c0, 0x5280, 0x9241,
0x9601, 0x56c0, 0x5780, 0x9741, 0x5500, 0x95c1, 0x9481, 0x5440,
0x9c01, 0x5cc0, 0x5d80, 0x9d41, 0x5f00, 0x9fc1, 0x9e81, 0x5e40,
0x5a00, 0x9ac1, 0x9b81, 0x5b40, 0x9901, 0x59c0, 0x5880, 0x9841,
0x8801, 0x48c0, 0x4980, 0x8941, 0x4b00, 0x8bc1, 0x8a81, 0x4a40,
0x4e00, 0x8ec1, 0x8f81, 0x4f40, 0x8d01, 0x4dc0, 0x4c80, 0x8c41,
0x4400, 0x84c1, 0x8581, 0x4540, 0x8701, 0x47c0, 0x4680, 0x8641,
0x8201, 0x42c0, 0x4380, 0x8341, 0x4100, 0x81c1, 0x8081, 0x4040
};
unsigned short crc16(unsigned short crc, unsigned char const *ptr, int len)
{
crc = ~crc;
for (int i = 0; i < len; i++) {
unsigned char c = ptr[i];
crc = (crc >> 8) ^ crc16table[(crc ^ c) & 0x00ff];
}
return ~crc;
}
使い方
int main(int argc, char **argv)
{
char const *text = "Hello, world";
unsigned char const *p = (unsigned char const *)text;
int n = strlen(text);
unsigned short crc = crc16(0, p, n);
}
他の多項式を使用する
CRC16POLY が 0xa001 のとき、CRC-16-IBM (x16+x15+x2+1) です。
他にも計算方式（多項式）があります。
CRC-16-CCITT
CRC16POLY = 0x8408 // (x16 + x12 + x5 + 1)
いずれも右送り仕様です。
テーブルを作成するには次の関数を使います。第1値引数に多項式定数、第二引数に unsigned short table[256]; 配列ポインタを渡します。
void make_crc16_table(unsigned short poly, unsigned short *out)
{
for (int i = 0; i < 256; i++) {
int c = i;
for (int j = 0; j < 8; j++) {
if (c & 1) {
c = (c >> 1) ^ poly;
} else {
c >>= 1;
}
}
out[i] = c;
}
}