C语言标准CRC-8校验函数

CRC校验原理及简单CRC-8校验函数（7个输入字节以内）可参考： CRC校验原理及CRC-8简单校验函数设计。

这里的函数是实现输入范围扩展，支持任意长度的输入字节的CRC-8校验。

设计原理

设计原理仍然基于无符号64位整型为一个计算单元，当超过64位时，将前一个单元的计算余数，与后面的输入数据重新组成64位数据，再进行模二除法，以此类推，得到最后的CRC-8校验值（余数）。设计按照CRC计算基本原理来实现，更容易理解。

CRC-8校验函数

这里的校验码采用标准校验码X^8 + X^2 + X^1 + 1，对于其它类型的CRC-8校验码或有输入数据前处理或输出数据后处理的情况，相应的做代码简单调整即可。CRC-8校验函数如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
uint8_t PY_CRC_8(uint8_t *di, uint32_t len)
{   //Written by Pegasus Yu 2022/04/22uint16_t crc_poly = 0x0107; //X^8+X^2+X^1+1 total 9 effective bits. Computed total data shall be compensated 8-bit '0' before CRC computing.uint8_t *datain;uint64_t cdata = 0; //Computed total datauint16_t data_t = 0; //Process data of CRC computinguint16_t index_t = 63;  ///bit shifting index for initial '1' searchinguint16_t index = 63;    //bit shifting index for CRC computinguint8_t rec = 0; //bit number needed to be compensated for next CRC computinguint32_t cn=(len+1)/7;uint32_t cr=(len+1)%7;uint32_t j;datain = malloc(len+1);for(j=0;j<len;j++){datain[j]=di[j];}datain[len]=0; //Compensate 8-bit '0' for input dataif(len<=7){for(j=0;j<=len;j++){cdata = (cdata<<8);cdata = cdata|datain[j];}cn = 1;}else{if(cr==0){cr=7;}if(cr==1){cr=8;}else{cn++;}for(j=0;j<cr;j++){cdata = (cdata<<8);cdata = cdata|datain[j];}}do{cn--;while(index_t>0){if( (cdata>>index_t)&1 ){index = index_t;index_t = 0;data_t |= (cdata>>(index-8));{data_t = data_t ^ crc_poly;}while((index!=0x5555)&&(index!=0xaaaa)){/*if ((data_t>>7)&1) rec = 1;else if ((data_t>>6)&1) rec = 2;else if ((data_t>>5)&1) rec = 3;else if ((data_t>>4)&1) rec = 4;else if ((data_t>>3)&1) rec = 5;else if ((data_t>>2)&1) rec = 6;else if ((data_t>>1)&1) rec = 7;else if ((data_t>>0)&1) rec = 8;else rec = 9; */for(uint8_t n=1;n<9;n++){if ((data_t>>(8-n))&1) {rec = n;break;}if (n==8) rec=9;}if((index-8)<rec){data_t = data_t<<(index-8);data_t |=  (uint16_t)((cdata<<(64-(index-8)))>>(64-(index-8)));index = 0x5555;}else{for(uint8_t i=1;i<=rec;i++){data_t = (data_t<<1)|((cdata>>(index-8-i))&1) ;}if(rec!= 9){data_t = data_t ^ crc_poly;index -= rec;}else{data_t = 0;index_t = index-8-1;index = 0xaaaa;}}}if(index==0x5555) break;}else{index_t--;if(index_t<8) break;}}if(cn>0){cdata = data_t&0x00ff;for(uint8_t k=0;k<7;k++){cdata = (cdata<<8);cdata = cdata|datain[j++];}data_t = 0;index_t = 63;  ///bit shifting index for initial '1' searchingindex = 63;    //bit shifting index for CRC computingrec = 0; //bit number needed to be compensated for next CRC computing}}while(cn>0);free(datain);return (uint8_t)data_t;
}

CRC-8校验效果

通过在线CRC-8校验工具对比本函数的效果，结果一致：

CRC-8校验函数8位计算方式优化

在理解了和CRC8校验原理完全一致的代码实现后，不采用64位计算方式，则可以简化代码为8位计算方式，可得到相同的校验值结果：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
uint8_t PY_CRC_8_S(uint8_t *di, uint32_t len)
{uint8_t crc_poly = 0x07; //X^8+X^2+X^1+1 total 8 effective bits without X^8. Computed total data shall be compensated 8-bit '0' before CRC computing.uint32_t clen = len+1;uint8_t cdata[clen] ;memcpy(cdata, di, len); cdata[len]=0;uint8_t data_t = cdata[0]; //CRC registerfor (uint32_t i = 1; i < clen; i++){for (uint8_t j = 0; j <= 7; j++){if(data_t&0x80)data_t = ( (data_t<<1) | ( (cdata[i]>>(7-j))&0x01) ) ^ crc_poly;elsedata_t = ( (data_t<<1) | ( (cdata[i]>>(7-j))&0x01) ) ;}}return data_t;
}

CRC-8校验函数查表原理优化

CRC查表原理通过输入数据分段计算（CRC-8按字节分段）原理实现校验码的计算，查表法有如下特点：

当前输入数据段值异或当前的查表值，得到当前的CRC计算余数
当前查表值由前一计算余数与校验码按CRC校验过程计算得到，并保存为对应前一计算余数对应的表位值。
当前查表值的计算不受当前输入字段值影响，所以当前输入字段值为0且为最后字段时，当前查表值异或当前输入字段值不变，此时当前查表值即为CRC校验值结果。
由第2和3条可知，第2条在CRC校验过程计算时，移位补位时补0即可，也就不需要当前字段值进入移位补位过程。

CRC-8校验函数优化为如下代码，仍然是8位计算方式，特点是不需要对输入数据补8位尾0：

uint8_t PY_CRC_8_T(uint8_t *di, uint32_t len)
{uint8_t crc_poly = 0x07; //X^8+X^2+X^1+1 total 8 effective bits without X^8.uint8_t data_t = 0;while(len--){data_t ^=  *di++;for (int8_t i=8; i>0; --i){if (data_t & 0x80)data_t = (data_t<<1) ^ crc_poly;elsedata_t = (data_t<<1);}}return (data_t);
}

采用如上三种方式任何一种，对单字节0~255的输入数分别进行CRC-8校验，得到的各个校验值，也就得到查表法对应每个输入数值的查表值。

CRC-8校验注意事项

实际应用中，由于输入数据前处理和输出数据后处理的不同，产生了不同的CRC应用标准，其中一些是一些知名厂家为自己的产品定义CRC校验函数。这些处理特性包括CRC寄存器初始值设置，数据字节位反转，数据字节高位还是低位优先进入计算，输出的整个数据是否按位反转，输出数据是否和一个数异或等。常见的一些CRC-8校验特性：

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