C帧校验函数-DPDK中文网

在C/C++中，帧校验函数通常用于验证数据帧的完整性，常见的校验方式包括 CRC校验、Checksum校验、异或（XOR）校验 等。以下是几种典型的帧校验函数实现：

1. XOR（异或）校验

适用于简单的数据完整性检查，计算速度快但可靠性较低。

#include <stdint.h>

/**
 * @brief XOR 帧校验
 * @param data 待校验的数据缓冲区
 * @param len  数据长度
 * @return uint8_t 计算结果（0表示可能无错误）
 */
uint8_t XorCheck(const uint8_t* data, size_t len) {
    uint8_t checksum = 0;
    for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
        checksum ^= data[i];
    }
    return checksum;
}

特点

✅ 计算简单快速
❌ 抗干扰能力弱（交换字节顺序不影响结果）

2. Checksum（累加和）校验

比XOR稍强，但仍可能漏检某些错误。

#include <stdint.h>

/**
 * @brief Checksum 累加和校验
 * @param data 待校验的数据缓冲区
 * @param len  数据长度
 * @return uint16_t 计算结果（低8位或16位）
 */
uint16_t Checksum(const uint8_t* data, size_t len) {
    uint16_t sum = 0;
    for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
        sum += data[i];
    }
    return sum & 0xFFFF; // 取低16位（可改为&0xFF仅保留低8位）
}

特点

✅ 比XOR更可靠
❌ 仍可能漏检某些多字节错误

3. CRC（循环冗余校验）

工业级标准，广泛用于通信协议（如Modbus、CAN、TCP/IP等）。

(1) CRC-8 / CRC-16 / CRC-32实现示例

这里以 CRC-16/Modbus （多项式 0x8005）为例：

#include <stdint.h>

// CRC-16/Modbus查表法（推荐）
uint16_t Crc16Modbus(const uint8_t* data, size_t len) {
    const uint16_t crc_table[256] = { /* ...预计算的CRC表... */ };
    
    uint16_t crc = 0xFFFF;
    for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
        crc = (crc >> 8) ^ crc_table[(crc ^ data[i]) & 0xFF];
    }
    return crc;
}

// （完整代码需包含预计算的CRC表）

(2) Online CRC计算工具

如果不想手动生成CRC表，可以使用在线工具自动生成： 🔗 Online CRC Calculator

特点

✅ 高可靠性（可检测单比特、双比特及突发错误）
❌ 计算复杂度较高

4. MD5/SHA哈希（高级完整性验证）

适用于需要高安全性的场景（如文件传输）：

#include <openssl/md5.h> // OpenSSL库

void CalculateMD5(const uint8_t* data, size_t len, unsigned char md5_out[MD5_DIGEST_LENGTH]) {
    MD5_CTX ctx;
    MD5_Init(&ctx);
    MD5_Update(&ctx, data, len);
    MD5_Final(md5_out, &ctx);
}

⚠️需安装OpenSSL：sudo apt-get install libssl-dev

如何选择合适的帧校验？

方法	速度	可靠性	适用场景
XOR	⚡极快	❌低	简单嵌入式设备
Checksum	⚡快	🟡中	UART串口通信
CRC	🏃中等	✅高	Modbus/CAN/Ethernet
SHA/MD5	🐢慢	💯极高	HTTPS/文件完整性验证