#include "crc16.h"

//ModBUS CRC-16 码（modbus）校验

/*
1、实时计算 CRC16
该种方式耗时比较多，但占用 FLASH、RAM 小

1）CRC 寄存器初始值为 FFFF；即 16 个字节全为 1；
2）CRC-16 / MODBUS 的多项式 A001H (1010 0000 0000 0001B) ‘H’表示 16 进制数，‘B’表示二进制数

计算步骤为：
(1).预置 16 位寄存器为十六进制 FFFF（即全为 1） ，称此寄存器为 CRC 寄存器；
(2).把第一个 8 位数据与 16 位 CRC 寄存器的低位相异或，把结果放于 CRC 寄存器；
(3).检测相异或后的 CRC 寄存器的最低位，若最低位为 1：CRC 寄存器先右移 1 位，再与多项式 A001H 进行异或；若为 0，则 CRC 寄存器右移 1 位，无需与多项式进行异或。
(4).重复步骤 3，直到右移 8  次，这样整个 8 位数据全部进行了处理；
(5).重复步骤 2 到步骤 4，进行下一个 8 位数据的处理；
(6).最后得到的 CRC 寄存器即为 CRC 码。

addr：需要校验的字节数组
num：需要校验的字节数
返回值：16 位的 CRC 校验码
*/
uint16_t crc16(uint8_t *addr,uint32_t num)
{
    int i,j,temp;
    uint16_t crc=0xFFFF;
    for(i=0;i<num;i++)
    {
        crc=crc^(*addr);
        for(j=0;j<8;j++)
        {
            temp=crc&0x0001;
            crc=crc>>1;
            if(temp)
            {
                crc=crc^0xA001;
            }
        }
        addr++;
    }
    return crc;

    //将 CRC 校验的高低位对换位置
//    uint16_t crc1;
//    crc1 = crc >> 8;
//    crc1 = crc1 | (crc << 8);
//    return crc1;
}

/*
2、查表计算 CRC16（耗时少）
从上面代码中，可以看出 CRC-16 的漏洞。无非是将待计算的数组，从头到尾单个字节按照同一算法反复计算。每个元素只有 0~255 的输入可能性，算法固定，所以算出来的值也是固定的。
于是可以提前计算出校验值，按照输入为 0~255，排列为一组校验输出表。计算过程中根据输入数据进行查表，从头查到尾得到最终校验值。
这样的计算方式省去了单片机的反复计算，极大缩短了计算耗时。而且可以将查表的数组类型定义为 const，存放在 Flash 中，运行时不占用 RAM。虽然都是空间换时间的策略，但这种方式只占用 Flash 不占用珍贵的 RAM。

addr：需要校验的字节数组
num：需要校验的字节数
返回值：16 位的 CRC 校验码
说     明：计算结果是高位在前，需要转换才能发送
*/
uint16_t crc16_check(uint8_t* addr, uint32_t num)
{
    // CRC 高位字节值表
    static const uint8_t auchCRCHi[] =
    {
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
        0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
        0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
        0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
        0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
        0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
        0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
        0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
        0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
        0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
        0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
    } ;
    // CRC 低位字节值表
    static const uint8_t auchCRCLo[] =
    {
        0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06,
        0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD,
        0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
        0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A,
        0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4,
        0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
        0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3,
        0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4,
        0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
        0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29,
        0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED,
        0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
        0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60,
        0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67,
        0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
        0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68,
        0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E,
        0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
        0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71,
        0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92,
        0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
        0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B,
        0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B,
        0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
        0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42,
        0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40
    };

    uint8_t uchCRCHi = 0xFF;
    uint8_t uchCRCLo = 0xFF;
    uint16_t uIndex;
    while(num--)
    {
        uIndex = uchCRCLo ^ *addr++;
        uchCRCLo = uchCRCHi^auchCRCHi[uIndex];
        uchCRCHi = auchCRCLo[uIndex];
    }
    return (uchCRCHi<<8|uchCRCLo);

}