5、checksum(校驗和)的實現

一、8位校驗和的實現

1.發送端計算8位校驗和的步驟：

　　(1)把校驗和字段設置為0。

　　(2)把需要校驗的數據看成以8位為單位的數字組成，依次進行求和，得到的和二進制求反碼，再加上1，最終得到校驗和。

　　(3)把得到的結果存入校驗和字段中。

2.接收端校驗校驗和步驟：

　　(1)把需要校驗的內容(包括校驗和字段)看成以8位為單位的數字，依次進行二進制反碼求和，如果結果是0表示正確，否則表示錯誤。

3.實現代碼：

 

static unsigned char sg_ucSeq = 0;
typedef struct
{
    unsigned long hid;
    unsigned long cid;
    unsigned char type;
    unsigned char len;    
    unsigned char checksum;
    unsigned char seq;

    unsigned char userData[MAX_USER_DATA_SIZE];
}DATA_T;

#define MAX_USER_DATA_SIZE       40
#define DATA_HEADER_LEN (sizeof(DATA_T) - MAX_USER_DATA_SIZE)

unsigned char MakeCheckSum8(DATA_T *pData)
{
    unsigned char ucCheckSum = 0;
    unsigned char ucNum;
    unsigned char *pucDat = (unsigned char *)pData;

    // 以1byte為單位依次相加
    for(ucNum=0;ucNum<pData->len;ucNum++){
        ucCheckSum += pucDat[ucNum];
    }

    // 二進制求反碼，並加1，得到校驗和
    ucCheckSum = ~ucCheckSum;
    ucCheckSum++;
    
    return ucCheckSum;
}

unsigned char CheckData8(DATA_T *pData)
{
    unsigned char ucCheckSum = 0;
    unsigned char ucNum;
    unsigned char *pucDat = (unsigned char *)pData;

    for(ucNum=0;ucNum<pData->len;ucNum++){
        ucCheckSum += pucDat[ucNum];
    }
    
    return ucCheckSum;
}
void create_common_msg(DATA_T *pfdata, unsigned char type, unsigned char *pdata, int len)
{
    memset(pdata, 0, sizeof(DATA_T));

    pfdata->cid = 0x12345678;
    pfdata->type = type;
    pfdata->len = DATA_HEADER_LEN + len;
    pfdata->checksum = 0;
    pfdata->seq = sg_ucSeq++;

    if (len > 0)
    {
        memcpy(pfdata->userData, pdata, len);
    }

    pfdata->checksum     = MakeCheckSum8(pdata);

    return;
}

 

二、16位校驗和的實現

1.計算校驗和的步驟：

　(1)把校驗和字段設置為0。

　(2)把需要校驗的數據看成以16位為單位的數字組成，依次進行二進制反碼求和。

　(3)把得到的結果存入校驗和字段中。

　另外UDP、TCP數據報的長度可以為奇數字節，因為計算時是16位為單位，所以此時計算校驗和時需要在最后增加一個填充字節0(只是計算校驗和用，不發送出去)。

2.接收端校驗校驗和步驟：

　(1)把需要校驗的內容(包括校驗和字段)看成以16位為單位的數字，依次進行二進制反碼求和，如果結果是0表示正確，否則表示錯誤。

3.二進制反碼求和步驟：

　(1)二進制反碼求和，就是先把這兩個數取反，然后求和，如果最高位有進位，則向低位進1。

　(2)另外，先取反后相加與先相加后取反，得到的結果是一樣的。因此實現代碼都是先相加，最后再取反。

4.實現代碼：

static inline unsigned short  check_sum(const unsigned short *buf, int size)
{
    unsigned long chksum = 0;
    
    //16位為單位數字相加
    while(size>1)
    {
        chksum += *buf++;                    // 對傳入的數據以unsigned short方式解析
        size -= sizeof(unsigned short );
    }

    //長度奇數情況
    if(size)
    {
        chksum += *((unsigned char *)buf);
    }
    
    //高位有進位，進位到低位，下面兩行代碼保證了高16位為0。
    while (chksum >> 16) 
    {  
        chksum = (chksum >> 16) + (chksum & 0xffff);  
    } 
    
    //最后取反
    return (unsigned short )(~chksum);
}

三、32位校驗和的實現

1.發送端計算32位校驗和的步驟：

　　(1)把校驗和字段設置為0。

　　(2)把需要校驗的數據看成以32位為單位的數字組成，依次進行求和，得到的和二進制求反碼，再加上1，最終得到校驗和。

　　(3)把得到的結果存入校驗和字段中。

2.接收端校驗校驗和步驟：

　　(1)把需要校驗的內容(包括校驗和字段)看成以32位為單位的數字，依次進行二進制反碼求和，如果結果是0表示正確，否則表示錯誤。

3.實現代碼：

unsigned int make_checksum_32(unsigned char *pdata, int dataLen)
{
    int len;
    unsigned int chk = 0;
    
    // 按照小端的方式計算4個字節的checksum
    len = dataLen;
    while (len >= 4)
    {
        chk +=   (unsigned int)pdata[0];                //     ----          ----         ----       pdata[0]
        chk +=   ((unsigned int)pdata[1] << 8);         //     ----          ----        pdata[1]     ----
        chk +=   ((unsigned int)pdata[2] << 16);        //     ----         pdata[2]      ----        ----
        chk +=   ((unsigned int)pdata[3] << 24);        //     pdata[3]      ----         ----        ----

        pdata += 4;
        len -= 4;
    }
    
    if (len > 0)
    {
        if (len == 1)
        {
            chk +=   (unsigned int)pdata[0];
        }
        else if (len == 2)
        {
            chk +=   (unsigned int)pdata[0];
            chk +=   ((unsigned int)pdata[1] << 8);
        }
        else 
        {
            chk +=   (unsigned int)pdata[0];
            chk +=   ((unsigned int)pdata[1] << 8);
            chk +=   ((unsigned int)pdata[2] << 16);
        }
    }

    chk = ~chk;
    chk++;

    return chk;
}