c - C语言如何用字节元素数组实现128位线性反馈移位寄存器

Question

我有一个数组如下，

unsigned char A[16]

我正在使用这个数组来表示一个 128 位硬件寄存器。现在我想使用这个长寄存器实现一个线性反馈移位寄存器(LFSR，斐波那契实现)。连接到此 LFSR 的反馈异或门的多项式(或抽头)是 [128, 29, 27, 2, 1]。

16 位 LFSR 的实现(在 [16, 14, 13, 11] 处的抽头)可以从 Wikipedia 获得。如下所示。

  unsigned short lfsr = 0xACE1u;
  unsigned bit;

  unsigned rand()
  {
    bit  = ((lfsr >> 0) ^ (lfsr >> 2) ^ (lfsr >> 3) ^ (lfsr >> 5) ) & 1;
    return lfsr =  (lfsr >> 1) | (bit << 15);
  }

然而，在我的例子中，我需要将位从一个字节元素转移到另一个字节元素，例如msb 或 A[0] 需要转移到 A 的 lsb 1 .进行这种转变的最少编码是多少？谢谢!

Answer 1

要计算要移入的位，您不需要每次都移动整个数组，因为您只对一位感兴趣(注意 末尾的 & 1 bit = 来自维基百科的行)。

右移量为:

128 - 128 =   0   => byte  0 bit 0
128 -  29 =  99   => byte 12 bit 3
128 -  27 = 101   => byte 12 bit 5
128 -   2 = 126   => byte 15 bit 6
128 -   1 = 127   => byte 15 bit 7

所以，

bit = ((A[0] >> 0) 
    ^  (A[12] >> 3) 
    ^  (A[12] >> 5) 
    ^  (A[15] >> 6) 
    ^  (A[15) >> 7)) & 1;

现在，你真的需要一点点转变:

A[0] = (A[0] >> 1) | (A[1] << 7);
A[1] = (A[1] >> 1) | (A[2] << 7);
// and so on, until
A[14] = (A[14] >> 1) | (A[15] << 7);
A[15] = (A[15] >> 1) | (bit << 7);

您可以通过使用 uint32_t 或 uint64_t 而不是无符号字符(取决于您的处理器字长)来提高效率，但原理是相同的。