]> granicus.if.org Git - esp-idf/commitdiff
spi_flash: New low-level flash API
authorAngus Gratton <angus@espressif.com>
Wed, 24 May 2017 02:35:12 +0000 (12:35 +1000)
committerbot <bot@espressif.com>
Tue, 18 Jun 2019 06:32:52 +0000 (06:32 +0000)
12 files changed:
components/esp32/cpu_start.c
components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel.h [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel_driver.h [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel_generic.h [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/linker.lf
components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_api.c [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_driver.c [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_generic.c [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_idf_app.c [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_issi.c [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_noos.c [new file with mode: 0644]
components/spi_flash/test/test_low_level.c [new file with mode: 0644]

index e8e1100993df4729cbc946aeb895220ca730bbd7..266c7f5e304ac39a707c89fe36490632aea14c57 100644 (file)
@@ -43,6 +43,7 @@
 #include "sdkconfig.h"
 #include "esp_system.h"
 #include "esp_spi_flash.h"
+#include "spi_flash_lowlevel.h"
 #include "nvs_flash.h"
 #include "esp_event.h"
 #include "esp_spi_flash.h"
@@ -388,6 +389,9 @@ void start_cpu0_default(void)
     spi_flash_init();
     /* init default OS-aware flash access critical section */
     spi_flash_guard_set(&g_flash_guard_default_ops);
+    /* Todo the following needs to be properly integrated */
+    esp_flash_low_level_app_init();
+    esp_flash_init_default_chip();
 #ifdef CONFIG_PM_ENABLE
     esp_pm_impl_init();
 #ifdef CONFIG_PM_DFS_INIT_AUTO
@@ -399,7 +403,6 @@ void start_cpu0_default(void)
     esp_pm_configure(&cfg);
 #endif //CONFIG_PM_DFS_INIT_AUTO
 #endif //CONFIG_PM_ENABLE
-
 #if CONFIG_ESP32_ENABLE_COREDUMP
     esp_core_dump_init();
     size_t core_data_sz = 0;
diff --git a/components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel.h b/components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0b4ebf9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,265 @@
+#pragma once
+#include <stdint.h>
+#include <stdbool.h>
+
+#include "soc/spi_struct.h"
+
+struct esp_flash_driver;
+
+/** @brief Mode used for reading from SPI flash */
+typedef enum {
+    ESP_FLASH_QIO,    ///< Both address & data transferred using quad I/O
+    ESP_FLASH_QOUT,   ///< Data read using quad I/O
+    ESP_FLASH_DIO,    ///< Both address & data transferred using dual I/O
+    ESP_FLASH_DOUT,   ///< Data read using dual I/O
+    ESP_FLASH_FASTRD, ///< Data read using single I/O, no limit on speed
+    ESP_FLASH_SLOWRD, ///< Data read using single I/O, some limits on speed
+
+    ESP_FLASH_READ_MODE_MAX,
+} esp_flash_read_mode_t;
+
+/** @brief Configured SPI flash clock speed */
+typedef enum {
+    ESP_FLASH_80MHZ,
+    ESP_FLASH_40MHZ,
+    ESP_FLASH_26MHZ,
+    ESP_FLASH_20MHZ,
+    ESP_FLASH_SPEED_MAX,
+} esp_flash_speed_t;
+
+/** @brief Structure for describing a region of flash */
+typedef struct {
+    uint32_t offset;
+    uint32_t size;
+} esp_flash_region_t;
+
+// TODO this is copied from SPI driver, should be unified somehow
+typedef struct {
+    int mosi_io_num;                ///< GPIO pin for Master Out Slave In (=spi_d) signal
+    int miso_io_num;                ///< GPIO pin for Master In Slave Out (=spi_q) signal
+    int sclk_io_num;                ///< GPIO pin for Spi CLocK signal
+    int quadwp_io_num;              ///< GPIO pin for WP (Write Protect) signal which is used as D2 in 4-bit communication modes, or -1 if not used.
+    int quadhd_io_num;              ///< GPIO pin for HD (HolD) signal which is used as D3 in 4-bit communication modes, or -1 if not used.
+} esp_flash_pin_cfg_t;
+
+/** @brief Structure to describe a SPI flash chip connected to the system.
+
+    Structure must be passed to esp_flash_init() before use.
+*/
+typedef struct {
+    spi_dev_t *spi;                  ///< Pointer to hardware SPI bus registers used for connection (SP1, SPI2 or SPI3). Set before initialisation.
+    esp_flash_speed_t speed;         ///< Configured SPI flash clock speed. Set before initialisation.
+    esp_flash_read_mode_t read_mode; ///< Configured SPI flash read mode. Set before initialisation.
+    uint32_t size;                   ///< Size of SPI flash in bytes. If 0, size will be detected during initialisation.
+    const struct esp_flash_driver *drv; ///< Pointer to chip-model-specific "driver" structure. If NULL, will be detected during initialisatiopn.
+    const esp_flash_pin_cfg_t *pins;       ///< Pin configuration for the chip
+
+    void *driver_data; ///< Currently unused, allows drivers to store driver-implementation-specific data on initialisation
+} esp_flash_chip_t;
+
+/** @brief Possible errors returned from SPI flash low-level API */
+typedef enum {
+    FLASH_OK = 0,                ///< Success
+    FLASH_ERR_NOT_INITIALISED,   ///< esp_flash_chip_t structure not correctly initialised by esp_flash_init().
+    FLASH_ERR_INVALID_ARG,       ///< A supplied argument was invalid.
+    FLASH_ERR_NOT_FOUND,         ///< A requested value is not found.
+    FLASH_ERR_NO_RESPONSE,       ///< Chip did not respond to the command, or timed out.
+    FLASH_ERR_UNSUPPORTED_HOST,  ///< Requested operation isn't supported via this host SPI bus (chip->spi field).
+    FLASH_ERR_UNSUPPORTED_CHIP,  ///< Requested operation isn't supported by this model of SPI flash chip.
+    FLASH_ERR_PROTECTED,         ///< Write operation failed due to chip's write protection being enabled.
+} esp_flash_err_t;
+
+/** @brief Initialise SPI flash chip interface.
+ * 
+ * This function must be called before any other API functions are called for this chip.
+ *
+ * @note Only the spi, speed & read_mode fields of the chip structure need to be initialised. Other fields will be auto-detected
+ * if left set to zero or NULL.
+ *
+ * @note If the chip->drv pointer is NULL, chip driver will be autodetected based on its manufacturer & product IDs. See
+ * esp_flash_registered_flash_drivers pointer for details of this process.
+ *
+ * @param chip Pointer to SPI flash chip to use. If NULL, esp_flash_default_chip is substituted.
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if initialisation fails.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_init(esp_flash_chip_t *chip);
+
+/** @brief Read flash ID via the common "RDID" SPI flash command.
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param[out] Pointer to receive ID value.
+ *
+ * ID is a 24-bit value. Lower 16 bits of 'id' are the chip ID, upper 8 bits are the manufacturer ID.
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_read_id(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *id);
+
+/** @brief Detect flash size based on flash ID.
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param[out] Detected size in bytes.
+ *
+ * @note Most flash chips use a common format for flash ID, where the lower 4 bits specify the size as a power of 2. If
+ * the manufacturer doesn't follow this convention, the size may be incorrectly detected.
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_detect_size(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *size);
+
+/** @brief Erase flash chip contents
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ *
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_erase_chip(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+/** @brief Erase a region of the flash chip
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param start Address to start erasing flash. Must be sector aligned.
+ * @param len Length of region to erase. Must also be sector aligned.
+ *
+ * Sector size is specifyed in chip->drv->sector_size field (typically 4096 bytes.) FLASH_ERR_INVALID_ARG will be
+ * returned if the start & length are not a multiple of this size.
+ *
+ * Erase is performed using block (multi-sector) erases where possible (block size is specified in
+ * chip->drv->block_erase_size field, typically 65536 bytes). Remaining sectors are erased using individual sector erase
+ * commands.
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_erase_region(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t start, uint32_t len);
+
+/** @brief Read if the entire chip is write protected
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param[out] write_protected Pointer to boolean, set to the value of the write protect flag.
+ *
+ * @note A correct result for this flag depends on the SPI flash chip model and driver in use (via the 'chip->drv'
+ * field).
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_get_chip_write_protect(const esp_flash_chip_t *chip, bool *write_protected);
+
+/** @brief Set write protection for the SPI flash chip
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param write_protected Boolean value for the write protect flag
+ *
+ * @note Correct behaviour of this function depends on the SPI flash chip model and driver in use (via the 'chip->drv'
+ * field).
+ *
+ * If write protection is enabled, destructive operations will fail with FLASH_ERR_PROTECTED.
+ *
+ * Some SPI flash chips may require a power cycle before write protect status can be cleared. Otherwise,
+ * write protection can be removed via a follow-up call to this function.
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_set_chip_write_protect(const esp_flash_chip_t *chip, bool write_protect_chip);
+
+
+/** @brief Read the list of individually protectable regions of this SPI flash chip.
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param regions[out] Pointer to receive a pointer to the array of protectable regions of the chip.
+ * @param[out] Pointer to an integer receiving the count of protectable regions in the array returned in 'regions'.
+ *
+ * @note Correct behaviour of this function depends on the SPI flash chip model and driver in use (via the 'chip->drv'
+ * field).
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_get_protectable_regions(const esp_flash_chip_t *chip, const esp_flash_region_t **regions, uint32_t *num_regions);
+
+
+/** @brief Detect if a region of the SPI flash chip is protected
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param region Pointer to a struct describing a protected region. This must match one of the regions returned from esp_flash_get_protectable_regions(...).
+ * @param[out] protected Pointer to a flag which is set based on the protected status for this region.
+ *
+ * @note It is possible for this result to be false and write operations to still fail, if protection is enabled for the entire chip.
+ *
+ * @note Correct behaviour of this function depends on the SPI flash chip model and driver in use (via the 'chip->drv'
+ * field).
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_get_protected_region(const esp_flash_chip_t *chip, const esp_flash_region_t *region, bool *protected);
+
+/** @brief Update the protected status for a region of the SPI flash chip
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param region Pointer to a struct describing a protected region. This must match one of the regions returned from esp_flash_get_protectable_regions(...).
+ * @param protected Write protection flag to set.
+ *
+ * @note It is possible for the region protection flag to be cleared and write operations to still fail, if protection is enabled for the entire chip.
+ *
+ * @note Correct behaviour of this function depends on the SPI flash chip model and driver in use (via the 'chip->drv'
+ * field).
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_set_protected_region(const esp_flash_chip_t *chip, const esp_flash_region_t *region, bool protected);
+
+/** @brief Read data from the SPI flash chip
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param buffer Pointer to a buffer where the data will be read.
+ * @param address Address on flash to read from. Must be less than chip->size field.
+ * @param length Length (in bytes) of data to read.
+ *
+ * There are no alignment constraints on buffer, address or length.
+ *
+ * @note If on-chip flash encryption is used, this function returns raw (ie encrypted) data. Use the flash cache
+ * to transparently decrypt data.
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_read(const esp_flash_chip_t *chip, void *buffer, uint32_t address, uint32_t length);
+
+/** @brief Write data to the SPI flash chip
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param address Address on flash to write to. Must be previously erased (SPI NOR flash can only write bits 1->0).
+ * @param buffer Pointer to a buffer with the data to write.
+ * @param length Length (in bytes) of data to write.
+ *
+ * There are no alignment constraints on buffer, address or length.
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_write(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length);
+
+/** @brief Encrypted and write data to the SPI flash chip using on-chip hardware flash encryption
+ *
+ * @param chip Pointer to identify flash chip. Must have been successfully initialised via esp_flash_init()
+ * @param address Address on flash to write to. 16 byte aligned. Must be previously erased (SPI NOR flash can only write bits 1->0).
+ * @param buffer Pointer to a buffer with the data to write.
+ * @param length Length (in bytes) of data to write. 16 byte aligned.
+ *
+ * @note Both address & length must be 16 byte aligned, as this is the encryption block size
+ *
+ * @return FLASH_OK on success, or a flash error code if operation failed.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_write_encrypted(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length);
+
+/** @brief Pointer to the "default" SPI flash chip, ie the main chip attached to the MCU.
+
+   This chip is used if the 'chip' argument pass to esp_flash_xxx API functions is ever NULL.
+*/
+extern const esp_flash_chip_t *esp_flash_default_chip;
+
+/** @brief Initialise the default SPI flash chip
+ *
+ * Called by OS startup code. You do not need to call this in your own applications.
+ */
+esp_flash_err_t esp_flash_init_default_chip();
+
+/** Enable OS-level SPI flash protections in IDF */
+void esp_flash_low_level_app_init(); /* ROM TODO move this to IDF */
diff --git a/components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel_driver.h b/components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel_driver.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0343cc7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,176 @@
+#pragma once
+#include "spi_flash_lowlevel.h"
+
+/** @brief SPI flash driver definition structure.
+ *
+ * The driver structure contains chip-specific pointers to functions to perform SPI flash operations, and some
+ * chip-specific numeric values.
+ *
+ * @note This is not a public API. Driver-specific functions are called from the public API (declared in
+ * spi_flash_lowlevel.h). They assume the caller has already validated arguments and enabled relevant protections
+ * (disabling flash cache, prevent concurrent SPI access, etc.)
+ *
+ * Do not call driver functions directly in other contexts.
+ *
+ * A generic driver and it's related operations are defined in spi_flash_lowlevel_generic.h which can be used as
+ * building blocks for written new/specific SPI flash chip drivers.
+ *
+ * @note All of these functions may be called with SPI flash cache disabled, so must only ever access IRAM/DRAM/ROM.
+ */
+typedef struct esp_flash_driver {
+    /* Probe to detect if a supported SPI flash chip is found.
+     *
+     * Attempts to configure 'chip' with these operations and probes for a matching SPI flash chip.
+     *
+     * Auto-detection of a SPI flash chip calls this function in turn on each registered driver (see esp_flash_registered_flash_drivers).
+     *
+     * ID - as read by spi_flash_generic_read_id() - is supplied so each probe
+     * function doesn't need to unnecessarily read ID, but probe is permitted
+     * to interrogate flash in any non-destructive way.
+     *
+     * It is permissible for the driver to modify the 'chip' structure if probing succeeds (specifically, to assign something to the
+     * driver_data pointer if that is useful for the driver.)
+     *
+     * @return FLASH_OK if probing was successful, an error otherwise. Driver may
+     * assume that returning FLASH_OK means it has claimed this chip.
+     */
+    esp_flash_err_t (*probe)(esp_flash_chip_t *chip, uint32_t flash_id);
+
+    /* Read SPI flash ID
+     *
+     * Sends RDID (or an equivalent command) to the device.
+     */
+    esp_flash_err_t (*read_id)(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *id);
+
+    /* Detect SPI flash size
+     *
+     * Interrogate the chip to detect it's size.
+     */
+    esp_flash_err_t (*detect_size)(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *size);
+
+    /* Erase the entire chip
+
+       Caller has verified the chip is not write protected.
+     */
+    esp_flash_err_t (*erase_chip)(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+    /* Erase a sector of the chip. Sector size is specified in the 'sector_size' field.
+
+       sector_address is an offset in bytes.
+
+       Caller has verified that this sector should be non-write-protected.
+     */
+    esp_flash_err_t (*erase_sector)(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t sector_address);
+
+    /* Erase a multi-sector block of the chip. Block size is specified in the 'block_erase_size' field.
+       sector_address is an offset in bytes.
+
+       Caller has verified that this block should be non-write-protected.
+     */
+    esp_flash_err_t (*erase_block)(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t block_address);
+
+    uint32_t sector_size; /* Sector is minimum erase size */
+    uint32_t block_erase_size; /* Optimal (fastest) block size for multi-sector erases on this chip */
+
+    /* Read the write protect status of the entire chip. */
+    esp_flash_err_t (*get_chip_write_protect)(const esp_flash_chip_t *chip, bool *write_protected);
+
+    /* Set the write protect status of the entire chip. */
+    esp_flash_err_t (*set_chip_write_protect)(const esp_flash_chip_t *chip, bool write_protect_chip);
+
+    /* Number of individually write protectable regions on this chip. Range 0-63. */
+    uint8_t num_protectable_regions;
+    /* Pointer to an array describing each protectable region. Should have num_protectable_regions elements. */
+    const esp_flash_region_t *protectable_regions;
+    /* Get a bitmask describing all protectable regions on the chip. Each bit represents one entry in the
+       protectable_regions array, ie bit (1<<N) is set then the region at array entry N is write protected. */
+    esp_flash_err_t (*get_protected_regions)(const esp_flash_chip_t *chip, uint64_t *regions);
+
+    /* Set protectable regions on the chip. Each bit represents on entry in the protectable regions array. */
+    esp_flash_err_t (*set_protected_regions)(const esp_flash_chip_t *chip, uint64_t regions);
+
+    /* Read data from the chip.
+     *
+     * Before calling this function, the caller will have called chip->drv->set_read_mode(chip) in order to configure the chip's read mode correctly.
+     */
+    esp_flash_err_t (*read)(const esp_flash_chip_t *chip, void *buffer, uint32_t address, uint32_t length);
+
+    /* Write any amount of data to the chip.
+     */
+    esp_flash_err_t (*write)(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length);
+
+
+    /* Use the page program command to write data to the chip.
+     *
+     * This function is expected to be called by chip->drv->write (if the
+     * chip->drv->write implementation doesn't call it then it can be left as NULL.)
+     *
+     * - The length argument supplied to this function is at most 'page_size' bytes.
+     *
+     * - The region between 'address' and 'address + length' will not cross a page_size aligned boundary (the write
+     *   implementation is expected to split such a write into two before calling page_program.)
+     */
+    esp_flash_err_t (*page_program)(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length);
+
+    /* Page size as written by the page_program function. Usually 256 bytes. */
+    uint32_t page_size;
+
+    /* Perform an encrypted write to the chip, using internal flash encryption hardware. */
+    esp_flash_err_t (*write_encrypted)(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length);
+
+    /* Set the write enable flag. This function is called internally by other functions in this structure, before a destructive
+       operation takes place. */
+    esp_flash_err_t (*write_enable)(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+    /* Wait for the SPI flash chip to be idle (any write operation to be complete.) This function is both called from the higher-level API functions, and from other functions in this structure.
+
+       timeout_ms should be a timeout (in milliseconds) before the function returns FLASH_ERR_NO_RESPONSE. This is useful to avoid hanging
+       if the chip is otherwise unresponsive (ie returns all 0xFF or similar.)
+    */
+    esp_flash_err_t (*wait_idle)(const esp_flash_chip_t *chip, unsigned timeout_ms);
+
+    /* Configure both the SPI host and the chip for the read mode specified in chip->read_mode.
+     *
+     * This function is called by the higher-level API before the 'read' function is called.
+     *
+     * Can return FLASH_ERR_UNSUPPORTED_HOST or FLASH_ERR_UNSUPPORTED_CHIP if the specified mode is unsupported.
+     */
+    esp_flash_err_t (*set_read_mode)(const esp_flash_chip_t *chip);
+} esp_flash_driver_t;
+
+/* Pointer to an array of pointers to all known drivers for flash chips. This array is used
+   by esp_flash_init() to detect the flash chip driver, if none is supplied by the caller.
+
+   Array is terminated with a NULL pointer.
+
+   This pointer can be overwritten with a pointer to a new array, to update the list of known flash chips.
+ */
+extern const esp_flash_driver_t **esp_flash_registered_flash_drivers;
+
+/* Provide OS-level integration hooks for accessing flash chips
+   inside a running OS */
+typedef struct
+{
+    /* Call this function before commencing any flash operation.
+
+     Does not need to be recursive (ie is called at most once for each call to 'end'.
+    */
+    esp_flash_err_t (*start)(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+    /* Call this function after completing any flash operation. */
+    esp_flash_err_t (*end)(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+    /* Delay for at least 'ms' milliseconds.
+
+       This function will be called in between 'start' and 'end'.
+     */
+    esp_flash_err_t (*delay_ms)(unsigned ms);
+} esp_flash_os_functions_t;
+
+/* The default (ie initial boot) no-OS ROM esp_flash_os_functions_t */
+const esp_flash_os_functions_t esp_flash_noos_functions;
+
+/* Pointer to the current esp_flash_os_functions_t structure in use.
+   Can be changed at runtime to reflect different running conditions.
+ */
+extern const esp_flash_os_functions_t *esp_flash_os_functions;
diff --git a/components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel_generic.h b/components/spi_flash/include/spi_flash_lowlevel_generic.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..75866c7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,151 @@
+#pragma once
+#include "spi_flash_lowlevel_driver.h"
+/* The 'generic' SPI flash operations are a lowest common subset of SPI flash commands, that work across most chips.
+ *
+ * These can be used as-is vai the esp_flash_common_chip_driver driver, or they can be used as "base driver" functions when
+ * creating a new esp_flash_driver_t driver structure.
+ *
+ *
+ * All of the functions in this header are internal functions, not part of a public API. See spi_flash_lowlevel.h for
+ * the public API.
+ */
+
+/* SPI commands (actual on-wire commands not SPI controller bitmasks)
+   Suitable for use with spi_flash_common_command static function.
+*/
+#define CMD_RDID       0x9F
+#define CMD_WRSR       0x01
+#define CMD_WRSR2      0x31 /* Not all SPI flash uses this command */
+#define CMD_WREN       0x06
+#define CMD_WRDI       0x04
+#define CMD_RDSR       0x05
+#define CMD_RDSR2      0x35 /* Not all SPI flash uses this command */
+
+#define CMD_FASTRD_QIO  0xEB
+#define CMD_FASTRD_QUAD 0x6B
+#define CMD_FASTRD_DIO  0xBB
+#define CMD_FASTRD_DUAL 0x3B
+#define CMD_FASTRD      0x0B
+#define CMD_READ        0x03 /* Speed limited */
+
+#define CMD_CHIP_ERASE 0xC7
+#define CMD_SECTOR_ERASE 0x20
+#define CMD_LARGE_BLOCK_ERASE 0xD8 /* 64KB block erase command */
+
+#define SR_WIP  (1<<0) /* Status register write-in-progress bit */
+#define SR_WREN (1<<1) /* Status register write enable bit */
+
+
+/** @brief Execute a simple SPI flash command against the chip.
+ *
+ * @param chip Pointer to the chip to use.
+ * @param command Command to execute (an on-wire hex command.)
+ * @param mosi_data Up to 32 bits of MOSI data to write after the command.
+ * @param mosi_len Length of MOSI data (in bits.)
+ * @param miso_len Length of MISO data (in bits.)
+ * @return MISO value read back, if any (depending on miso_len value.)
+ */
+uint32_t spi_flash_common_command(const esp_flash_chip_t *chip, uint8_t command, uint32_t mosi_data, uint8_t mosi_len, uint8_t miso_len);
+
+/** @brief Returns true if the pin configuration for this chip uses the GPIO matrix for any signals. */
+bool spi_flash_uses_gpio_matrix(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+/** @brief Generic probe function
+ *
+ * If chip->drv_read_id succeeds, the probe succeeds.
+ */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_probe(esp_flash_chip_t *chip, uint32_t flash_id);
+
+/** @brief Generic implementation of esp_flash_driver_t->read_id
+ *
+ * Uses the RDID command (9Fh) supported by most SPI flash chips.
+ *
+ * Results of all-zeroes or all-ones are considered failures (probably no chip attached.)
+ */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_read_id(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *id);
+
+/** @brief Generic size detection function
+ *
+ * Tries to detect the size of chip by using the lower 4 bits of the chip->drv->read_id result = N, and assuming size is 2 ^ N.
+ */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_detect_size(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *size);
+
+/** @brief Erase chip by using the generic erase chip (C7h) command. */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_erase_chip(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+/** @brief Erase sector by using the generic sector erase (20h) command. */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_erase_sector(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t start_address);
+
+/** @brief Erase block by using the generic 64KB block erase (D8h) command */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_erase_block(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t start_address);
+
+/** @brief Read from flash by using a read command that matches the programmed read mode. */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_read(const esp_flash_chip_t *chip, void *buffer, uint32_t address, uint32_t length);
+
+/** @brief Perform a page program using the page program (02h) command. */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_page_program(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length);
+
+/** @brief Perform a generic write. Split the write buffer into
+    one page operations, and call chip->drv->page-program() for each.
+*/
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_write(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length);
+
+/** @brief Perform a write using on-chip flash encryption */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_write_encrypted(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length);
+
+/** @brief Send the write enable (06h) command and verify the expected bit (1) in the status register is set. */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_write_enable(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+/** @brief Wait for the SPI host hardware state machine to be idle.
+
+    This isn't a flash driver operation, but it's called by spi_flash_generic_wait_idle() and may be useful when implementing alternative drivers.
+
+    timeout_ms will be decremented if the function needs to wait until the host hardware is idle.
+*/
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_wait_host_idle(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *timeout_ms);
+
+/** @brief Read flash status via the RDSR command (05h) and wait for bit 0 (write in progress bit) to be cleared. */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_wait_idle(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t timeout_ms);
+
+/** @brief Utility function to configure the SPI host hardware registers for the specified read mode.
+
+    Called by spi_flash_generic_set_read_mode() but may also be useful
+    when implementing other SPI flash drivers.
+
+    Note that calling this configures SPI host registers, so if running any other commands as part of set_read_mode() then these must be run before calling this function.
+ */
+esp_flash_err_t spi_flash_common_configure_host_read_mode(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+/** @brief Utility function for set_read_mode driver function
+ *
+ * Most setting of read mode follows a common pattern, except for how to enable Quad I/O modes (QIO/QOUT).
+ * These use different commands to read/write the status register, and a different bit is set/cleared.
+ *
+ * This is a generic utility function to implement set_read_mode() for this pattern. Also configures host
+ * registers via spi_flash_common_configure_host_read_mode().
+ *
+ * @param qe_rdsr_command SPI flash command to read status register
+ * @param qe_wrsr_command SPI flash command to write status register
+ * @param qe_sr_bitwidth Width of the status register these commands operate on, in bits.
+ * @param qe_sr_bit Bit mask for enabling Quad Enable functions on this chio.
+ */
+esp_flash_err_t spi_flash_common_set_read_mode(const esp_flash_chip_t *chip, uint8_t qe_rdsr_command, uint8_t qe_wrsr_command, uint8_t qe_sr_bitwidth, unsigned qe_sr_bit);
+
+/** @brief Set the specified SPI read mode.
+ *
+ * Includes setting SPI host hardware registers, but also setting quad enable status register bit if needed.
+ */
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_set_read_mode(const esp_flash_chip_t *chip);
+
+/** @brief Returns true if chip is configured for Quad I/O or
+    Quad Fast Read */
+inline static bool spi_flash_is_quad_mode(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    return chip->read_mode == ESP_FLASH_QIO || chip->read_mode == ESP_FLASH_QOUT;
+}
+
+/* Generic SPI flash driver, uses all the above functions for its operations.  In default autodetection, this is used as
+   a catchall if a more specific driver is not found.
+*/
+extern const esp_flash_driver_t esp_flash_generic_chip_driver;
+
index fbbb64ea745e008fe7ef86626691482fdf04bc6e..e466c85a2bdf76551918f07b90e00c8e4121d134 100644 (file)
@@ -1,5 +1,10 @@
 [mapping:spi_flash]
 archive: libspi_flash.a
-entries: 
+entries:
     spi_flash_rom_patch (noflash_text)
+    spi_flash_lowlevel_api (noflash)
+    spi_flash_lowlevel_generic (noflash)
+    spi_flash_lowlevel_issi (noflash)
+    spi_flash_lowlevel_idf_app (noflash)
+    spi_flash_driver_hs (noflash)
 
diff --git a/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_api.c b/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_api.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0a3d6f2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,552 @@
+// Copyright 2017 Espressif Systems (Shanghai) PTE LTD
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+
+//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+#include <stdlib.h>
+#include <stdio.h>
+#include <sys/param.h>
+#include <string.h>
+
+#include "spi_flash_lowlevel_driver.h"
+#include "spi_flash_lowlevel_generic.h"
+#include "soc/spi_reg.h"
+
+#define MAX_WRITE_CHUNK 8192 /* write in chunks */
+
+/* Static function to notify OS of a new SPI flash operation.
+
+   If returns an error result, caller must abort. If returns FLASH_OK, caller must
+   call spiflash_end() before returning.
+*/
+static esp_flash_err_t spiflash_start(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    if (esp_flash_os_functions != NULL
+        && esp_flash_os_functions->start != NULL) {
+        esp_flash_err_t err = esp_flash_os_functions->start(chip);
+        if (err != FLASH_OK) {
+            return err;
+        }
+    }
+    return FLASH_OK;
+}
+
+/* Static function to notify OS that SPI flash operation is complete.
+ */
+static esp_flash_err_t spiflash_end(const esp_flash_chip_t *chip, esp_flash_err_t err)
+{
+    if (esp_flash_os_functions != NULL
+        && esp_flash_os_functions->end != NULL) {
+        esp_flash_err_t end_err = esp_flash_os_functions->end(chip);
+        if (err == FLASH_OK) {
+            err = end_err; // Only return the 'end' error if we haven't already failed
+        }
+    }
+    return err;
+}
+
+/* Return true if regions 'a' and 'b' overlap at all, based on their start offsets and lengths. */
+inline static bool regions_overlap(uint32_t a_start, uint32_t a_len,uint32_t b_start, uint32_t b_len);
+
+/* Top-level API functions, calling into driver functions via chip->drv */
+
+static esp_flash_err_t detect_spi_flash_chip(esp_flash_chip_t *chip);
+
+esp_flash_err_t esp_flash_init(esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    if (chip->spi == NULL) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+    // TODO: configure SPI host clock speed, pin configuration
+
+    if (chip->drv == NULL) {
+        // Detect driver
+        esp_flash_err_t err = detect_spi_flash_chip(chip);
+        if (err != FLASH_OK) {
+            return err;
+        }
+    }
+
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    if (chip->size == 0) {
+         // Detect flash size
+        err = chip->drv->detect_size(chip, &chip->size);
+    }
+
+    if (err == FLASH_OK) {
+        // Try to set the flash mode to whatever default mode was chosen
+        // (this isn't necessary at this point for functionality, but init will fail
+        // if this mode can't be set on this chip.)
+        err = chip->drv->set_read_mode(chip);
+    }
+
+    // Done: all fields on 'chip' are initialised
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+static esp_flash_err_t detect_spi_flash_chip(esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    esp_flash_err_t err;
+    uint32_t flash_id;
+    int retries = 10;
+    do {
+        err = spiflash_start(chip);
+        if (err != FLASH_OK) {
+            return err;
+        }
+
+        // Send generic RDID command twice, check for a matching result and retry in case we just powered on (inner
+        // function fails if it sees all-ones or all-zeroes.)
+        err = spi_flash_generic_read_id(chip, &flash_id);
+
+        if (err == FLASH_OK) { // check we see the same ID twice, in case of transient power-on errors
+            uint32_t new_id;
+            err = spi_flash_generic_read_id(chip, &new_id);
+            if (err == FLASH_OK && (new_id != flash_id)) {
+                err = FLASH_ERR_NOT_INITIALISED;
+            }
+        }
+
+        err = spiflash_end(chip, err);
+    } while (err != FLASH_OK && retries-- > 0);
+
+    // Detect the chip and set the driver structure for it
+    const esp_flash_driver_t **drivers = esp_flash_registered_flash_drivers;
+    while (*drivers != NULL && chip->drv == NULL) {
+        chip->drv = *drivers;
+
+        // start/end SPI operation each time, for multitasking
+        // and also so esp_flash_registered_flash_drivers can live in flash
+        err = spiflash_start(chip);
+        if (err != FLASH_OK) {
+            return err;
+        }
+
+        if (chip->drv->probe(chip, flash_id) != FLASH_OK) {
+            chip->drv = NULL;
+        }
+        // if probe succeeded, chip->drv stays set
+        drivers++;
+
+        err = spiflash_end(chip, err);
+        if (err != FLASH_OK) {
+            return err;
+        }
+    }
+
+    return (chip->drv == NULL) ? FLASH_ERR_NOT_FOUND : FLASH_OK;
+}
+
+// Convenience macro for beginning of all API functions,
+// check that the 'chip' parameter is properly initialised
+// and supports the operation in question
+#define VERIFY_OP(OP) do {                                  \
+        if (chip == NULL) {                                 \
+            chip = esp_flash_default_chip;                  \
+        }                                                   \
+        if (chip == NULL || chip->drv == NULL) {            \
+            return FLASH_ERR_NOT_INITIALISED;               \
+        }                                                   \
+        if (chip->drv->OP == NULL) {                        \
+            return FLASH_ERR_UNSUPPORTED_CHIP;              \
+        }                                                   \
+    } while (0)
+
+esp_flash_err_t esp_flash_read_id(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *id)
+{
+    printf("chip %p esp_flash_default_chip %p\n",
+           chip, esp_flash_default_chip);
+    VERIFY_OP(read_id);
+    if (id == NULL) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    err = chip->drv->read_id(chip, id);
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_detect_size(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *size)
+{
+    VERIFY_OP(detect_size);
+    if (size == NULL) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+    *size = 0;
+
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    err = chip->drv->detect_size(chip, size);
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_erase_chip(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    VERIFY_OP(erase_chip);
+    bool write_protect = false;
+
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    err  = esp_flash_get_chip_write_protect(chip, &write_protect);
+
+    if (err == FLASH_OK && write_protect) {
+        err = FLASH_ERR_PROTECTED;
+    }
+
+    if (err == FLASH_OK) {
+        err = chip->drv->erase_chip(chip);
+    }
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_erase_region(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t start, uint32_t len)
+{
+    VERIFY_OP(erase_sector);
+    uint32_t block_erase_size = chip->drv->erase_block == NULL ? 0 : chip->drv->block_erase_size;
+    uint32_t sector_size = chip->drv->sector_size;
+    bool write_protect = false;
+
+    if (sector_size == 0 || (block_erase_size % sector_size) != 0) {
+        return FLASH_ERR_NOT_INITIALISED;
+    }
+    if (start > chip->size || start + len > chip->size) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+    if ((start % chip->drv->sector_size) != 0 || (len % chip->drv->sector_size) != 0) {
+        // Can only erase multiples of the sector size, starting at sector boundary
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    // Check for write protection on whole chip
+    if (chip->drv->get_chip_write_protect != NULL) {
+        err = chip->drv->get_chip_write_protect(chip, &write_protect);
+        if (err == FLASH_OK && write_protect) {
+            err = FLASH_ERR_PROTECTED;
+        }
+    }
+
+    // Check for write protected regions overlapping the erase region
+    if (err == FLASH_OK && chip->drv->get_protected_regions != NULL && chip->drv->num_protectable_regions > 0) {
+        uint64_t protected = 0;
+        err = chip->drv->get_protected_regions(chip, &protected);
+        if (protected != 0) {
+            for (int i = 0; i < chip->drv->num_protectable_regions && err == FLASH_OK; i++) {
+                const esp_flash_region_t *region = &chip->drv->protectable_regions[i];
+                if ((protected & (1LL << i))
+                    && regions_overlap(start, len, region->offset, region->size)) {
+                    err = FLASH_ERR_PROTECTED;
+                }
+            }
+        }
+    }
+
+    // Don't lock the SPI flash for the entire erase, as this may be very long
+    err = spiflash_end(chip, err);
+
+    while (err == FLASH_OK && len >= sector_size) {
+        esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+        if (err != FLASH_OK) {
+            return err;
+        }
+
+        // If possible erase an entire multi-sector block
+        if (block_erase_size > 0 && len >= block_erase_size && (start % block_erase_size) == 0) {
+            err = chip->drv->erase_block(chip, start);
+            start += block_erase_size;
+            len -= block_erase_size;
+        }
+        else {
+            // Otherwise erase individual sector only
+            err = chip->drv->erase_sector(chip, start);
+            start += sector_size;
+            len -= sector_size;
+        }
+
+        err = spiflash_end(chip, err);
+    }
+
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_get_chip_write_protect(const esp_flash_chip_t *chip, bool *write_protected)
+{
+    VERIFY_OP(get_chip_write_protect);
+    if (write_protected == NULL) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    err = chip->drv->get_chip_write_protect(chip, write_protected);
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_set_chip_write_protect(const esp_flash_chip_t *chip, bool write_protect_chip)
+{
+    VERIFY_OP(set_chip_write_protect);
+
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    err = chip->drv->set_chip_write_protect(chip, write_protect_chip);
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_get_protectable_regions(const esp_flash_chip_t *chip, const esp_flash_region_t **regions, uint32_t *num_regions)
+{
+    if(num_regions != NULL) {
+        *num_regions = 0; // In case caller doesn't check result
+    }
+    VERIFY_OP(get_protected_regions);
+
+    if(regions == NULL || num_regions == NULL) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+    *num_regions = chip->drv->num_protectable_regions;
+    *regions = chip->drv->protectable_regions;
+    return FLASH_OK;
+}
+
+static esp_flash_err_t find_region(const esp_flash_chip_t *chip, const esp_flash_region_t *region, uint8_t *index)
+{
+   if (region == NULL) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+   for(*index = 0; *index < chip->drv->num_protectable_regions; (*index)++) {
+       if (memcmp(&chip->drv->protectable_regions[*index],
+                  region, sizeof(esp_flash_region_t)) == 0) {
+           return FLASH_OK;
+       }
+   }
+
+   return FLASH_ERR_NOT_FOUND;
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_get_protected_region(const esp_flash_chip_t *chip, const esp_flash_region_t *region, bool *protected)
+{
+    VERIFY_OP(get_protected_regions);
+
+    if (protected == NULL) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+    uint8_t index;
+    esp_flash_err_t err = find_region(chip, region, &index);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    uint64_t protection_mask = 0;
+    err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    err = chip->drv->get_protected_regions(chip, &protection_mask);
+    if (err == FLASH_OK) {
+        *protected = protection_mask & (1LL << index);
+    }
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_set_protected_region(const esp_flash_chip_t *chip, const esp_flash_region_t *region, bool protected)
+{
+    VERIFY_OP(set_protected_regions);
+
+    uint8_t index;
+    esp_flash_err_t err = find_region(chip, region, &index);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    uint64_t protection_mask = 0;
+    err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    err = chip->drv->get_protected_regions(chip, &protection_mask);
+    if (err == FLASH_OK) {
+        if (protected) {
+            protection_mask |= (1LL << index);
+        } else {
+            protection_mask &= ~(1LL << index);
+        }
+        err = chip->drv->set_protected_regions(chip, protection_mask);
+    }
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_read(const esp_flash_chip_t *chip, void *buffer, uint32_t address, uint32_t length)
+{
+    VERIFY_OP(read);
+    if (buffer == NULL || address > chip->size || address+length > chip->size) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    if (err == FLASH_OK) {
+        err = chip->drv->set_read_mode(chip);
+    }
+
+    if (err == FLASH_OK) {
+        err = chip->drv->read(chip, buffer, address, length);
+    }
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_write(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length)
+{
+    VERIFY_OP(write);
+    if (buffer == NULL || address > chip->size || address+length > chip->size) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+    /* If 'chip' is connected to the main SPI bus, we can only write directly from regions that are accessible
+       with cache disabled. */
+#ifdef ESP_PLATFORM
+    bool direct_write = ( chip->spi != &SPI1
+                          || ( (uintptr_t) address >= 0x3FFAE000
+                               && (uintptr_t) address < 0x40000000 ) );
+#else
+    bool direct_write = true;
+#endif
+
+    esp_flash_err_t err = FLASH_OK;
+
+    /* Write output in chunks, either by buffering on stack or
+       by artificially cutting into MAX_WRITE_CHUNK parts (in an OS
+       environment, this prevents writing from causing interrupt or higher priority task
+       starvation.) */
+    while(err == FLASH_OK && length > 0) {
+        uint32_t write_len;
+        const void *write_buf;
+        if (direct_write) {
+            write_len = MIN(length, MAX_WRITE_CHUNK);
+            write_buf = buffer;
+        } else {
+            uint32_t buf[8];
+            write_len = MIN(length, sizeof(buf));
+            memcpy(buf, buffer, write_len);
+            write_buf = buf;
+        }
+
+        err = spiflash_start(chip);
+        if (err != FLASH_OK) {
+            return err;
+        }
+
+        err = chip->drv->write(chip, address, write_buf, write_len);
+
+        address += write_len;
+        buffer = (void *)((intptr_t)buffer + write_len);
+        length -= write_len;
+
+        err = spiflash_end(chip, err);
+    }
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t esp_flash_write_encrypted(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length)
+{
+    VERIFY_OP(write_encrypted);
+    if (chip->spi != 0) {
+        // Encrypted operations have to use SPI0
+        return FLASH_ERR_UNSUPPORTED_HOST;
+    }
+    if (buffer == NULL || address > chip->size || address+length > chip->size) {
+        return FLASH_ERR_INVALID_ARG;
+    }
+
+    esp_flash_err_t err = spiflash_start(chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    err = chip->drv->write_encrypted(chip, address, buffer, length);
+
+    return spiflash_end(chip, err);
+}
+
+
+inline static bool regions_overlap(uint32_t a_start, uint32_t a_len,uint32_t b_start, uint32_t b_len)
+{
+    uint32_t a_end = a_start + a_len;
+    uint32_t b_end = b_start + b_len;
+
+    return ((a_start >= b_start && a_start <= b_end)
+            || (a_end >= b_start && a_end <= b_end)
+            || (b_start >= a_start && b_start <= a_end)
+            || (b_end >= a_start && b_end <= a_end));
+}
+
+const esp_flash_chip_t *esp_flash_default_chip;
+
+static esp_flash_chip_t default_chip;
+
+esp_flash_err_t esp_flash_init_default_chip()
+{
+    default_chip.spi = &SPI1;
+    default_chip.read_mode = ESP_FLASH_FASTRD; // TODO: initialise properly
+    default_chip.speed = ESP_FLASH_20MHZ; // TODO: initialise properly
+
+    // ROM TODO: account for non-standard default pins in efuse
+
+    // ROM TODO: to account for chips which are slow to power on, maybe keep probing in a loop here
+
+    esp_flash_err_t err = esp_flash_init(&default_chip);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    esp_flash_default_chip = &default_chip;
+    return FLASH_OK;
+}
+
+const esp_flash_os_functions_t *esp_flash_os_functions = &esp_flash_noos_functions;
diff --git a/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_driver.c b/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_driver.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e901ef1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,34 @@
+// Copyright 2017 Espressif Systems (Shanghai) PTE LTD
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+
+//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+#include <stdlib.h>
+#include "spi_flash_lowlevel_driver.h"
+
+extern const esp_flash_driver_t esp_flash_generic_chip_driver;
+extern const esp_flash_driver_t esp_flash_issi_chip_driver;
+
+/* Default registered chip drivers.
+
+   Note these are tested in order and first match is taken, so generic/catchall entries
+   should go last.
+
+   Note that the esp_flash_registered_flash_ops pointer can be
+   changed to point to a different array of registered ops, if desired.
+*/
+static const esp_flash_driver_t *default_registered_flash_drivers[] = {
+    &esp_flash_issi_chip_driver,
+    &esp_flash_generic_chip_driver,
+    NULL,
+};
+
+const esp_flash_driver_t **esp_flash_registered_flash_drivers = default_registered_flash_drivers;
diff --git a/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_generic.c b/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_generic.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..aef068e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,498 @@
+// Copyright 2017 Espressif Systems (Shanghai) PTE LTD
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+
+//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+#include <stdlib.h>
+#include <sys/param.h> // For MIN/MAX
+#include <xtensa/hal.h>
+
+#include "spi_flash_lowlevel_driver.h"
+#include "spi_flash_lowlevel_generic.h"
+
+#define SPI_FLASH_GENERIC_CHIP_ERASE_TIMEOUT 4000
+#define SPI_FLASH_GENERIC_SECTOR_ERASE_TIMEOUT 500
+#define SPI_FLASH_GENERIC_BLOCK_ERASE_TIMEOUT 1000
+
+#define DEFAULT_IDLE_TIMEOUT 200
+#define DEFAULT_PAGE_PROGRAM_TIMEOUT 500
+
+/* Hardware host-specific constants */
+#define MAX_WRITE_BYTES 32
+#define MAX_READ_BYTES 64
+
+#define ADDRESS_MASK_24BIT 0xFFFFFF
+
+uint32_t spi_flash_common_command(const esp_flash_chip_t *chip, uint8_t command, uint32_t mosi_data, uint8_t mosi_len, uint8_t miso_len)
+{
+    typeof(chip->spi->user2) user2 = {
+        .usr_command_value = command,
+        .usr_command_bitlen = (8 -1),
+    };
+    chip->spi->user2 = user2;
+
+    typeof(chip->spi->user) user = {
+        .usr_miso = miso_len > 0,
+        .usr_mosi = mosi_len > 0,
+        .usr_dummy = 0,
+        .usr_command = 1,
+    };
+    chip->spi->user = user;
+
+    chip->spi->ctrl.val = 0;
+    chip->spi->miso_dlen.usr_miso_dbitlen = miso_len ? (miso_len - 1) : 0;
+    chip->spi->mosi_dlen.usr_mosi_dbitlen = mosi_len ? (mosi_len - 1) : 0;
+
+    // TODO: there's a bug(?) here where if multiple bytes are written
+    // with each byte MSB-first (correct), but the bytes are
+    // written out LSB first...
+    //
+    // May be easier to just document this in the function interface...
+    chip->spi->data_buf[0] = mosi_data;
+
+    if (spi_flash_uses_gpio_matrix(chip)) {
+        /* When flash pins are mapped via GPIO matrix, need a dummy cycle before reading via MISO */
+        if (chip->speed == ESP_FLASH_80MHZ) {
+            chip->spi->user.usr_dummy = 1;
+            chip->spi->user1.usr_dummy_cyclelen = 1;
+        } else {
+            chip->spi->user.usr_dummy = 1;
+            chip->spi->user1.usr_dummy_cyclelen = 0;
+        }
+    }
+
+    chip->spi->cmd.usr = 1;
+    while(chip->spi->cmd.usr != 0)
+    { }
+
+    uint32_t miso = chip->spi->data_buf[0];
+
+    return miso;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_probe(esp_flash_chip_t *chip, uint32_t flash_id)
+{
+    // This is the catch-all probe function, claim the chip always if nothing
+    // else has claimed it yet.
+    return FLASH_OK;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_read_id(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *id)
+{
+    uint32_t raw_flash_id = spi_flash_common_command(chip, CMD_RDID, 0, 0, 24);
+    if (raw_flash_id == 0xFFFFFF || raw_flash_id == 0) {
+        return FLASH_ERR_NO_RESPONSE;
+    }
+
+    // Byte swap the flash id as it's usually written the other way around
+    uint8_t mfg_id = raw_flash_id & 0xFF;
+    uint16_t flash_id = (raw_flash_id >> 16) | (raw_flash_id & 0xFF00);
+
+    *id = ((uint32_t)mfg_id << 16) | flash_id;
+    return FLASH_OK;
+}
+
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_detect_size(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *size)
+{
+    uint32_t id = 0;
+    *size = 0;
+    esp_flash_err_t err = chip->drv->read_id(chip, &id);
+    if (err != FLASH_OK) {
+        return err;
+    }
+
+    /* Can't detect size unless the high byte of the product ID matches the same convention, which is usually 0x40 or
+     * 0xC0 or similar. */
+    if ((id & 0x0F00) != 0) {
+        return FLASH_ERR_UNSUPPORTED_CHIP;
+    }
+
+    *size = 1 << (id & 0xFF);
+
+    return FLASH_OK;
+}
+
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_erase_chip(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    esp_flash_err_t err;
+
+    err = chip->drv->write_enable(chip);
+    if (err == FLASH_OK) {
+        err = chip->drv->wait_idle(chip, DEFAULT_IDLE_TIMEOUT);
+    }
+    if (err == FLASH_OK) {
+        chip->spi->ctrl.val = 0;
+        chip->spi->cmd.flash_ce = 1;
+        while(chip->spi->cmd.val != 0) { }
+        err = chip->drv->wait_idle(chip, SPI_FLASH_GENERIC_CHIP_ERASE_TIMEOUT);
+    }
+
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_erase_sector(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t start_address)
+{
+    esp_flash_err_t err = chip->drv->write_enable(chip);
+    if (err == FLASH_OK) {
+        err = chip->drv->wait_idle(chip, DEFAULT_IDLE_TIMEOUT);
+    }
+    if (err == FLASH_OK) {
+        chip->spi->user1.usr_addr_bitlen = (24 - 1);
+        chip->spi->addr = start_address & ADDRESS_MASK_24BIT;
+        chip->spi->ctrl.val = 0;
+        chip->spi->cmd.flash_se = 1;
+        while(chip->spi->cmd.val != 0) { }
+        err = chip->drv->wait_idle(chip, SPI_FLASH_GENERIC_SECTOR_ERASE_TIMEOUT);
+    }
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_erase_block(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t start_address)
+{
+    esp_flash_err_t err = chip->drv->write_enable(chip);
+    if (err == FLASH_OK) {
+        err = chip->drv->wait_idle(chip, DEFAULT_IDLE_TIMEOUT);
+    }
+    if (err == FLASH_OK) {
+        chip->spi->user1.usr_addr_bitlen = (24 - 1);
+        chip->spi->addr = start_address & ADDRESS_MASK_24BIT;
+        chip->spi->cmd.flash_be = 1;
+        while(chip->spi->cmd.val != 0) { }
+        err = chip->drv->wait_idle(chip, SPI_FLASH_GENERIC_BLOCK_ERASE_TIMEOUT);
+    }
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_read(const esp_flash_chip_t *chip, void *buffer, uint32_t address, uint32_t length)
+{
+    esp_flash_err_t err = FLASH_OK;
+
+    while (err == FLASH_OK && length > 0) {
+        uint32_t read_len = MIN(length, MAX_READ_BYTES);
+        chip->spi->miso_dlen.usr_miso_dbitlen = (read_len * 8) - 1;
+        chip->spi->addr = address << 8;
+
+        chip->spi->cmd.usr = 1;
+        while(chip->spi->cmd.val != 0) {}
+
+        if(((intptr_t)buffer % 4 == 0) && (read_len % 4 == 0)) {
+            // If everything is word-aligned, do a faster memcpy
+            xthal_memcpy(buffer, (void *)chip->spi->data_buf, read_len);
+            length -= read_len;
+            buffer = (void *)((intptr_t)buffer + read_len);
+            address += read_len;
+        } else {
+            // Otherwise, slow(er) path copies word by word
+            for (int i = 0; i < (read_len+3)/4; i++) {
+                int word_len = MIN(sizeof(uint32_t), length);
+                uint32_t word = chip->spi->data_buf[i];
+                xthal_memcpy(buffer, &word, word_len);
+                length -= word_len;
+                buffer = (void *)((intptr_t)buffer + word_len);
+                address += word_len;
+            }
+        }
+    }
+
+
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_page_program(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length)
+{
+    esp_flash_err_t err;
+
+    err = chip->drv->wait_idle(chip, DEFAULT_IDLE_TIMEOUT);
+
+    if (err == FLASH_OK) {
+        err = chip->drv->write_enable(chip);
+    }
+
+    if (err == FLASH_OK) {
+        // Perform the actual Page Program command
+        chip->spi->user.usr_dummy = 0;
+        chip->spi->user1.usr_addr_bitlen = (24 - 1);
+        chip->spi->addr = (address & ADDRESS_MASK_24BIT) | (length << 24);
+
+        // Load data registers, word at a time
+        int num_words = (length+3) / 4;
+        for (int i = 0; i < num_words; i++) {
+            uint32_t word = 0;
+            uint32_t word_len = MIN(length, sizeof(word));
+            xthal_memcpy(&word, buffer, word_len);
+            chip->spi->data_buf[i] = word;
+            length -= word_len;
+            buffer = (void *)((intptr_t)buffer + word_len);
+        }
+
+        chip->spi->cmd.flash_pp = 1;
+        while (chip->spi->cmd.val != 0) { }
+
+        err = chip->drv->wait_idle(chip, DEFAULT_PAGE_PROGRAM_TIMEOUT);
+    }
+
+
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_write(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length)
+{
+    esp_flash_err_t err = FLASH_OK;
+    const uint32_t page_size = chip->drv->page_size;
+
+    while (err == FLASH_OK && length > 0) {
+        uint32_t page_len = MIN(MAX_WRITE_BYTES, MIN(page_size, length));
+        if ((address + page_len) / page_size != address / page_size) {
+            // Most flash chips can't page write across a page boundary
+            page_len = page_size - (address % page_size);
+        }
+        err = chip->drv->page_program(chip, address, buffer, page_len);
+        address += page_len;
+        buffer = (void *)((intptr_t)buffer + page_len);
+        length -= page_len;
+    }
+
+
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_write_encrypted(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t address, const void *buffer, uint32_t length)
+{
+    return FLASH_ERR_UNSUPPORTED_HOST; // TODO
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_write_enable(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    esp_flash_err_t err = FLASH_OK;
+
+    err = chip->drv->wait_idle(chip, DEFAULT_IDLE_TIMEOUT);
+
+    if (err == FLASH_OK) {
+        chip->spi->cmd.flash_wren = 1;
+        while(chip->spi->cmd.val != 0) { }
+    }
+
+    uint8_t status = spi_flash_common_command(chip, CMD_RDSR, 0, 0, 8);
+    if ((status & SR_WREN) == 0) {
+        // WREN flag has not been set!
+        err = FLASH_ERR_NOT_FOUND;
+    }
+
+
+    return err;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_wait_host_idle(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t *timeout_ms)
+{
+    while(chip->spi->ext2.st != 0 && *timeout_ms > 0) {
+        if (*timeout_ms > 1) {
+            esp_flash_os_functions->delay_ms(1);
+        }
+        (*timeout_ms)--;
+    }
+
+    // Not clear if this is necessary, or only necessary if
+    // chip->spi == SPI1. But probably doesn't hurt...
+    while(SPI0.ext2.st != 0 && *timeout_ms > 0) {
+        if (*timeout_ms > 1) {
+            esp_flash_os_functions->delay_ms(1);
+        }
+        (*timeout_ms)--;
+    }
+
+    return (*timeout_ms > 0) ? FLASH_OK : FLASH_ERR_NO_RESPONSE;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_wait_idle(const esp_flash_chip_t *chip, uint32_t timeout_ms)
+{
+    timeout_ms++; // allow at least one pass before timeout, last one has no sleep cycle
+
+    uint8_t status = 0;
+    while(timeout_ms > 0) {
+
+        esp_flash_err_t err = spi_flash_generic_wait_host_idle(chip, &timeout_ms);
+        if (err != FLASH_OK) {
+            return err;
+        }
+
+        status = spi_flash_common_command(chip, CMD_RDSR, 0, 0, 8);
+        if ((status & SR_WIP) == 0) {
+            break; // Write in progress is complete
+        }
+        if (timeout_ms > 1) {
+            esp_flash_os_functions->delay_ms(1);
+        }
+        timeout_ms--;
+    }
+
+    return (timeout_ms > 0) ?  FLASH_OK : FLASH_ERR_NO_RESPONSE;
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_common_configure_host_read_mode(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    int dummy_cyclelen, addr_bitlen, read_command;
+    switch(chip->read_mode) {
+    case ESP_FLASH_QIO:
+        addr_bitlen = 32;
+        dummy_cyclelen = 4; // TODO check this works
+        read_command = CMD_FASTRD_QIO;
+        break;
+    case ESP_FLASH_QOUT:
+        addr_bitlen = 24;
+        dummy_cyclelen = 8; // TODO check this works
+        read_command = CMD_FASTRD_QUAD;
+        break;
+    case ESP_FLASH_DIO:
+        addr_bitlen = 32;
+        dummy_cyclelen = 0;
+        read_command = CMD_FASTRD_DIO;
+        break;
+    case ESP_FLASH_DOUT:
+        addr_bitlen = 24;
+        dummy_cyclelen = 8;
+        read_command = CMD_FASTRD_DUAL;
+        break;
+    case ESP_FLASH_FASTRD:
+        addr_bitlen = 24;
+        dummy_cyclelen = 8;
+        read_command = CMD_FASTRD;
+        break;
+    case ESP_FLASH_SLOWRD:
+        addr_bitlen = 24;
+        dummy_cyclelen = 0;
+        read_command = CMD_READ;
+        break;
+    default:
+        return FLASH_ERR_NOT_INITIALISED;
+    }
+
+    // Add dummy cycles to compensate for GPIO matrix
+    // latency, if necessary...
+    if (spi_flash_uses_gpio_matrix(chip)) {
+        if (chip->speed == ESP_FLASH_80MHZ) {
+            dummy_cyclelen += 2;
+        } else if (chip->speed == ESP_FLASH_40MHZ) {
+            dummy_cyclelen += 1;
+        }
+    }
+
+    chip->spi->user1.usr_dummy_cyclelen = (dummy_cyclelen - 1);
+    chip->spi->user1.usr_addr_bitlen = (addr_bitlen - 1);
+    chip->spi->user2.usr_command_value = read_command;
+    chip->spi->user2.usr_command_bitlen = (8 - 1);
+
+    typeof (chip->spi->user) user = {
+        .usr_command = 1,
+        .usr_mosi = 0,
+        .usr_miso = 1,
+        .usr_dummy = (dummy_cyclelen > 0) ? 1 : 0,
+        .usr_addr = 1,
+    };
+    chip->spi->user = user;
+
+    typeof (chip->spi->ctrl) ctrl = {
+        .fread_qio   = (chip->read_mode == ESP_FLASH_QIO),
+        .fread_quad  = (chip->read_mode == ESP_FLASH_QOUT),
+        .fread_dio   = (chip->read_mode == ESP_FLASH_DIO),
+        .fread_dual  = (chip->read_mode == ESP_FLASH_DOUT),
+        .fastrd_mode = (chip->read_mode != ESP_FLASH_SLOWRD),
+    };
+    chip->spi->ctrl = ctrl;
+
+    return FLASH_OK;
+}
+
+#include <rom/ets_sys.h>
+
+esp_flash_err_t spi_flash_common_set_read_mode(const esp_flash_chip_t *chip, uint8_t qe_rdsr_command, uint8_t qe_wrsr_command, uint8_t qe_sr_bitwidth, unsigned qe_sr_bit)
+{
+    if (spi_flash_is_quad_mode(chip)) {
+        // Ensure quad modes are enabled, using the Quad Enable parameters supplied.
+        unsigned sr = spi_flash_common_command(chip, qe_rdsr_command, 0, 0, qe_sr_bitwidth);
+        ets_printf("before 0x%x\n", sr);
+        if ((sr & qe_sr_bit) == 0) {
+            sr |= qe_sr_bit;
+            spi_flash_common_command(chip, qe_wrsr_command, sr, qe_sr_bitwidth, 0);
+
+            /* Check the new QE bit has stayed set */
+            sr = spi_flash_common_command(chip, qe_rdsr_command, 0, 0, qe_sr_bitwidth);
+            ets_printf("after 0x%x\n", sr);
+            if ((sr & qe_sr_bit) == 0) {
+                return FLASH_ERR_NO_RESPONSE;
+            }
+        }
+    }
+
+    // Configure the host, and return
+    return spi_flash_common_configure_host_read_mode(chip);
+}
+
+esp_flash_err_t spi_flash_generic_set_read_mode(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    // On "generic" chips, this involves checking
+    // bit 1 (QE) of RDSR2 (35h) result
+    // (it works this way on GigaDevice & Fudan Micro chips, probably others...)
+    const uint8_t BIT_QE = 1<<1;
+    return spi_flash_common_set_read_mode(chip, CMD_RDSR2, CMD_WRSR2, 8, BIT_QE);
+}
+
+bool spi_flash_uses_gpio_matrix(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    if (chip->pins == NULL) {
+        return false;
+    }
+    if (chip->pins->mosi_io_num != -1
+        || chip->pins->miso_io_num != -1
+        || chip->pins->sclk_io_num != -1) {
+        return true;
+    }
+    if (spi_flash_is_quad_mode(chip)) {
+        if (chip->pins->quadwp_io_num != -1
+            || chip->pins->quadhd_io_num != -1) {
+            return true;
+        }
+    }
+    return false;
+}
+
+const esp_flash_driver_t esp_flash_generic_chip_driver = {
+    .probe = spi_flash_generic_probe,
+    .read_id = spi_flash_generic_read_id,
+    .detect_size = spi_flash_generic_detect_size,
+    .erase_chip = spi_flash_generic_erase_chip,
+    .erase_sector = spi_flash_generic_erase_sector,
+    .erase_block = spi_flash_generic_erase_block,
+    .sector_size = 4 * 1024,
+    .block_erase_size = 64 * 1024,
+
+    // TODO: figure out if generic chip-wide protection bits exist across some manufacturers
+    .get_chip_write_protect = NULL,
+    .set_chip_write_protect = NULL,
+
+    // Chip write protection regions do not appear to be standardised
+    // at all, this is implemented in chip-specific drivers only.
+    .num_protectable_regions = 0,
+    .protectable_regions = NULL,
+    .get_protected_regions = NULL,
+    .set_protected_regions = NULL,
+
+    .read = spi_flash_generic_read,
+    .write = spi_flash_generic_write,
+    .page_program = spi_flash_generic_page_program,
+    .page_size = 256,
+    .write_encrypted = spi_flash_generic_write_encrypted,
+
+    .write_enable = spi_flash_generic_write_enable,
+    .wait_idle = spi_flash_generic_wait_idle,
+    .set_read_mode = spi_flash_generic_set_read_mode,
+};
diff --git a/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_idf_app.c b/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_idf_app.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9b71a1e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,60 @@
+// Copyright 2017 Espressif Systems (Shanghai) PTE LTD
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+
+//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+#include <stdarg.h>
+#include "spi_flash_lowlevel_driver.h"
+
+#include "rom/ets_sys.h"
+#include "esp_attr.h"
+#include "esp_spi_flash.h"
+
+static esp_flash_err_t start(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    if (chip->spi == &SPI1) {
+        g_flash_guard_default_ops.start();
+    }
+
+    // TODO figure out if we can coexist with the SPI master driver here, for other peripherals
+
+    return FLASH_OK;
+}
+static esp_flash_err_t end(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    if (chip->spi == &SPI1) {
+        g_flash_guard_default_ops.end();
+    }
+
+    // TODO figure out if we can coexist with the SPI master driver here, for other peripherals
+
+    return FLASH_OK;
+}
+
+static esp_flash_err_t delay_ms(unsigned ms)
+{
+    ets_delay_us(1000 * ms);
+    return FLASH_OK;
+}
+
+
+const esp_flash_os_functions_t default_os_functions = {
+    .start = start,
+    .end = end,
+    .delay_ms = delay_ms,
+};
+
+void esp_flash_low_level_app_init()
+{
+    esp_flash_os_functions = &default_os_functions;
+}
+
+
diff --git a/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_issi.c b/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_issi.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f97ec5a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,74 @@
+// Copyright 2017 Espressif Systems (Shanghai) PTE LTD
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+
+//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+#include <stdlib.h>
+#include "spi_flash_lowlevel_driver.h"
+#include "spi_flash_lowlevel_generic.h"
+
+/* Driver for ISSI flash chip, as used in ESP32 D2WD */
+
+esp_flash_err_t issi_probe(esp_flash_chip_t *chip, uint32_t flash_id)
+{
+    /* Check manufacturer and product IDs match our desired masks */
+    const uint8_t MFG_ID = 0x9D;
+    if (flash_id >> 16 != MFG_ID) {
+        return FLASH_ERR_NOT_FOUND;
+    }
+
+    const uint16_t FLASH_ID_MASK = 0xCF00;
+    const uint16_t FLASH_ID_VALUE = 0x4000;
+    if ((flash_id & FLASH_ID_MASK) != FLASH_ID_VALUE) {
+        return FLASH_ERR_NOT_FOUND;
+    }
+
+    return FLASH_OK;
+}
+
+esp_flash_err_t issi_set_read_mode(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    /* ISSI uses bit 6 of "basic" SR as Quad Enable */
+    const uint8_t BIT_QE = 1<<6;
+    return spi_flash_common_set_read_mode(chip, CMD_RDSR, CMD_WRSR, 8, BIT_QE);
+}
+
+
+const esp_flash_driver_t esp_flash_issi_chip_driver = {
+    .probe = issi_probe,
+    .read_id = spi_flash_generic_read_id,
+    .detect_size = spi_flash_generic_detect_size,
+    .erase_chip = spi_flash_generic_erase_chip,
+    .erase_sector = spi_flash_generic_erase_sector,
+    .erase_block = spi_flash_generic_erase_block,
+    .sector_size = 4 * 1024,
+    .block_erase_size = 64 * 1024,
+
+    // TODO: support get/set chip write protect for ISSI flash
+    .get_chip_write_protect = NULL,
+    .set_chip_write_protect = NULL,
+
+    // TODO support protected regions on ISSI flash
+    .num_protectable_regions = 0,
+    .protectable_regions = NULL,
+    .get_protected_regions = NULL,
+    .set_protected_regions = NULL,
+
+    .read = spi_flash_generic_read,
+    .write = spi_flash_generic_write,
+    .page_program = spi_flash_generic_page_program,
+    .page_size = 256,
+    .write_encrypted = spi_flash_generic_write_encrypted,
+
+    .write_enable = spi_flash_generic_write_enable,
+    .wait_idle = spi_flash_generic_wait_idle,
+    .set_read_mode = issi_set_read_mode,
+};
diff --git a/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_noos.c b/components/spi_flash/spi_flash_lowlevel_noos.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3fb4b8c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,51 @@
+// Copyright 2017 Espressif Systems (Shanghai) PTE LTD
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+
+//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+#include <stdarg.h>
+#include "spi_flash_lowlevel_driver.h"
+
+#include "rom/ets_sys.h"
+#include "rom/cache.h"
+#include "esp_attr.h"
+#include "esp_spi_flash.h"
+
+static esp_flash_err_t start(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    if (chip->spi == &SPI1) {
+        Cache_Read_Disable(0);
+        Cache_Read_Disable(1);
+    }
+    return FLASH_OK;
+}
+static esp_flash_err_t end(const esp_flash_chip_t *chip)
+{
+    if (chip->spi == &SPI1) {
+        Cache_Flush(0);
+        Cache_Flush(1);
+        Cache_Read_Enable(0);
+        Cache_Read_Enable(1);
+    }
+    return FLASH_OK;
+}
+
+static esp_flash_err_t delay_ms(unsigned ms)
+{
+    ets_delay_us(1000 * ms);
+    return FLASH_OK;
+}
+
+const esp_flash_os_functions_t esp_flash_noos_functions = {
+    .start = start,
+    .end = end,
+    .delay_ms = delay_ms,
+};
diff --git a/components/spi_flash/test/test_low_level.c b/components/spi_flash/test/test_low_level.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..da77f89
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,181 @@
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <freertos/FreeRTOS.h>
+#include <freertos/task.h>
+#include <freertos/semphr.h>
+
+#include <unity.h>
+#include <spi_flash_lowlevel.h>
+#include <esp_attr.h>
+
+#include <test_utils.h>
+
+static uint8_t sector_buf[4096];
+
+TEST_CASE("SPI flash metadata functions", "[spi_flash_ll]")
+{
+    uint32_t id, size;
+
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read_id(NULL, &id) );
+
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_detect_size(NULL, &size) );
+
+    printf("Flash ID %08x detected size %d bytes\n", id, size);
+}
+
+static uint32_t erase_test_region(int num_sectors)
+{
+    const esp_partition_t *part = get_test_data_partition();
+    uint32_t offs = part->address;
+
+    /* chip should be initialised */
+    TEST_ASSERT(esp_flash_default_chip != NULL
+                && esp_flash_default_chip->drv != NULL);
+
+    TEST_ASSERT(num_sectors * 4096 <= part->size);
+
+    bzero(sector_buf, sizeof(sector_buf));
+
+    printf("Erase @ 0x%x...\n", offs);
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_erase_region(NULL, offs, num_sectors * 4096) );
+
+    printf("Verify erased...\n");
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(NULL, sector_buf, offs, sizeof(sector_buf)) );
+
+    printf("Buffer starts 0x%02x 0x%02x 0x%02x 0x%02x\n", sector_buf[0], sector_buf[1], sector_buf[2], sector_buf[3]);
+    for (int i = 0; i < sizeof(sector_buf); i++) {
+        TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(0xFF, sector_buf[i]);
+    }
+
+    return offs;
+}
+
+TEST_CASE("SPI flash simple read/write", "[spi_flash_ll]")
+{
+    uint32_t offs = erase_test_region(1);
+
+    for (int i =0 ; i < sizeof(sector_buf); i++) {
+        sector_buf[i] = i & 0xFF;
+    }
+
+    printf("Write...\n");
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_write(NULL, offs, sector_buf, sizeof(sector_buf)) );
+
+    bzero(sector_buf, sizeof(sector_buf));
+
+    printf("Read back...\n");
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(NULL, sector_buf, offs, sizeof(sector_buf)) );
+
+    printf("Buffer starts 0x%02x 0x%02x 0x%02x 0x%02x\n", sector_buf[0], sector_buf[1], sector_buf[2], sector_buf[3]);
+
+    for (int i = 0; i < sizeof(sector_buf); i++) {
+        TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(i & 0xFF, sector_buf[i]);
+    }
+}
+
+TEST_CASE("SPI flash unaligned read/write", "[spi_flash_ll]")
+{
+    uint32_t offs = erase_test_region(2);
+
+    const char *msg = "i am a message";
+    TEST_ASSERT(strlen(msg)+1 % 4 != 0);
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_write(NULL, offs+1, msg, strlen(msg)+1) );
+
+    char buf[strlen(msg) + 1];
+
+    memset(buf, 0xEE, sizeof(buf));
+
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(NULL, buf, offs+1, strlen(msg)+1) );
+    TEST_ASSERT_EQUAL_STRING_LEN(msg, buf, strlen(msg));
+    TEST_ASSERT(memcmp(buf, msg, strlen(msg)+1) == 0);
+}
+
+
+TEST_CASE("SPI flash single byte reads/writes", "[spi_flash_ll]")
+{
+    uint32_t offs = erase_test_region(2);
+
+    for (unsigned v = 0; v < 512; v++) {
+        TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_write(NULL, offs+v, &v, 1) );
+    }
+
+    for (unsigned v = 0; v < 512; v++) {
+        uint8_t readback;
+        TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(NULL, &readback, offs+v, 1) );
+        TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(v, readback);
+    }
+}
+
+/* this test is notable because it generates a lot of unaligned reads/writes,
+   and also reads/writes across both a sector boundary & many page boundaries.
+*/
+TEST_CASE("SPI flash three byte reads/writes", "[spi_flash_ll]")
+{
+    uint32_t offs = erase_test_region(2);
+
+    for (uint32_t v = 0; v < 2000; v++) {
+        TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_write(NULL, offs+3*v, &v, 3) );
+    }
+
+    for (uint32_t v = 0; v < 2000; v++) {
+        uint32_t readback;
+        TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(NULL, &readback, offs+3*v, 3) );
+        TEST_ASSERT_EQUAL_HEX32(v & 0xFFFFFF, readback & 0xFFFFFF);
+    }
+}
+
+TEST_CASE("SPI flash erase large region", "[spi_flash_ll]")
+{
+    const esp_partition_t *part = get_test_data_partition();
+
+    /* Write some noise at the start and the end of the region */
+    const char *ohai = "OHAI";
+    uint32_t readback;
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_write(NULL, part->address, ohai, 5));
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_write(NULL, part->address + part->size - 5, ohai, 5));
+
+    /* sanity check what we just wrote */
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(NULL, &readback, part->address + part->size - 5, 4));
+    TEST_ASSERT_EQUAL_HEX32(*((const uint32_t*)ohai), readback);
+
+    /* Erase whole region */
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_erase_region(NULL, part->address, part->size));
+
+    /* ensure both areas we wrote are now all-FFs */
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(NULL, &readback, part->address, 4));
+    TEST_ASSERT_EQUAL_HEX32(0xFFFFFFFF, readback);
+
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(NULL, &readback, part->address + part->size - 5, 4));
+    TEST_ASSERT_EQUAL_HEX32(0xFFFFFFFF, readback);
+}
+
+TEST_CASE("SPI flash test reading with all speed/mode permutations", "[spi_flash_ll]")
+{
+    /* Note: this only works if the SPI flash chip supports all these modes & speeds */
+
+    uint32_t offs = erase_test_region(1);
+
+    /* Write some test data */
+    const char *message = "This is some test data.";
+    TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_write(NULL, offs, message, strlen(message)+1) );
+
+    // Start by copying the default chip to a structure we can tweak
+    esp_flash_chip_t chip = *esp_flash_default_chip;
+
+    for (chip.read_mode = 0;
+         chip.read_mode != ESP_FLASH_READ_MODE_MAX;
+         chip.read_mode++) {
+        for (chip.speed = 0;
+             chip.speed != ESP_FLASH_SPEED_MAX;
+             chip.speed++) {
+            printf("mode %d speed %d\n", chip.read_mode, chip.speed);
+
+            TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_init(&chip) );
+
+            char *buf[strlen(message)+1];
+            memset(buf, 0xFF, sizeof(buf));
+            TEST_ASSERT_EQUAL(FLASH_OK, esp_flash_read(&chip, buf, offs, sizeof(buf)) );
+            TEST_ASSERT_EQUAL_STRING_LEN(message, buf, strlen(message));
+        }
+    }
+}