1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
/*
 * Copyright (c) 2019-2025 Beijing Hanwei Innovation Technology Ltd. Co. and
 * its subsidiaries and affiliates (collectly called MKSEMI).
 *
 * All rights reserved.
 *
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
 *
 * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
 *    this list of conditions and the following disclaimer.
 *
 * 2. Redistributions in binary form, except as embedded into an MKSEMI
 *    integrated circuit in a product or a software update for such product,
 *    must reproduce the above copyright notice, this list of conditions and
 *    the following disclaimer in the documentation and/or other materials
 *    provided with the distribution.
 *
 * 3. Neither the name of MKSEMI nor the names of its contributors may be used
 *    to endorse or promote products derived from this software without
 *    specific prior written permission.
 *
 * 4. This software, with or without modification, must only be used with a
 *    MKSEMI integrated circuit.
 *
 * 5. Any software provided in binary form under this license must not be
 *    reverse engineered, decompiled, modified and/or disassembled.
 *
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY MKSEMI "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
 * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
 * MERCHANTABILITY, NONINFRINGEMENT, AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
 * DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL MKSEMI OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY
 * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
 * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
 * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
 * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
 * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
 * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 */
#include "mk_nvm.h"
#include "mk_trace.h"
#include "crc.h"
 
/**************************************************************************************************
  Macros
**************************************************************************************************/
 
/*! The size of flash space for NVM is 8K */
#define PAL_NVM_SIZE (0x2000)
 
/*! NVM start address is 0x0407E000, 126th sector */
#define PAL_NVM_ADDR (0x0407E000)
 
/*! defragmentation area size. */
#define NVM_DEFRAGMENT_SIZE (0x400)
 
/*! defragmentation area start address */
#define NVM_DEFRAGMENT_START_ADDR (PAL_NVM_SIZE - NVM_DEFRAGMENT_SIZE)
 
/*! NVM data offset. */
#define NVM_DATA_OFFSET 0x0000
 
/*! Reserved filecode. */
#define NVM_OBSOLETED_REC_TYPE ((uint16_t)0)
 
/* Unused (erased) filecode. */
#define NVM_UNUSED_REC_TYPE ((uint16_t)0xFFFF)
 
/*! Flash word size. */
#define NVM_FLASH_WORD_SIZE 1U
 
/*! Align value to word boundary. */
#define NVM_WORD_ALIGN(x) (((x) + (NVM_FLASH_WORD_SIZE - 1)) & ~(NVM_FLASH_WORD_SIZE - 1))
 
#define pal_flash_read(pBuf, size, srcAddr) flash_read(FLASH_ID0, PAL_NVM_ADDR + srcAddr, (uint8_t *)pBuf, size)
 
#if FLASH_WRITE_EN
#define pal_flash_write(pBuf, size, dstAddr) flash_write_nbytes(FLASH_ID0, PAL_NVM_ADDR + dstAddr, pBuf, size)
#else
#define pal_flash_write(pBuf, size, dstAddr) (void)0
#endif
 
/**************************************************************************************************
  Data Types
**************************************************************************************************/
 
/*! \brief      Header. */
typedef struct
{
    uint16_t id;        /*!< Stored data ID. */
    uint16_t len;       /*!< Stored data length. */
    uint16_t headerCrc; /*!< CRC of this header. */
    uint16_t dataCrc;   /*!< CRC of subsequent data. */
} rec_hdr_t;
 
/*************************************************************************************************/
/*!
 *  \brief  Erase sector.
 *
 *  \param[in] numOfSectors       Number of sectors to be erased.
 *  \param[in] startAddr          Sector aligned start address.
 */
/*************************************************************************************************/
static void pal_flash_erase_sectors(uint32_t numOfSectors, uint32_t startAddr)
{
#if FLASH_WRITE_EN
    uint32_t start_idx = (PAL_NVM_ADDR + startAddr - FLASH_BASE) / FLASH_SECTOR_SIZE;
 
    ASSERT((PAL_NVM_ADDR + startAddr) % FLASH_SECTOR_SIZE == 0, "Address is not aligned to sector size: %d", PAL_NVM_ADDR + startAddr);
    ASSERT(numOfSectors <= (PAL_NVM_SIZE / FLASH_SECTOR_SIZE), "Number of sectors exceeds limit: %d", numOfSectors);
    ASSERT(start_idx + numOfSectors <= (FLASH_SIZE / FLASH_SECTOR_SIZE), "End index exceeds limit: %d", start_idx + numOfSectors);
 
    for (uint32_t i = 0; i < numOfSectors; i++)
    {
        flash_sector_erase(FLASH_ID0, i + start_idx);
    }
#endif
}
 
#define NVM_REC_FREE (1U)
#define NVM_REC_RUIN (2U)
#define NVM_REC_HITS (3U)
#define NVM_REC_ENDS (4U)
 
static uint16_t _seek_record(rec_hdr_t *header, uint32_t *storageAddr, uint16_t id)
{
    do
    {
        pal_flash_read(header, sizeof(rec_hdr_t), *storageAddr);
        if (header->id == NVM_UNUSED_REC_TYPE)
        {
            return NVM_REC_FREE;
        }
        else if (header->id == NVM_OBSOLETED_REC_TYPE)
        {
            if ((header->headerCrc != 0) || (header->dataCrc != 0))
            {
                return NVM_REC_RUIN;
            }
        }
        else
        {
            uint16_t headerCrc = crc16((uint8_t *)header, sizeof(header->id) + sizeof(header->len));
            if (headerCrc != header->headerCrc)
            {
                return NVM_REC_RUIN;
            }
            else if (header->id == id)
            {
                return NVM_REC_HITS;
            }
        }
 
        *storageAddr += NVM_WORD_ALIGN(header->len) + sizeof(rec_hdr_t);
    } while ((*storageAddr - NVM_DATA_OFFSET) < PAL_NVM_SIZE);
 
    return NVM_REC_ENDS;
}
 
void mk_nvm_init(void)
{
    flash_open(FLASH_ID0, NULL);
 
    rec_hdr_t header;
    uint32_t storageAddr = NVM_DATA_OFFSET;
    uint16_t ret = _seek_record(&header, &storageAddr, NVM_UNUSED_REC_TYPE);
 
    if (ret == NVM_REC_RUIN)
    {
        mk_nvm_erase_all();
    }
}
 
bool mk_nvm_read(uint16_t id, uint8_t *pData, uint16_t len)
{
    rec_hdr_t header;
    uint16_t dataCrc;
    uint32_t storageAddr = NVM_DATA_OFFSET;
 
    ASSERT((id != NVM_UNUSED_REC_TYPE) && (id != NVM_OBSOLETED_REC_TYPE), "Invalid ID: %d", id);
 
    uint16_t ret = _seek_record(&header, &storageAddr, id);
    if (ret == NVM_REC_HITS)
    {
        if (header.len == len)
        {
            pal_flash_read(pData, header.len, storageAddr + sizeof(rec_hdr_t));
            dataCrc = crc16(pData, header.len);
            if (dataCrc == header.dataCrc)
            {
                return true;
            }
        }
    }
 
    return false;
}
 
static void _obsolete_record(rec_hdr_t *header, uint32_t storageAddr)
{
    header->id = NVM_OBSOLETED_REC_TYPE;
    header->headerCrc = 0;
    header->dataCrc = 0;
    pal_flash_write((const uint8_t *)header, sizeof(rec_hdr_t), storageAddr);
}
 
static void __copy_record(uint32_t srcAddr, uint32_t dstAddr, uint16_t len)
{
    uint8_t buf[8];
    uint16_t remain = len;
    while (remain > 0)
    {
        uint16_t copyLen = (remain > sizeof(buf)) ? sizeof(buf) : remain;
        pal_flash_read(buf, copyLen, srcAddr);
        pal_flash_write(buf, copyLen, dstAddr);
        srcAddr += copyLen;
        dstAddr += copyLen;
        remain -= copyLen;
    }
}
 
static void __copy_valid_records(uint32_t srcAddr, uint32_t dstAddr, uint32_t endAddr)
{
    rec_hdr_t header;
 
    while (srcAddr < endAddr)
    {
        pal_flash_read(&header, sizeof(rec_hdr_t), srcAddr);
        if (header.id == NVM_UNUSED_REC_TYPE)
        {
            break;
        }
        else if (header.id == NVM_OBSOLETED_REC_TYPE)
        {
        }
        else
        {
            __copy_record(srcAddr, dstAddr, NVM_WORD_ALIGN(header.len) + sizeof(rec_hdr_t));
            dstAddr += NVM_WORD_ALIGN(header.len) + sizeof(rec_hdr_t);
        }
 
        srcAddr += NVM_WORD_ALIGN(header.len) + sizeof(rec_hdr_t);
    }
}
 
static void _defragment(void)
{
    /* copy valid records to the defragmentation area */
    __copy_valid_records(NVM_DATA_OFFSET, NVM_DEFRAGMENT_START_ADDR, NVM_DEFRAGMENT_START_ADDR);
 
    /* erase the fist sector of the NVM */
    pal_flash_erase_sectors(1, NVM_DATA_OFFSET);
 
    /* copy valid records back to the fisrt sector of the NVM */
    __copy_valid_records(NVM_DEFRAGMENT_START_ADDR, NVM_DATA_OFFSET, PAL_NVM_SIZE);
 
    /* erase all sectors of the NVM except the first one */
    pal_flash_erase_sectors(PAL_NVM_SIZE / FLASH_SECTOR_SIZE - 1, NVM_DATA_OFFSET + FLASH_SECTOR_SIZE);
}
 
bool mk_nvm_write(uint16_t id, const uint8_t *pData, uint16_t len)
{
    rec_hdr_t header;
    uint16_t dataCrc;
    uint32_t storageAddr = NVM_DATA_OFFSET;
 
    ASSERT((id != NVM_OBSOLETED_REC_TYPE) && (id != NVM_UNUSED_REC_TYPE), "Invalid ID: %d", id);
 
    uint16_t ret = _seek_record(&header, &storageAddr, id);
    if (ret == NVM_REC_HITS)
    {
        dataCrc = crc16(pData, len);
        if (dataCrc == header.dataCrc)
        {
            return true;
        }
        else
        {
            _obsolete_record(&header, storageAddr);
        }
    }
 
    ret = _seek_record(&header, &storageAddr, NVM_UNUSED_REC_TYPE);
    if (storageAddr + NVM_DEFRAGMENT_SIZE + NVM_WORD_ALIGN(len) >= PAL_NVM_SIZE)
    {
        _defragment();
        storageAddr = NVM_DATA_OFFSET;
        ret = _seek_record(&header, &storageAddr, NVM_UNUSED_REC_TYPE);
    }
 
    if (ret == NVM_REC_FREE)
    {
        header.id = id;
        header.len = len;
        header.headerCrc = crc16((uint8_t *)&header, sizeof(header.id) + sizeof(header.len));
        header.dataCrc = crc16(pData, len);
 
        pal_flash_write((const uint8_t *)&header, sizeof(rec_hdr_t), storageAddr);
        pal_flash_write(pData, len, storageAddr + sizeof(rec_hdr_t));
        return true;
    }
 
    return false;
}
 
bool mk_nvm_erase(uint16_t id)
{
    rec_hdr_t header;
    uint32_t storageAddr = NVM_DATA_OFFSET;
 
    ASSERT((id != NVM_OBSOLETED_REC_TYPE) && (id != NVM_UNUSED_REC_TYPE), "Invalid ID: %d", id);
 
    uint16_t ret = _seek_record(&header, &storageAddr, id);
    if (ret == NVM_REC_HITS)
    {
        _obsolete_record(&header, storageAddr);
        return true;
    }
 
    return false;
}
 
void mk_nvm_erase_all(void)
{
    pal_flash_erase_sectors(PAL_NVM_SIZE / FLASH_SECTOR_SIZE, NVM_DATA_OFFSET);
}