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#include "mbed.h"

SPI spi(p5,p6,p7);  //mosi,miso,sclk
DigitalOut cs(p8);
Serial pc(USBTX,USBRX);
Timer t;

/*Flashのコマンドを発行*/
#define CMD_RDID 0x9f   // 
#define CMD_READ 0x03 // Address Read Data
#define CMD_WREN 0x06 // Write Enable
#define CMD_SE 0x20  // Sector Erase
#define CMD_PP 0x02  // Page Programming
#define CMD_RDSR1 0x05  // Read Status Resistor (WIP check)


 void spi_init(){   /*spi通信設定*/
     spi.format(8,0);
     spi.frequency(1000000); // 1,000,000=1MHz clock rate
     cs = 1; //初期化
     }

void spi_transfer(const uint8_t* tx_buf, uint8_t* rx_buf, uint16_t length) {   // 送受信両方判断し通信実行する関数
    pc.printf("#spi_transfer length= 0x%X\r\n",length);
    for(uint16_t i = 0 ; i<length ; i++){
        uint8_t data = spi.write(tx_buf != NULL ? tx_buf[i] : 0x0);  // txDataが有るならtxDataを送る，無いなら0を送る
        if(rx_buf != NULL){                                         // もし受信データを表示したい場合
            rx_buf[i] = data;
            }
        }
    }
 void spi_read_data(uint8_t* rx_buf, uint16_t length){  /*受信*/
    spi_transfer(NULL, rx_buf, length);
    }
 void spi_write_data(const uint8_t* tx_buf, uint16_t length){  /*受信*/
    spi_transfer(tx_buf, NULL, length);
    }
    
/*Flash関数*/ 
void flash_send_addr(uint32_t addr) {
    const uint8_t data[] = {
         (addr >> 16) & 0xff,   // 1のところだけ残す
         (addr >> 8) & 0xff,
         (addr >> 0) & 0xff,
         };
    for(int i=0; i<3; i++){ // addr : 3byte
        spi.write(data[i]);
        }
     }
     
void flash_rdid(uint8_t* rx_buf, uint16_t length){  /*RDID読み出し*/   
    cs = 0;
    spi.write(CMD_RDID);
    spi_read_data(rx_buf, length);
    cs = 1;
    }

void flash_read(uint32_t addr, uint8_t* rx_buf, uint16_t length) {  /*読み出し*/
    cs = 0;
    spi.write(CMD_READ);
    flash_send_addr(addr);
    spi_read_data(rx_buf, length);
    cs = 1;
    }


void flash_wren(){  // write enable
    cs = 0;
    spi.write(CMD_WREN);
    cs = 1;
    }    

void flash_se(uint32_t addr) {  // sector erase
    cs = 0;
    spi.write(CMD_SE);
    flash_send_addr(addr);
    cs = 1;
    }
void flash_pp(uint32_t addr, const uint8_t* wr_data, uint16_t length) {   // Page Program
    cs = 0;
    spi.write(CMD_PP);
    flash_send_addr(addr);
    spi_write_data(wr_data, length);
    cs = 1;
    }

void flash_rdsr(uint8_t* rx_buf, uint16_t length) {
    cs = 0;
    spi.write(CMD_RDSR1);
    spi_read_data(rx_buf, length);  // rx_bufにRDSRの値が入っている
    cs = 1;    
    
    }

uint8_t flash_is_wip() { // (WIP)Write In Progress(書込み中)かどうか確認
    uint8_t data;   //❓
    flash_rdsr(&data, 0x01);    // 1byte（StatusRegister情報）
    return(data & 0x01);    //WIP // ビット演算_&
    }
    
    
void data_debug_print(const uint8_t* data, uint16_t bytes){ //配列を表示
    pc.printf("+0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +A +B +C +D +E +F\r\n");
    pc.printf("-----------------------------------------------\r\n");
    uint16_t depth = ((bytes - 1) >> 4) + 1;
    for(uint16_t j = 0 ; j < depth ; ++j){      //depthは何行❓
        for(uint16_t i = 0 ; i < 16 ; ++i){
            uint8_t d = data[i + (j << 4)];
            pc.printf("%X", (d >> 4) & 0x0f);
            pc.printf("%X", (d >> 0) & 0x0f);
            pc.printf(" ");
            }
        pc.printf("\r\n");
        }
    pc.printf("\r\n");
    }

/********************  main  *********************/
int main() {
    uint8_t tx_buf[256];
    uint8_t rx_buf[256];    // 受信バッファ用意
    uint32_t addr = 0x0;    // 3byte (or 4byte)
    uint16_t length = 0x100;
    
    spi_init(); // spi初期設定
    
    pc.printf("-- verification of Flash memory --\r\n");
    pc.printf("\r\n");
    
    /*RDID Phase*/
    pc.printf("<<RDID start>>\r\n"); 
    flash_rdid(rx_buf, 3);  // RDID読み出し関数
    data_debug_print(rx_buf, 3);   // 取得データ表示

    pc.printf("<<Read start>>\r\n"); 
    flash_read(addr, rx_buf, length);  // 読み出し関数
    data_debug_print(rx_buf, length);   // 取得データ表示
    
    /*Erase Phase*/
    pc.printf("<<Erase start>>\r\n"); 
    t.start();  // 消去時間計測
    flash_wren();   // 書込み・消去の前に必ず必要
    flash_se(addr);
    
    pc.printf("*SPI For WIP\r\n");
    while(flash_is_wip()){  // 消去待ち(WIPが 1 の間)  // While文が1周回る毎にflash_is_wipを実行している？
        }
    t.stop();
    pc.printf("\r\n");
    pc.printf("Erase complete! \r\n");
    printf("The Erase time taken was %f μs\r\n", t.read_us());
    pc.printf("\r\n");
    
    pc.printf("Erase check (Read the erased address.)\r\n");
    flash_read(addr, rx_buf, length);
    data_debug_print(rx_buf, length);
    
    
    /*Write Phase*/
    pc.printf("Make Sequential Data...\r\n\r\n");
    for(uint16_t i = 0; i < length; ++i) {
        tx_buf[i] = i & 0xff;   // 配列に1~256(0xFF)まで入れる
        }
    
    pc.printf("<<Write start>>\r\n"); 
    t.start();  // 書込時間計測
    flash_wren();   // 書込み・消去の前に必ず必要
    flash_pp(addr, tx_buf, length);
    
    pc.printf("*SPI For WIP\r\n");
    while(flash_is_wip()){  // 消去待ち(WIPが 1 の間)  // While文が1周回る毎にflash_is_wipを実行している？
    }
    pc.printf("\r\n");
    t.stop();
    
    pc.printf("Write complete! \r\n");
    printf("The Write time taken was %f μs\r\n", t.read_us());
    pc.printf("\r\n");
    
    pc.printf("Write Data check (Read the Written address.)\r\n");
    flash_read(addr, rx_buf, length);
    data_debug_print(rx_buf, length);
    
    }