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qspi_loader-master/multiboot/multiboot.c 4.37 KB
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  #include <stdlib.h>
  #include <libopencm3/cm3/scb.h>
  #include <libopencm3/stm32/rcc.h>
  #include <libopencm3/stm32/gpio.h>
  #include <libopencm3/stm32/flash.h>
  #include <libopencm3/stm32/quadspi.h>
  
  static void setup_qspi(void) {
    // QSPI Clock
    RCC_AHB3ENR |= RCC_AHB3RSTR_QSPIRST;
  
    // GPIO Alternate Functions
    gpio_mode_setup(GPIOB, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO2 | GPIO6);
    gpio_mode_setup(GPIOC, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO8 | GPIO9);
    gpio_mode_setup(GPIOD, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO12 | GPIO13);
    gpio_set_af(GPIOB, GPIO_AF9, GPIO2);
    gpio_set_af(GPIOB, GPIO_AF10, GPIO6);
    gpio_set_af(GPIOC, GPIO_AF9, GPIO8 | GPIO9);
    gpio_set_af(GPIOD, GPIO_AF9, GPIO12 | GPIO13);
  
    // QSPI Configuration
    QUADSPI_CCR = ((QUADSPI_CCR_FMODE_MEMMAP & QUADSPI_CCR_FMODE_MASK) << QUADSPI_CCR_FMODE_SHIFT) |
                  ((QUADSPI_CCR_MODE_4LINE & QUADSPI_CCR_DMODE_MASK) << QUADSPI_CCR_DMODE_SHIFT) |
                  ((8 & QUADSPI_CCR_DCYC_MASK) << QUADSPI_CCR_DCYC_SHIFT) |
                  ((2 & QUADSPI_CCR_ADSIZE_MASK) << QUADSPI_CCR_ADSIZE_SHIFT) |
                  ((QUADSPI_CCR_MODE_1LINE & QUADSPI_CCR_ADMODE_MASK) << QUADSPI_CCR_ADMODE_SHIFT) |
                  ((QUADSPI_CCR_MODE_1LINE & QUADSPI_CCR_IMODE_MASK) << QUADSPI_CCR_IMODE_SHIFT) |
                  ((0x6b & QUADSPI_CCR_INST_MASK) << QUADSPI_CCR_INST_SHIFT);
    QUADSPI_DCR = ((22 & QUADSPI_DCR_FSIZE_MASK) << QUADSPI_DCR_FSIZE_SHIFT);
    QUADSPI_CR = ((14 & QUADSPI_CR_PRESCALE_MASK) << QUADSPI_CR_PRESCALE_SHIFT) | QUADSPI_CR_EN;
  }
  
  static void setup_leds(void) {
    gpio_mode_setup(GPIOC, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO7); // red
    gpio_mode_setup(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO1); // green
    gpio_mode_setup(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO0); // blue
  }
  
  static void setup_keyboard(void) {
    // Keyboard columns 1 to 4
    gpio_mode_setup(GPIOC, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO0 | GPIO1 | GPIO2 | GPIO3);
  
    // Open Drain on used rows
    gpio_mode_setup(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO1 | GPIO7);
    gpio_set_output_options(GPIOE, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_2MHZ, GPIO1 | GPIO7);
    gpio_set(GPIOE, GPIO1 | GPIO7);
  }
  
  static void set_leds(bool r, bool g, bool b) {
    if(r) gpio_set(GPIOC, GPIO7); else gpio_clear(GPIOC, GPIO7);
    if(g) gpio_set(GPIOB, GPIO1); else gpio_clear(GPIOB, GPIO1);
    if(b) gpio_set(GPIOB, GPIO0); else gpio_clear(GPIOB, GPIO0);
  }
  
  static uint8_t read_keyboard(void) {
    gpio_clear(GPIOE, GPIO7);
    uint8_t result = (uint8_t)((~gpio_port_read(GPIOC)) & (GPIO0 | GPIO1 | GPIO2 | GPIO3));
    gpio_set(GPIOE, GPIO7);
    return result;
  }
  
  static bool read_home(void) {
    gpio_clear(GPIOE, GPIO1);
    bool result = (bool)((~gpio_port_read(GPIOC)) & GPIO0);
    gpio_set(GPIOE, GPIO1);
    return result;
  }
  
  static void program_firmware(int index) {
    uint8_t * my_reset_vector = (uint8_t *) 0x080E0000;
    uint8_t * firmware = (uint8_t *) 0x90000000 + 4096 * 1024 + 1024 * 1024 * index;
  
    set_leds(true, false, false);
  
    flash_unlock();
  
    // erase all but last sector
    for(int i=0; i<11; i++) {
      flash_erase_sector(i, FLASH_CR_PROGRAM_X8);
    }
  
    set_leds(false, true, false);
  
    // stack pointer
    for(int i=0;i<4;i++) {
      flash_program_byte(0x08000000+i, firmware[i]);
    }
    // patched reset vector
    for(int i=4;i<8;i++) {
      flash_program_byte(0x08000000+i, my_reset_vector[i]);
    }
    // program all but last sector
    for(int i=8;i<(1024-128)*1024;i++) {
      flash_program_byte(0x08000000+i, firmware[i]);
    }
  
    // keep original reset vector
    for(int i=4;i<8;i++) {
      flash_program_byte((uint32_t)my_reset_vector - 8 + i, firmware[i]);
    }
  }
  
  static void run_firmware(void) {
    void (*entrypoint)(void);
    entrypoint = (void (*)(void)) (*((uint32_t *) 0x080E0000-1));
    entrypoint();
  }
  
  int main(void)
  {
    rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOB);
    rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOC);
    rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOD);
    rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOE);
  
    setup_keyboard();
  
    if(!read_home()) {
      run_firmware();
    } else {
      rcc_clock_setup_hse_3v3(&rcc_hse_25mhz_3v3[RCC_CLOCK_3V3_120MHZ]);
  
      setup_qspi();
      setup_leds();
  
      set_leds(false, false, true);
  
      uint8_t keys = 0;
      do {
        keys = read_keyboard();
      } while(keys==0);
  
      if(keys & 1) {
        program_firmware(0);
      } else if (keys & 2) {
        program_firmware(1);
      } else if (keys & 4) {
        program_firmware(2);
      } else if (keys & 8) {
        program_firmware(3);
      }
  
      scb_reset_system();
    }
  }