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C
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C
#ifndef __GD5F2GQ5UE_H
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#define __GD5F2GQ5UE_H
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/*
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* 模块名称：GD5F2GQ5UE SPI NAND Flash 驱动
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* 模块功能：提供 GD5F2GQ5UE SPI NAND Flash 的初始化、读、写、擦除接口
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* 适用平台：STM32F407ZGT6 + SPI1 硬件 SPI
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-07-16
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* 修改记录：
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* 2026-07-16 王建锋 创建初始版本
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* 2026-07-17 王建锋 切换为硬件 SPI，修正擦除地址，参考 NuttX 驱动
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*/
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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#include "main.h"
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#include <stdint.h>
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/* ======================== 宏定义 ======================== */
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/* SPI 命令码 */
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#define GD5F_CMD_WRITE_ENABLE 0x06
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#define GD5F_CMD_WRITE_DISABLE 0x04
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#define GD5F_CMD_GET_FEATURE 0x0F
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#define GD5F_CMD_SET_FEATURE 0x1F
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#define GD5F_CMD_READ_ID 0x9F
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#define GD5F_CMD_PAGE_READ 0x13
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#define GD5F_CMD_READ_FROM_CACHE 0x0B
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#define GD5F_CMD_PROGRAM_LOAD 0x02
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#define GD5F_CMD_PROGRAM_EXEC 0x10
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#define GD5F_CMD_BLOCK_ERASE 0xD8
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#define GD5F_CMD_RESET 0xFF
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/* 寄存器地址 */
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#define GD5F_REG_PROTECT 0xA0
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#define GD5F_REG_FEATURE 0xB0
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#define GD5F_REG_STATUS 0xC0
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#define GD5F_REG_DRIVER 0xD0
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/* 状态位定义 */
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#define GD5F_STATUS_OIP (1 << 0)
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#define GD5F_STATUS_WEL (1 << 1)
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#define GD5F_STATUS_E_FAIL (1 << 2)
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#define GD5F_STATUS_P_FAIL (1 << 3)
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#define GD5F_STATUS_ECCS0 (1 << 4)
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#define GD5F_STATUS_ECCS1 (1 << 5)
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/* Feature 位定义 */
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#define GD5F_FEATURE_ECC_EN (1 << 4)
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#define GD5F_FEATURE_QE (1 << 0)
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/* 芯片参数 */
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#define GD5F_PAGE_SIZE 2048
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#define GD5F_SPARE_SIZE 64
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#define GD5F_TOTAL_PAGE_SIZE 2112
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#define GD5F_PAGES_PER_BLOCK 64
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#define GD5F_BLOCK_SIZE (GD5F_PAGES_PER_BLOCK * GD5F_PAGE_SIZE)
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#define GD5F_TOTAL_BLOCKS 2048
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#define GD5F_TOTAL_SIZE (GD5F_TOTAL_BLOCKS * GD5F_BLOCK_SIZE)
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/* 坏块表持久化：保留块池数量（从 NAND 顶部向下挑选出厂好块存储 BBT） */
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#define GD5F_BBT_POOL_COUNT 4
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/* 制造商 ID 和设备 ID */
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#define GD5F_MANUFACTURER_ID 0xC8
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#define GD5F_DEVICE_ID 0x52
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/* 返回值定义 */
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#define GD5F_OK 0
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#define GD5F_ERROR -1
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#define GD5F_BUSY_TIMEOUT -2
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#define GD5F_ECC_ERROR -3
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#define GD5F_PROGRAM_FAIL -4
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#define GD5F_ERASE_FAIL -5
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#define GD5F_ID_MISMATCH -6
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/* 控制引脚宏 */
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#define GD5F_CS_LOW() HAL_GPIO_WritePin(GD_CS_GPIO_Port, GD_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET)
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#define GD5F_CS_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GD_CS_GPIO_Port, GD_CS_Pin, GPIO_PIN_SET)
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#define GD5F_WP_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GD_WP_GPIO_Port, GD_WP_Pin, GPIO_PIN_SET)
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#define GD5F_HOLD_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GD_HOLD_GPIO_Port, GD_HOLD_Pin, GPIO_PIN_SET)
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/* ======================== 函数声明 ======================== */
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/*
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* 函数功能：初始化 GD5F2GQ5UE（读 ID + 使能 ECC + 解除块保护）
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* 入口参数：无
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* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
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* 限定条件：SPI1 和相关 GPIO 已由 CubeMX 初始化完成
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* 函数说明：1. 发送复位命令并等待完成
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* 2. 读取芯片 ID 并校验
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* 3. 使能内部 ECC (B0h bit4)
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* 4. 解除所有块保护 (A0h = 0x00)
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*/
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int32_t gd5f2gq5ue_init(void);
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/*
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* 函数功能：读取芯片 ID（MID + DID）
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* 入口参数：mid - 制造商 ID 输出指针 uint8_t* 不为 NULL
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* did - 设备 ID 输出指针 uint8_t* 不为 NULL
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* 返回值：0 - 成功
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* 限定条件：SPI 已初始化
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||
* 函数说明：发送 9Fh 命令后接收1个 dummy + MID + DID
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||
*/
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int32_t gd5f2gq5ue_read_id(uint8_t *p_mid, uint8_t *p_did);
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||
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/*
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||
* 函数功能：从 NAND 读取数据（支持跨页）
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* 入口参数：offset - 起始字节偏移 int32_t 0 - GD5F_TOTAL_SIZE-1
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* buf - 数据缓冲区 uint8_t* 不为 NULL
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||
* size - 读取字节数 uint32_t > 0
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||
* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
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||
* 函数说明：自动处理跨页读取，每次读取不超过当前页剩余空间
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||
*/
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int gd5f2gq5ue_read(long offset, uint8_t *buf, size_t size);
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||
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/*
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||
* 函数功能：向 NAND 写入数据（支持跨页）
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||
* 入口参数：offset - 起始字节偏移 int32_t 0 - GD5F_TOTAL_SIZE-1
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||
* buf - 数据缓冲区 uint8_t* 不为 NULL
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||
* size - 写入字节数 uint32_t > 0
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||
* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用，目标区域已擦除
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||
* 函数说明：自动处理跨页写入，每次写入不超过当前页剩余空间
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||
*/
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int gd5f2gq5ue_write(long offset, const uint8_t *buf, size_t size);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：擦除块（按块擦除，最小单位 128KB）
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||
* 入口参数：offset - 起始字节偏移 int32_t 必须 GD5F_BLOCK_SIZE 对齐
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||
* size - 擦除字节数 uint32_t 必须 GD5F_BLOCK_SIZE 整数倍
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||
* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
|
||
* 函数说明：擦除操作以块为单位，offset 和 size 必须块对齐
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||
*/
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||
int gd5f2gq5ue_erase(long offset, size_t size);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：复位芯片
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* 入口参数：无
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||
* 返回值：0 - 成功
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||
* 限定条件：SPI 已初始化
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||
* 函数说明：发送 FFh 复位命令后等待 5ms
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||
*/
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int32_t gd5f2gq5ue_reset(void);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：查询块是否坏块
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||
* 入口参数：block - 块编号 uint32_t 0 ~ GD5F_TOTAL_BLOCKS-1
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||
* 返回值：0 - 好块，1 - 坏块
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
|
||
* 函数说明：通过 BBT（Bad Block Table）查询，BBT 在 init 阶段 ECC 使能前扫描构建
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||
*/
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int32_t gd5f2gq5ue_is_block_bad(uint32_t block);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：标记块为坏块
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||
* 入口参数：block - 块编号 uint32_t 0 ~ GD5F_TOTAL_BLOCKS-1
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||
* 返回值：无
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
|
||
* 函数说明：更新 RAM 中的 BBT，并持久化到保留块池（带版本号 + CRC，
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||
* 轮转写入，掉电安全）；仅在管理区内的块才纳入持久化 BBT
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||
*/
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void gd5f2gq5ue_mark_block_bad(uint32_t block);
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void gd5f2gq5ue_bbt_clear(void);
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void gd5f2gq5ue_print_bbt(void);
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/*
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||
* 函数功能：重建 BBT（重新扫描出厂坏块并持久化，覆盖运行时注入的坏块）
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||
* 入口参数：无
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||
* 返回值：GD5F_OK - 成功，其他 - 错误码
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
|
||
* 函数说明：用于测试（如 TC-STO-03 注入坏块后）或出厂重置后恢复。
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||
* 临时关闭 ECC 重新扫描每块 page0 spare[0] 的出厂坏块标记，覆盖 RAM BBT，
|
||
* 再写回持久化 BBT 池（版本 +1，掉电安全），从而清除运行时 mark 的坏块。
|
||
* 调用后建议再执行 nand_ftl_format() 清空 dhara map。
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||
*/
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||
int gd5f2gq5ue_bbt_rebuild(void);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：获取 dhara 可用块数（总块数减去保留块池）
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||
* 入口参数：无
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||
* 返回值：dhara 可见的块数量（= 保留块池起始块号）
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
|
||
* 函数说明：保留块池用于存储持久化 BBT，不交给 dhara 管理
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||
*/
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||
uint32_t gd5f_get_usable_blocks(void);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：从闪存读取当前生效的 BBT 位图（测试/调试用）
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||
* 入口参数：p_bbt - 位图输出缓冲 uint8_t* 不为 NULL，长度 >= GD5F_BBT_SIZE
|
||
* p_version - 版本号输出 uint32_t* 不为 NULL
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||
* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
|
||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
|
||
* 函数说明：返回闪存中版本号最高的有效 BBT 拷贝（供测试验证持久化）
|
||
*/
|
||
int32_t gd5f_bbt_dump_flash(uint8_t *p_bbt, uint32_t *p_version);
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||
|
||
/*
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||
* 函数功能：擦除保留块池（撤销持久化 BBT，回到仅工厂扫描态）
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：0 - 成功
|
||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
|
||
* 函数说明：仅供测试/出厂重置使用；擦除后下次启动 load 找不到副本，
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||
* 仅保留 RAM 中工厂扫描结果（调用方需自行还原 RAM BBT）。
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||
*/
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int32_t gd5f_bbt_wipe_pool(void);
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||
/*
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||
* 函数功能：从保留块池重新加载持久化 BBT 到 RAM（测试/调试用）
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||
* 入口参数：无
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||
* 返回值：0 - 成功
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
|
||
* 函数说明：将闪存中版本号最高的有效副本 OR 进 RAM BBT
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||
*/
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int32_t gd5f_bbt_reload(void);
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/* ==================== SPI 原语（FTL 共享） ==================== */
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int32_t gd5f_wait_busy(uint32_t timeout_ms);
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int32_t gd5f_write_enable(void);
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int32_t gd5f_read_status(uint8_t *p_status);
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int32_t gd5f_page_read(uint32_t page_addr);
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int32_t gd5f_read_from_cache(uint16_t column, uint8_t *p_buf, uint32_t size);
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||
int32_t gd5f_program_load(uint16_t column, const uint8_t *p_buf, uint32_t size);
|
||
int32_t gd5f_program_exec(uint32_t page_addr);
|
||
int32_t gd5f_block_erase(uint32_t block_addr);
|
||
int32_t gd5f_check_ecc(void);
|
||
|
||
#ifdef __cplusplus
|
||
}
|
||
#endif
|
||
|
||
#endif /* __GD5F2GQ5UE_H */
|