src/com/atmel/fpslic/Fpslic.java

   1 package com.atmel.fpslic;
   2
   3 import java.util.*;
   4 import java.io.*;
   5 import org.ibex.util.Log;
   6 import static com.atmel.fpslic.FpslicConstants.*;
   7
   8 public abstract class Fpslic {
   9
  10     public Fpslic(int width, int height) { this.width = width; this.height = height; }
  11
  12     private int width;
  13     private int height;
  14     public int getWidth() { return width; }
  15     public int getHeight() { return height; }
  16
  17     public abstract void flush();
  18     public abstract void mode4(int z, int y, int x, int d);
  19     public abstract byte mode4(int z, int y, int x);
  20
  21     public          byte mode4zyx(int zyx) { return mode4(zyx>>24, (zyx>>16)&0xff, (zyx>>8)&0xff); }
  22     public          void mode4zyx(int zyx, int d, int invmask) { mode4(zyx>>24, (zyx>>16)&0xff, (zyx>>8)&0xff, d, invmask); }
  23     public          void mode4(int z, int y, int x, int d, int invmask) {
  24         int old = mode4(z, y, x);
  25         old &= ~invmask;
  26         old |= d;
  27         mode4(z, y, x, old);
  28     }
  29     public          void mode4zyx(int zyx, int bit, boolean set) { mode4(zyx>>24, (zyx>>16)&0xff, (zyx>>8)&0xff, bit, set); }
  30     public          void mode4(int z, int y, int x, int bit, boolean set) {
  31         int old = mode4(z, y, x);
  32         old &= ~(1 << bit);
  33         old |= set ? (1 << bit) : 0;
  34         mode4(z, y, x, old);
  35     }
  36
  37     // Inner Classes ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  38
  39     public final class Sector {
  40         public final int col;
  41         public final int row;
  42         public Sector(Cell c) { this((c.col/4)*4, (c.row/4)*4); }
  43         private Sector(int col, int row) {
  44             if (row % 4 != 0) throw new Error("Sector must be created with a multiple-of-4 row");
  45             if (col % 4 != 0) throw new Error("Sector must be created with a multiple-of-4 col");
  46             this.row = row;
  47             this.col = col;
  48         }
  49         public Sector north() { return row+4>=getHeight() ? null : new Sector(col, row+4); }
  50         public Sector south() { return row==0 ?             null : new Sector(col, row-4); }
  51         public Sector east()  { return col+4>=getWidth() ?  null : new Sector(col+4, row); }
  52         public Sector west()  { return col==0 ?             null : new Sector(col-4, row); }
  53         public Cell cell()    { return Fpslic.this.cell(col, row); }
  54     }
  55
  56     public final class SectorWire {
  57         public final boolean global;
  58         public final boolean horizontal;
  59         public final int     plane;
  60         public final int     row;
  61         public final int     col;
  62         public SectorWire(boolean horizontal, int plane, int col, int row) {
  63             this.horizontal=horizontal;
  64             this.global = false;
  65             this.plane=plane;
  66             this.col= horizontal ? (col & ~0x3) : col;
  67             this.row=!horizontal ? (row & ~0x3) : row;
  68         }
  69         public boolean isDriven() {
  70             // FIXME: bridging connections (horiz-to-vert)
  71             for(int i=0; i<4; i++)
  72                 if (cell(horizontal ? col+i : col,
  73                          horizontal ? row   : row+i).out(plane)) return true;
  74             // FIXME: sector switchbox drivers
  75             return false;
  76         }
  77         private int z(int z)       { return (horizontal ? 0x30 : 0x20) | z; }
  78         public int code(boolean topleft) {
  79             switch(plane) {
  80                 case 0: return z(6)+(topleft?0:1);
  81                 case 1: return z(8)+(topleft?0:1);
  82                 case 2: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  83                 case 3: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  84                 case 4: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  85             }
  86             throw new Error();
  87         }
  88
  89         private final int fine()   { return horizontal ? row : col; }
  90         public  final int coarse() { return horizontal ? col : row; }
  91         private int _row()  { return horizontal ? row          : ((row)>>2); }
  92         private int _col()  { return horizontal ? ((col)>>2) : col;          }
  93
  94         public SectorWire west()  { return !horizontal ? null : col-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col-4, row); }
  95         public SectorWire east()  { return !horizontal ? null : col+4>=getWidth()  ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col+4, row); }
  96         public SectorWire north() { return  horizontal ? null : row+4>=getHeight() ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row+4); }
  97         public SectorWire south() { return  horizontal ? null : row-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row-4); }
  98
  99         public String toString() {
 100             return
 101                 (horizontal?(col+":"+(col+3)):(""+col))+","+
 102                 (horizontal?(row+"")         :(row+":"+(row+3)))+
 103                 "x"+plane;
 104         }
 105
 106         /** returns the ZYX0 coordinate of the byte controlling the switchbox that allows <tt>w</tt> to drive this wire */
 107         public int switchbox(SectorWire w) {
 108             if (w.horizontal==horizontal) {
 109                 if (w.plane!=plane) throw new Error();
 110                 if (Math.abs(w.coarse()-coarse())!=4) throw new Error(w.coarse() + " -- " + coarse());
 111                 boolean topleft = horizontal ? (w.coarse() < coarse()) : (w.coarse() > coarse());
 112                 int col = _col() + (( horizontal && !topleft) ? 1 : 0);
 113                 int row = _row() + ((!horizontal &&  topleft) ? 1 : 0);
 114                 return (code(topleft) << 24) | (row<<16) | (col<<8);
 115             }
 116             throw new Error("not implemented");
 117         }
 118
 119         public void drives(SectorWire w, boolean enable) {
 120             mode4zyx(switchbox(w), enable?0x02:0x00, 0x07);
 121         }
 122
 123         public boolean drives(SectorWire w) {
 124             int connect = (mode4zyx(switchbox(w)) >> (global?3:0)) & 0x7;
 125             return (connect & 0x2)!=0;
 126         }
 127         public SectorWire driverRight() {
 128             //System.out.println("checking " + Integer.toString(code(true), 16) + " " +
 129             //Integer.toString(_row(), 16) + " " + Integer.toString(_col(), 16));
 130             int ret = mode4(z(code(true)), _row(), _col());
 131             ret = (ret >> (global?3:0)) & 0x7;
 132             switch(ret) {
 133                 case 0: return null;
 134                 case 1: return null;  /* global wire on same side */
 135                 case 2: return new SectorWire(horizontal, plane, horizontal?(col+4):col, horizontal?row:(row+4));
 136                 case 4: return null;  /* global wire on other side */
 137                 default: throw new Error("multiple drivers on " + this + "!");
 138             }
 139         }
 140
 141         public boolean touches(Cell c) {
 142             return
 143                 horizontal
 144                 ? (c.row==_row() && (_col()/4 == c.col/4))
 145                 : (c.col==_col() && (_row()/4 == c.row/4));
 146         }
 147     }
 148     /*
 149     public final class SwitchBox {
 150         public final boolean h;
 151         public final int col;
 152         public final int row;
 153         public final int plane;
 154         public SwitchBox(boolean h, int col, int row, int plane) { this.h = h; this.col = col; this.row = row; this.plane = plane; }
 155         public SectorWire west(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col-4, row,   plane); }
 156         public SectorWire east(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col+4, row,   plane); }
 157         public SectorWire north(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row-4, plane); }
 158         public SectorWire south(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row+4, plane); }
 159     }
 160     */
 161
 162     public Cell cell(int col, int row) {
 163         if (col<0) return null;
 164         if (row<0) return null;
 165         if (col>=getWidth()) return null;
 166         if (row>=getHeight()) return null;
 167         return new Cell(col, row);
 168     }
 169
 170     public final class Cell {
 171         public final int col;
 172         public final int row;
 173
 174         public Cell(int col, int row) {
 175             this.row = row;
 176             this.col = col;
 177         }
 178
 179         // Accessors for Neighbors //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 180
 181         public SectorWire hwire(int plane)  { return new SectorWire(true, plane, col, row); }
 182         public SectorWire vwire(int plane)  { return new SectorWire(false, plane, col, row); }
 183         public Cell east() { return cell(col+1, row); }
 184         public Cell west() { return cell(col-1, row); }
 185         public Cell north() { return cell(col,   row+1); }
 186         public Cell south() { return cell(col,   row-1); }
 187         public Cell ne() { return cell(col+1, row+1); }
 188         public Cell nw() { return cell(col-1, row+1); }
 189         public Cell se() { return cell(col+1, row-1); }
 190         public Cell sw() { return cell(col-1, row-1); }
 191         public Sector sector() { return new Sector(this); }
 192
 193         /* bit positions mean:  [MSB] zxy z_y zx_ z__ _xy __y _x_ ___ [LSB] */
 194         public void lut(int xlut, int ylut) { xlut(xlut); ylut(ylut); }
 195         public void xlut(int table)    { mode4(7, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
 196         public byte xlut()             { return (byte)(mode4(7, row, col) & 0xff); }
 197         public String printXLut()      { return FpslicUtil.printLut(xlut(), "x", "y", "t"); }
 198         public String printXLutX()     { return FpslicUtil.printLut(xlut(), str(xi(), "x"), str(yi(), "y"), str(ti_source(), "t")); }
 199
 200         public String str(int x, String def) {
 201             switch(x) {
 202                 case NORTH: return "n";
 203                 case SOUTH: return "s";
 204                 case EAST:  return "e";
 205                 case WEST:  return "w";
 206                 case NW:    return "nw";
 207                 case SE:    return "se";
 208                 case NE:    return "ne";
 209                 case SW:    return "sw";
 210                 case FB:    return "fb";
 211                 case L0:    return (hx(0)&&vx(0))?"HV0":hx(0)?"H0":vx(0)?"V0":"L0";
 212                 case L1:    return (hx(1)&&vx(1))?"HV1":hx(1)?"H1":vx(1)?"V1":"L1";
 213                 case L2:    return (hx(2)&&vx(2))?"HV2":hx(2)?"H2":vx(2)?"V2":"L2";
 214                 case L3:    return (hx(3)&&vx(3))?"HV3":hx(3)?"H3":vx(3)?"V3":"L3";
 215                 case L4:    return (hx(4)&&vx(4))?"HV4":hx(4)?"H4":vx(4)?"V4":"L4";
 216                 default: return def;
 217             }
 218         }
 219
 220         /* bit positions mean:  [MSB] zxy zx_ z_y z__ _xy _x_ __y ___ [LSB] */
 221         public void ylut(int table)    { mode4(6, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
 222         public byte ylut()             { return (byte)(mode4(6, row, col) & 0xff); }
 223         public String printYLut()      { return FpslicUtil.printLut(ylut(), "y", "x", "t"); }
 224         public String printYLutX()     { return FpslicUtil.printLut(ylut(), str(yi(), "y"), str(xi(), "x"), str(ti_source(), "t")) + Integer.toString(ylut() & 0xff, 16); }
 225
 226         public void ff_reset_value(boolean value) {
 227             //mode4( /* FIXME WRONG!!! */, row, col, 3, !value); return;
 228         }
 229         /** FIXME!!! */
 230         public boolean ff_reset_value() { return false; }
 231         public boolean columnClocked() {
 232             return false;
 233         }
 234
 235         public void out(int plane, boolean enable) {
 236             switch(plane) {
 237                 case L0: mode4(0x00, row, col, 2, enable); return;
 238                 case L1: mode4(0x00, row, col, 3, enable); return;
 239                 case L2: mode4(0x00, row, col, 5, enable); return;
 240                 case L3: mode4(0x00, row, col, 4, enable); return;
 241                 case L4: mode4(0x00, row, col, 1, enable); return;
 242                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 243             }
 244         }
 245
 246         public boolean out(int plane) {
 247             switch(plane) {
 248                 case L0: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<2)) != 0;
 249                 case L1: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<3)) != 0;
 250                 case L2: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<5)) != 0;
 251                 case L3: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<4)) != 0;
 252                 case L4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<1)) != 0;
 253                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 254             }
 255         }
 256
 257         public void h(int plane, boolean enable) {
 258             switch(plane) {
 259                 case 0: mode4(0x08, row, col, 2, enable); return;
 260                 case 1: mode4(0x08, row, col, 0, enable); return;
 261                 case 2: mode4(0x08, row, col, 5, enable); return;
 262                 case 3: mode4(0x08, row, col, 6, enable); return;
 263                 case 4: mode4(0x00, row, col, 6, enable); return;
 264                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 265             }
 266         }
 267
 268         public boolean hx(int plane) {
 269             switch(plane) {
 270                 case 0: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<2)) != 0;
 271                 case 1: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<0)) != 0;
 272                 case 2: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<5)) != 0;
 273                 case 3: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<6)) != 0;
 274                 case 4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<6)) != 0;
 275                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 276             }
 277         }
 278
 279         public void v(int plane, boolean enable) {
 280             switch(plane) {
 281                 case 0: mode4(0x08, row, col, 1, enable); return;
 282                 case 1: mode4(0x08, row, col, 3, enable); return;
 283                 case 2: mode4(0x08, row, col, 4, enable); return;
 284                 case 3: mode4(0x08, row, col, 7, enable); return;
 285                 case 4: mode4(0x00, row, col, 7, enable); return;
 286                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 287             }
 288         }
 289
 290         public boolean vx(int plane) {
 291             switch(plane) {
 292                 case 0: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<1)) != 0;
 293                 case 1: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<3)) != 0;
 294                 case 2: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<4)) != 0;
 295                 case 3: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<7)) != 0;
 296                 case 4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<7)) != 0;
 297                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 298             }
 299         }
 300
 301
 302         public int ti_source() {
 303             switch(mode4(1, row, col) & 0x30) {
 304                 case 0x20: return zi();
 305                 case 0x10: return FB;
 306                 case 0x00: return wi();
 307                 default: throw new Error("ack!");
 308             }
 309         }
 310
 311         public int t() {
 312             System.err.println("found " + (mode4(1, row, col) & 0x34));
 313             switch(mode4(1, row, col) & 0x34) {
 314                 case 0x20: return TMUX_Z;
 315                 case 0x24: return TMUX_W_AND_Z;
 316                 case 0x34: return TMUX_FB;
 317                 case 0x14: return TMUX_W_AND_FB;
 318                 case 0x00: return TMUX_W;
 319                     //default: throw new RuntimeException("unknown!");
 320                 default: return TMUX_W;
 321             }
 322         }
 323
 324         public void t(int code) {
 325             int result = 0;
 326             switch(code) {
 327                 case TMUX_Z:        result = 0x20; break; // TOTALLYBOGUS throw new Error("not implemented, but should be possible");
 328                 case TMUX_W_AND_Z:  result = 0x24; break;
 329                 case TMUX_FB:       result = 0x34; break; /* I think this is actually W_AND_FB, sadly */
 330                 case TMUX_W_AND_FB: result = 0x14; break;
 331                 case TMUX_W:        result = 0x00; break;
 332                     //default: throw new RuntimeException("unknown code! " + code);
 333                 default: result = 0x00; break;
 334             }
 335             mode4(1, row, col, result, 0x34);
 336         }
 337         /*
 338         private void fmux(int source) {
 339             switch(source) {
 340                 case ZMUX:
 341                 case FB:
 342                 case ALWAYS_ON:
 343                 default: throw new Error("unknown argument to fmux()");
 344             }
 345         }
 346
 347         public boolean win_easable() {
 348         }
 349         */
 350
 351         public int ti() {
 352             return mode4(1, row, col) & 0x34;
 353         }
 354
 355         public void t(boolean ignore_z_and_fb, boolean zm_drives_fb, boolean fb_drives_wm) {
 356             // still not totally satisfied...
 357             //     need to find the bit that sets the w-mux off
 358             //     what does it mean for both bits (0x30) to be set to 1?
 359             //if (fb && z) throw new RuntimeException("invalid combination");
 360             int result = 0;
 361             // ZM->FB = 0x04
 362             // FB->WM = 0x10
 363             // WZ->WM = 0x20
 364
 365             // tff => w&z      [0x20]
 366             // fff => w        [0x00]
 367             // ttt => fb&w     [0x34]
 368             // ftt => fb&w     [0x14]
 369             // fft => fb&w     [0x10]
 370
 371             // ttf => w&z      [0x24]
 372             // ftf => w        [0x04]
 373             // tft => fb&w     [0x30]
 374             if (ignore_z_and_fb) result |= 0x20;
 375             if (zm_drives_fb) result |= 0x04;
 376             if (fb_drives_wm) result |= 0x10;
 377             mode4(1, row, col, result, 0x34);
 378         }
 379
 380
 381         public void c(int source) {
 382             switch(source) {
 383                 case XLUT: mode4(1, row, col, 0x00, 0xc0); break;
 384                 case YLUT: mode4(1, row, col, 0x40, 0xc0); break;
 385                 case ZMUX: mode4(1, row, col, 0x80, 0xc0); break;
 386                 default:   throw new RuntimeException("Invalid Argument");
 387             }
 388         }
 389         public int c() {
 390             int cval = mode4(1, row, col) & 0xc0;
 391             switch (cval) {
 392                 case 0x00: return XLUT;
 393                 case 0x40: return YLUT;
 394                 case 0x80: return ZMUX;
 395             }
 396             throw new Error("c() => " + cval);
 397         }
 398         public void b(boolean registered) { mode4(1, row, col, 3, !registered); }
 399         public void f(boolean registered) { mode4(1, row, col, 2, !registered); }
 400         public boolean xo()               { return (mode4(1, row, col) & 0x01) != 0; }
 401         public boolean yo()               { return (mode4(1, row, col) & 0x02) != 0; }
 402         public void xo(boolean center)    { mode4(1, row, col, 0, center); }
 403         public void yo(boolean center)    { mode4(1, row, col, 1, center); }
 404
 405         public void xo(Cell c) {
 406             if (c.row==row || c.col==col) {   // use the y-input
 407                 xlut(LUT_OTHER);
 408                 yi(c);
 409             } else {
 410                 xlut(LUT_SELF);
 411                 xi(c);
 412             }
 413             xo(false);
 414         }
 415
 416         public void yo(Cell c) {
 417             if (!(c.row==row || c.col==col)) {   // use the x-input
 418                 ylut(LUT_OTHER);
 419                 xi(c);
 420             } else {
 421                 ylut(LUT_SELF);
 422                 yi(c);
 423             }
 424             yo(false);
 425         }
 426
 427         public boolean b() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 3)) == 0; }
 428         public boolean f() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 2)) == 0; }
 429         public boolean x() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 1)) != 0; }
 430         public boolean y() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 0)) != 0; }
 431
 432         public int oe() {
 433             switch (mode4(0x02, row, col) & 0x3) {
 434                 case 0: return NONE;
 435                 case 1: return H4;
 436                 case 2: return V4;
 437                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 438             }
 439         }
 440         public void oe(int source) {
 441             switch(source) {
 442                 case NONE: mode4(0x02, row, col, 0, 0x3); break;
 443                 case H4:   mode4(0x02, row, col, 1, 0x3); break;
 444                 case V4:   mode4(0x02, row, col, 2, 0x3); break;
 445                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 446             }
 447         }
 448
 449         public int xi() {
 450             // FIXME: can be multiple
 451             if ((mode4(0x03, row, col) & (1<<4))!=0) return L4;
 452             switch(mode4(0x05, row, col) & 0xff) {
 453                 case 0x80: return SW;
 454                 case (1<<6): return NE;
 455                 case (1<<5): return SE;
 456                 case (1<<4): return NW;
 457                 case (1<<3): return L0;
 458                 case (1<<2): return L1;
 459                 case (1<<1): return L2;
 460                 case (1<<0): return L3;
 461                 case 0: return NONE;
 462                 default: throw new Error();
 463             }
 464         }
 465
 466         public void xi(int source) {
 467             switch(source) {
 468                 case SW: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<7); break;
 469                 case NE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<6); break;
 470                 case SE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<5); break;
 471                 case NW: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<4); break;
 472                 case L4: mode4(0x03, row, col, 4, true);  mode4(0x05, row, col,    0); break;
 473                 case L3: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<0); break;
 474                 case L2: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<1); break;
 475                 case L1: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<2); break;
 476                 case L0: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<3); break;
 477                 case NONE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 0); break;
 478                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 479             }
 480         }
 481
 482         public void xi(SectorWire sw) {
 483             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 484             xi(sw.plane);
 485         }
 486
 487         public void xi(Cell c) {
 488             if      (c.row==row-1 && c.col==col-1) xi(SW);
 489             else if (c.row==row+1 && c.col==col-1) xi(NW);
 490             else if (c.row==row-1 && c.col==col+1) xi(SE);
 491             else if (c.row==row+1 && c.col==col+1) xi(NE);
 492             else throw new RuntimeException("invalid argument");
 493         }
 494
 495         public int yi() {
 496             if ((mode4(0x02, row, col) & (1<<6))!=0) return L4;
 497             switch(mode4(0x04, row, col) & 0xff) {
 498                 case 0x80: return NORTH;
 499                 case (1<<5): return SOUTH;
 500                 case (1<<6): return WEST;
 501                 case (1<<4): return EAST;
 502                 case (1<<3): return L0;
 503                 case (1<<2): return L1;
 504                 case (1<<1): return L2;
 505                 case (1<<0): return L3;
 506                 case 0: return NONE;
 507                 default: throw new Error();
 508             }
 509         }
 510
 511         public void yi(int source) {
 512             switch(source) {
 513                 case NORTH: mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<7); break;
 514                 case SOUTH: mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<5); break;
 515                 case WEST:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<6); break;
 516                 case EAST:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<4); break;
 517                 case L4:    mode4(0x02, row, col, 6, true);  mode4(0x04, row, col,    0); break;
 518                 case L3:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<0); break;
 519                 case L2:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<1); break;
 520                 case L1:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<2); break;
 521                 case L0:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<3); break;
 522                 case NONE:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col,    0); break;
 523                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 524             }
 525         }
 526
 527         public void yi(SectorWire sw) {
 528             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 529             yi(sw.plane);
 530         }
 531
 532         public void yi(Cell c) {
 533             if      (c.row==row-1 && c.col==col)   yi(SOUTH);
 534             else if (c.row==row+1 && c.col==col)   yi(NORTH);
 535             else if (c.row==row   && c.col==col-1) yi(WEST);
 536             else if (c.row==row   && c.col==col+1) yi(EAST);
 537             else throw new RuntimeException("invalid argument");
 538         }
 539
 540         public void wi(SectorWire sw) {
 541             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 542             wi(sw.plane);
 543         }
 544
 545         public void wi(int source) {
 546             switch(source) {
 547                 case L4:    mode4(0x03, row, col, 1<<5, 0xEC); break;
 548                 case L3:    mode4(0x03, row, col, 1<<6, 0xEC); break;
 549                 case L2:    mode4(0x03, row, col, 1<<7, 0xEC); break;
 550                 case L1:    mode4(0x03, row, col, 1<<3, 0xEC); break;
 551                 case L0:    mode4(0x03, row, col, 1<<2, 0xEC); break;
 552                 case NONE:  mode4(0x03, row, col,    0, 0xEC); break;
 553                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 554             }
 555         }
 556
 557         public int wi() {
 558             int who = mode4(0x03, row, col) & 0xEC;
 559             switch(who) {
 560                 case (1<<5): return L4;
 561                 case (1<<6): return L3;
 562                 case (1<<7): return L2;
 563                 case (1<<3): return L1;
 564                 case (1<<2): return L0;
 565                 case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
 566                 case (0):    return NONE;
 567                 default: throw new RuntimeException("invalid argument: " + who);
 568             }
 569         }
 570
 571
 572         public void zi(SectorWire sw) {
 573             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 574             zi(sw.plane);
 575         }
 576
 577         public void zi(int source) {
 578             switch(source) {
 579                 case L4:    mode4(0x02, row, col, 1<<7, 0xDB); break;
 580                 case L3:    mode4(0x02, row, col, 1<<5, 0xDB); break;
 581                 case L2:    mode4(0x02, row, col, 1<<4, 0xDB); break;
 582                 case L1:    mode4(0x02, row, col, 1<<3, 0xDB); break;
 583                 case L0:    mode4(0x02, row, col, 1<<2, 0xDB); break;
 584                 case NONE:  mode4(0x02, row, col,    0, 0xDB); break;
 585                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 586             }
 587         }
 588
 589         public int zi() {
 590             switch(mode4(0x02, row, col) & 0xDB) {
 591                 case (1<<7): return L4;
 592                 case (1<<5): return L3;
 593                 case (1<<4): return L2;
 594                 case (1<<3): return L1;
 595                 case (1<<2): return L0;
 596                 case (1<<1): return NONE;  /* huh? */
 597                 case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
 598                 case 0:      return NONE;
 599                 default: throw new RuntimeException("invalid argument: zi=="+(mode4(0x02, row, col) & 0xDB));
 600             }
 601         }
 602
 603
 604         // Relevance //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 605         public boolean relevant() {
 606             return xo_relevant() || yo_relevant() || out_relevant();
 607         }
 608
 609         public boolean xo_relevant() { return xo_relevant(NE) || xo_relevant(SE) || xo_relevant(NW) || xo_relevant(SW); }
 610         public boolean xo_relevant(int direction) {
 611             switch(direction) {
 612                 case NE: return ne() != null && ne().xi()==SW;
 613                 case NW: return nw() != null && nw().xi()==SE;
 614                 case SE: return se() != null && se().xi()==NW;
 615                 case SW: return sw() != null && sw().xi()==NE;
 616                 default: return false;
 617             }
 618         }
 619         public boolean yo_relevant() { return yo_relevant(NORTH) || yo_relevant(SOUTH) || yo_relevant(EAST) || yo_relevant(WEST); }
 620         public boolean yo_relevant(int direction) {
 621             switch(direction) {
 622                 case NORTH: return north() != null && north().yi()==SOUTH  /*&& north().yi_relevant()*/;
 623                 case EAST: return east() != null  && east().yi()==WEST     /*&& east().yi_relevant()*/;
 624                 case SOUTH: return south() != null && south().yi()==NORTH  /*&& south().yi_relevant()*/;
 625                 case WEST: return west() != null  && west().yi()==EAST     /*&& west().yi_relevant()*/;
 626                 default: return false;
 627             }
 628         }
 629         public boolean xi_relevant() { return xi_to_xlut_relevant() || xi_to_ylut_relevant(); }
 630         public boolean yi_relevant() { return yi_to_xlut_relevant() || yi_to_ylut_relevant(); }
 631         public boolean xi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & 0xcc) >> 2) != (ylut() & 0x33)); }
 632         public boolean yi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & 0xcc) >> 2) != (xlut() & 0x33)); }
 633         public boolean zi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_Z) >> 4) != (xlut() & LUT_Z)); }
 634         public boolean zi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_Z) >> 4) != (ylut() & LUT_Z)); }
 635         public boolean xi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_SELF) >> 1) != (xlut() & (LUT_SELF >> 1))); }
 636         public boolean yi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_SELF) >> 1) != (ylut() & (LUT_SELF >> 1))); }
 637         public boolean xlut_relevant() {
 638             if ((c()==XLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
 639             if (xo()) return false;
 640             return xo_relevant();
 641         }
 642         public boolean ylut_relevant() {
 643             if ((c()==YLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
 644             if (yo()) return false;
 645             return yo_relevant();
 646         }
 647         public boolean c_relevant() {
 648             switch(ti()) {
 649                 case 0x34: return true;
 650                 case 0x14: return true;
 651                 case 0x10: return true;
 652                 case 0x30: return true;
 653             }
 654             for(int i=0; i<5; i++)
 655                 if (out(i))
 656                     return true;
 657             if (xo() || yo()) return true;
 658             return false;
 659         }
 660
 661         public boolean register_relevant() {
 662             if (!c_relevant()) return false;
 663             if (f() && out_relevant()) return true;
 664             if (f() && fb_relevant()) return true;
 665             if (b() && xo()) return true;
 666             if (b() && yo()) return true;
 667             return false;
 668         }
 669         public boolean out_relevant() {
 670             boolean out = false;
 671             boolean connect = false;
 672             for(int i=0; i<4; i++) {
 673                 if (out(L0+i)) out = true;
 674                 if (hx(L0+i)) connect = true;
 675                 if (vx(L0+i)) connect = true;
 676             }
 677             return out && connect;
 678         }
 679         public boolean fb_relevant() {
 680             if (!(zi_to_xlut_relevant()) ||
 681                 !(zi_to_ylut_relevant())) return false;
 682             switch(ti()) {
 683                 case 0x34: return true;
 684                 case 0x14: return true;
 685                 case 0x10: return true;
 686                 case 0x30: return true;
 687             }
 688             return false;
 689         }
 690
 691
 692     }
 693
 694     public IOB iob_bot(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 0, primary, true); }
 695     public IOB iob_top(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 1, primary, true); }
 696     public IOB iob_left(int row, boolean primary)  { return new IOB(0, row, primary, false); }
 697     public IOB iob_right(int row, boolean primary) { return new IOB(1, row, primary, false); }
 698     /*
 699     public IOB fromPin(int pin) {
 700         if (pin >=  4 && pin <= 11) return io(pin-3);
 701         if (pin >= 15 && pin <= 18) return io(pin-2);
 702         if (pin >= 19 && pin <= 24) return io(pin);
 703         if (pin >= 27 && pin <= 30) return io(pin-2);
 704         if (pin >= 33 && pin <= 36) return io(pin);
 705         if (pin >= 38 && pin <= 47) return io(pin+1);
 706
 707
 708         if (pin >= 33 && pin <= 36) return io(pin+36);
 709         if (pin >= 38 && pin <= 41) return io(pin+43);
 710         if (pin >= 42 && pin <= 43) return io(pin+47);
 711         if (pin >= 44 && pin <= 47) return io(pin+49);
 712         if (pin >= 57 && pin <= 62) return io(pin+40);
 713         if (pin >= 63 && pin <= 66) return io(pin+46);
 714         if (pin >= 68 && pin <= 71) return io(pin+53);
 715         if (pin >= 72 && pin <= 73) return io(pin+53);
 716         if (pin >= 74 && pin <= 75) return io(pin+63);
 717         if (pin >= 76 && pin <= 77) return io(143+(pin-76));
 718         if (pin >= 80 && pin <= 81) return io(145+(pin-80));
 719         if (pin >= 82 && pin <= 85) return io(151+(pin-82));
 720         if (pin >= 86 && pin <= 89) return io(165+(pin-86));
 721         if (pin >= 91 && pin <= 94) return io(177+(pin-91));
 722         if (pin >= 95 && pin <= 96) return io(183+(pin-95));
 723         if (pin >= 97 && pin <= 100) return io(189+(pin-97));
 724         if (pin >= 161 && pin <= 164) return io(289+(pin-161));
 725         if (pin >= 165 && pin <= 166) return io(297+(pin-165));
 726         if (pin >= 167 && pin <= 168) return io(303+(pin-167));
 727         if (pin >= 169 && pin <= 170) return io(309+(pin-169));
 728         if (pin >= 172 && pin <= 173) return io(313+(pin-172));
 729         if (pin >= 174 && pin <= 175) return io(325+(pin-174));
 730         if (pin >= 176 && pin <= 179) return io(327+(pin-176));
 731         if (pin >= 180 && pin <= 181) return io(335+(pin-180));
 732         if (pin >= 184 && pin <= 185) return io(337+(pin-184));
 733         if (pin >= 186 && pin <= 191) return io(343+(pin-186));
 734         if (pin >= 192 && pin <= 193) return io(359+(pin-192));
 735         if (pin >= 195 && pin <= 196) return io(363+(pin-195));
 736         if (pin >= 197 && pin <= 200) return io(369+(pin-197));
 737         if (pin >= 201 && pin <= 204) return io(381+(pin-201));
 738     }
 739     public io(int ionum) {
 740         if (ionum <= 94) {
 741             int cell = (94 - pin) / 2;
 742             boolean primary = cell * 2 == (94-pin);
 743         }
 744     }
 745     */
 746     public final class IOB {
 747         public final int col;
 748         public final int row;
 749         public final boolean primary;
 750         public final boolean northsouth;
 751         public IOB(int col, int row, boolean primary, boolean northsouth) {
 752             this.col = col;
 753             this.row = row;
 754             this.northsouth = northsouth;
 755             this.primary = primary;
 756         }
 757         /*
 758         public String dump() {
 759             System.out.println("[ "+
 760                                (schmitt()?"schmitt ":"")+
 761                                (slew()==3?"fast ":slew()==2?"med ":slew()==1?"slow ":"slew-unknown ")+
 762                                (cr()?"cr ":"")+
 763                                (reg()?"reg ":"")+
 764
 765         }
 766         */
 767         public void enableOutput(int direction) {
 768             useoem(true);
 769             output(direction);
 770             pullnone();
 771             useoem(true);
 772             oem(ALWAYS_ON);
 773             oe(true);
 774             // note: east-side IOBs should have slew=med, others slew=fast
 775             slew((!northsouth && col==1) ? MEDIUM : FAST);
 776         }
 777         public void enableInput() {
 778             schmitt(true);
 779             pullnone();
 780         }
 781
 782         public void    useoem(boolean use)  { mode4(z(3), row, col, 6, use); }
 783         public boolean useoem()             { return (mode4(z(3), row, col) & (1<<6))!=0; }
 784         public void    schmitt(boolean use) { mode4(z(0), row, col, 7, use); }
 785         public boolean schmitt()            { return (mode4(z(0), row, col) & (1<<7))!=0; }
 786
 787         public void    slew(int slew) {
 788             switch(slew) {
 789                 case FAST:   mode4(z(0), row, col, 3<<5, 0x60); return;
 790                 case MEDIUM: mode4(z(0), row, col, 2<<5, 0x60); return;
 791                 case SLOW:   mode4(z(0), row, col, 1<<5, 0x60); return;
 792                 default: throw new Error();
 793             }
 794         }
 795
 796         public void    oem(int source) {
 797             switch(source) {
 798                 case ALWAYS_ON:  mode4(z(3), row, col, 1<<5, 0x3f); return;
 799                 case ALWAYS_OFF: mode4(z(3), row, col,    0, 0x3f); return;
 800                 default: throw new Error();
 801             }
 802         }
 803
 804         private int z(int code) { return (northsouth ? 0x70 : 0x60) | (primary ? 0x00 : 0x04) | (code & 0x7); }
 805         public void pullup()   { mode4(z(0), row, col, 0x00<<1, 0x06); }
 806         public void pulldown() { mode4(z(0), row, col, 0x03<<1, 0x06); }
 807         public void pullnone() { mode4(z(0), row, col, 0x01<<1, 0x06); }
 808         public void oe(boolean oe) {
 809             int old =  mode4(z(1), row, col) & (~(1<<5));
 810             old     |= oe ? 0 : (1<<5);
 811             mode4(z(1), row, col, old & 0xff);
 812         }
 813
 814         public void output(int which) {
 815             switch(which) {
 816                 case NONE:
 817                     mode4(z(1), row, col, 0, 0x1f); return;
 818                 case WEST: case EAST: case NORTH: case SOUTH:
 819                     mode4(z(1), row, col, 1<<0, 0x1f); return;
 820                 case NW: case SW: case NE: case SE:
 821                     mode4(z(1), row, col, 1<<1, 0x1f); return;
 822                 default: throw new Error();
 823             }
 824         }
 825
 826     }
 827
 828
 829 }