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 static class Util {
  11         public static int lutSwap(int x) {
  12             return
  13                 (x & 0x80)        |
  14                 ((x & 0x20) << 1) |
  15                 ((x & 0x40) >> 1) |
  16                 (x & 0x10) |
  17                 (x & 0x08)        |
  18                 ((x & 0x02) << 1) |
  19                 ((x & 0x04) >> 1) |
  20                 (x & 0x01);
  21         }
  22     }
  23
  24     /** issue a command to the device in Mode4 format; see Gosset's documentation for further details */
  25     public int getWidth() { return 24; }
  26     public int getHeight() { return 24; }
  27
  28     private static String hex2(int i) {
  29         String ret = Integer.toString(i, 16);
  30         while(ret.length() < 2) ret = "0"+ret;
  31         return ret.toUpperCase();
  32     }
  33
  34     public void readMode4(InputStream in) throws IOException {
  35         int count = 0;
  36         BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
  37         for(String str = br.readLine(); str != null; str = br.readLine()) {
  38             long foo = Long.parseLong(str, 16);
  39             mode4((int)(foo >> 24), (int)(foo >> 16), (int)(foo >>  8), (int)(foo >>  0));
  40             count++;
  41         }
  42         flush();
  43         in.close();
  44     }
  45
  46     public abstract void flush();
  47
  48     public void writeMode4(Writer w) throws IOException {
  49         for(int x=0; x<getWidth(); x++)
  50             for(int y=0; y<getWidth(); y++)
  51                 for(int z=0; z<255; z++) {
  52                     if ((z > 0x09 && z < 0x10) ||
  53                         (z > 0x11 && z < 0x20) ||
  54                         (z > 0x29 && z < 0x30) ||
  55                         (z > 0x39 && z < 0x40) ||
  56                         (z > 0x41 && z < 0x60) ||
  57                         (z > 0x67 && z < 0x70) ||
  58                         (z > 0x77 && z < 0xD0) ||
  59                         (z > 0xD3))
  60                         continue;
  61                     w.write(hex2(z));
  62                     w.write(hex2(y));
  63                     w.write(hex2(x));
  64                     w.write(hex2(mode4(z, y, x) & 0xff));
  65                     w.write('\n');
  66                 }
  67         w.flush();
  68     }
  69
  70
  71     public abstract void mode4(int z, int y, int x, int d);
  72     public abstract byte mode4(int z, int y, int x);
  73     public          byte mode4zyx(int zyx) { return mode4(zyx>>24, (zyx>>16)&0xff, (zyx>>8)&0xff); }
  74     public          void mode4zyx(int zyx, int d, int invmask) { mode4(zyx>>24, (zyx>>16)&0xff, (zyx>>8)&0xff, d, invmask); }
  75     public          void mode4(int z, int y, int x, int d, int invmask) {
  76         int old = mode4(z, y, x);
  77         old &= ~invmask;
  78         old |= d;
  79         mode4(z, y, x, old);
  80     }
  81     public          void mode4zyx(int zyx, int bit, boolean set) { mode4(zyx>>24, (zyx>>16)&0xff, (zyx>>8)&0xff, bit, set); }
  82     public          void mode4(int z, int y, int x, int bit, boolean set) {
  83         int old = mode4(z, y, x);
  84         old &= ~(1 << bit);
  85         old |= set ? (1 << bit) : 0;
  86         mode4(z, y, x, old);
  87     }
  88
  89     // Fpslic ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  90
  91
  92
  93     public final class Sector {
  94         public final int col;
  95         public final int row;
  96         public Sector(Cell c) { this((c.col/4)*4, (c.row/4)*4); }
  97         private Sector(int col, int row) {
  98             if (row % 4 != 0) throw new Error("Sector must be created with a multiple-of-4 row");
  99             if (col % 4 != 0) throw new Error("Sector must be created with a multiple-of-4 col");
 100             this.row = row;
 101             this.col = col;
 102         }
 103         public Sector north() { return row+4>=getHeight() ? null : new Sector(col, row+4); }
 104         public Sector south() { return row==0 ?             null : new Sector(col, row-4); }
 105         public Sector east()  { return col+4>=getWidth() ?  null : new Sector(col+4, row); }
 106         public Sector west()  { return col==0 ?             null : new Sector(col-4, row); }
 107         public Cell cell() { return Fpslic.this.cell(col, row); }
 108     }
 109
 110     public final class SectorWire {
 111         public final boolean global;
 112         public final boolean horizontal;
 113         public final int     plane;
 114         public final int     row;
 115         public final int     col;
 116         public SectorWire(boolean horizontal, int plane, int col, int row) {
 117             this.horizontal=horizontal;
 118             this.global = false;
 119             this.plane=plane;
 120             this.col= horizontal ? (col & ~0x3) : col;
 121             this.row=!horizontal ? (row & ~0x3) : row;
 122         }
 123         public boolean isDriven() {
 124             // FIXME: bridging connections (horiz-to-vert)
 125             for(int i=0; i<4; i++)
 126                 if (cell(horizontal ? col+i : col,
 127                          horizontal ? row   : row+i).out(plane)) return true;
 128             // FIXME: sector switchbox drivers
 129             return false;
 130         }
 131         private int z(int z)       { return (horizontal ? 0x30 : 0x20) | z; }
 132         public int code(boolean topleft) {
 133             switch(plane) {
 134                 case 0: return z(6)+(topleft?0:1);
 135                 case 1: return z(8)+(topleft?0:1);
 136                 case 2: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
 137                 case 3: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
 138                 case 4: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
 139             }
 140             throw new Error();
 141         }
 142
 143         private final int fine()   { return horizontal ? row : col; }
 144         public  final int coarse() { return horizontal ? col : row; }
 145         private int _row()  { return horizontal ? row          : ((row)>>2); }
 146         private int _col()  { return horizontal ? ((col)>>2) : col;          }
 147
 148         public SectorWire west()  { return !horizontal ? null : col-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col-4, row); }
 149         public SectorWire east()  { return !horizontal ? null : col+4>=getWidth()  ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col+4, row); }
 150         public SectorWire north() { return  horizontal ? null : row+4>=getHeight() ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row+4); }
 151         public SectorWire south() { return  horizontal ? null : row-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row-4); }
 152
 153         public String toString() {
 154             return
 155                 (horizontal?(col+":"+(col+3)):(""+col))+","+
 156                 (horizontal?(row+"")         :(row+":"+(row+3)))+
 157                 "x"+plane;
 158         }
 159
 160         /** returns the ZYX0 coordinate of the byte controlling the switchbox that allows <tt>w</tt> to drive this wire */
 161         public int switchbox(SectorWire w) {
 162             if (w.horizontal==horizontal) {
 163                 if (w.plane!=plane) throw new Error();
 164                 if (Math.abs(w.coarse()-coarse())!=4) throw new Error(w.coarse() + " -- " + coarse());
 165                 boolean topleft = horizontal ? (w.coarse() < coarse()) : (w.coarse() > coarse());
 166                 int col = _col() + (( horizontal && !topleft) ? 1 : 0);
 167                 int row = _row() + ((!horizontal &&  topleft) ? 1 : 0);
 168                 return (code(topleft) << 24) | (row<<16) | (col<<8);
 169             }
 170             throw new Error("not implemented");
 171         }
 172
 173         public void drives(SectorWire w, boolean enable) {
 174             mode4zyx(switchbox(w), enable?0x02:0x00, 0x07);
 175         }
 176
 177         public boolean drives(SectorWire w) {
 178             int connect = (mode4zyx(switchbox(w)) >> (global?3:0)) & 0x7;
 179             return (connect & 0x2)!=0;
 180         }
 181         public SectorWire driverRight() {
 182             System.out.println("checking " + Integer.toString(code(true), 16) + " " + Integer.toString(_row(), 16) + " " + Integer.toString(_col(), 16));
 183             int ret = mode4(z(code(true)), _row(), _col());
 184             ret = (ret >> (global?3:0)) & 0x7;
 185             switch(ret) {
 186                 case 0: return null;
 187                 case 1: return null;  /* global wire on same side */
 188                 case 2: return new SectorWire(horizontal, plane, horizontal?(col+4):col, horizontal?row:(row+4));
 189                 case 4: return null;  /* global wire on other side */
 190                 default: throw new Error("multiple drivers on " + this + "!");
 191             }
 192         }
 193     }
 194     /*
 195     public final class SwitchBox {
 196         public final boolean h;
 197         public final int col;
 198         public final int row;
 199         public final int plane;
 200         public SwitchBox(boolean h, int col, int row, int plane) { this.h = h; this.col = col; this.row = row; this.plane = plane; }
 201         public SectorWire west(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col-4, row,   plane); }
 202         public SectorWire east(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col+4, row,   plane); }
 203         public SectorWire north(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row-4, plane); }
 204         public SectorWire south(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row+4, plane); }
 205     }
 206     */
 207
 208     public Cell cell(int col, int row) {
 209         if (col<0) return null;
 210         if (row<0) return null;
 211         if (col>=getWidth()) return null;
 212         if (row>=getHeight()) return null;
 213         return new Cell(col, row);
 214     }
 215
 216     public final class Cell {
 217         public final int col;
 218         public final int row;
 219
 220         public Cell(int col, int row) {
 221             this.row = row;
 222             this.col = col;
 223         }
 224
 225         // Accessors for Neighbors //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 226
 227         public SectorWire hwire(int plane)  { return new SectorWire(true, plane, col, row); }
 228         public SectorWire vwire(int plane)  { return new SectorWire(false, plane, col, row); }
 229         public Cell east() { return cell(col+1, row); }
 230         public Cell west() { return cell(col-1, row); }
 231         public Cell north() { return cell(col,   row+1); }
 232         public Cell south() { return cell(col,   row-1); }
 233         public Cell ne() { return cell(col+1, row+1); }
 234         public Cell nw() { return cell(col-1, row+1); }
 235         public Cell se() { return cell(col+1, row-1); }
 236         public Cell sw() { return cell(col-1, row-1); }
 237         public Sector sector() { return new Sector(this); }
 238
 239         /* bit positions mean:  [MSB] zxy z_y zx_ z__ _xy __y _x_ ___ [LSB] */
 240         public void lut(int xlut, int ylut) { xlut(xlut); ylut(ylut); }
 241         public void xlut(int table)    { mode4(7, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
 242         public byte xlut()             { return (byte)(mode4(7, row, col) & 0xff); }
 243         public String printXLut()      { return printLut(xlut(), "x", "y", "t"); }
 244         public String printXLutX()     { return printLut(xlut(), str(xi(), "x"), str(yi(), "y"), str(ti_source(), "t")); }
 245
 246         public String str(int x, String def) {
 247             switch(x) {
 248                 case NORTH: return "n";
 249                 case SOUTH: return "s";
 250                 case EAST:  return "e";
 251                 case WEST:  return "w";
 252                 case NW:    return "nw";
 253                 case SE:    return "se";
 254                 case NE:    return "ne";
 255                 case SW:    return "sw";
 256                 case FB:    return "fb";
 257                 case L0:    return (hx(0)&&vx(0))?"HV0":hx(0)?"H0":vx(0)?"V0":"L0";
 258                 case L1:    return (hx(1)&&vx(1))?"HV1":hx(1)?"H1":vx(1)?"V1":"L1";
 259                 case L2:    return (hx(2)&&vx(2))?"HV2":hx(2)?"H2":vx(2)?"V2":"L2";
 260                 case L3:    return (hx(3)&&vx(3))?"HV3":hx(3)?"H3":vx(3)?"V3":"L3";
 261                 case L4:    return (hx(4)&&vx(4))?"HV4":hx(4)?"H4":vx(4)?"V4":"L4";
 262                 default: return def;
 263             }
 264         }
 265
 266         /* bit positions mean:  [MSB] zxy zx_ z_y z__ _xy _x_ __y ___ [LSB] */
 267         public void ylut(int table)    { mode4(6, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
 268         public byte ylut()             { return (byte)(mode4(6, row, col) & 0xff); }
 269         public String printYLut()      { return printLut(ylut(), "y", "x", "t"); }
 270         public String printYLutX()     { return printLut(ylut(), str(yi(), "y"), str(xi(), "x"), str(ti_source(), "t")) + Integer.toString(ylut() & 0xff, 16); }
 271
 272         public void ff_reset_value(boolean value) {
 273             //mode4( /* FIXME WRONG!!! */, row, col, 3, !value); return;
 274         }
 275         /** FIXME!!! */
 276         public boolean ff_reset_value() { return false; }
 277         public boolean columnClocked() {
 278             return false;
 279         }
 280
 281         public void out(int plane, boolean enable) {
 282             switch(plane) {
 283                 case L0: mode4(0x00, row, col, 2, enable); return;
 284                 case L1: mode4(0x00, row, col, 3, enable); return;
 285                 case L2: mode4(0x00, row, col, 5, enable); return;
 286                 case L3: mode4(0x00, row, col, 4, enable); return;
 287                 case L4: mode4(0x00, row, col, 1, enable); return;
 288                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 289             }
 290         }
 291
 292         public boolean out(int plane) {
 293             switch(plane) {
 294                 case L0: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<2)) != 0;
 295                 case L1: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<3)) != 0;
 296                 case L2: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<5)) != 0;
 297                 case L3: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<4)) != 0;
 298                 case L4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<1)) != 0;
 299                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 300             }
 301         }
 302
 303         public void h(int plane, boolean enable) {
 304             switch(plane) {
 305                 case 0: mode4(0x08, row, col, 2, enable); return;
 306                 case 1: mode4(0x08, row, col, 0, enable); return;
 307                 case 2: mode4(0x08, row, col, 5, enable); return;
 308                 case 3: mode4(0x08, row, col, 6, enable); return;
 309                 case 4: mode4(0x00, row, col, 6, enable); return;
 310                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 311             }
 312         }
 313
 314         public boolean hx(int plane) {
 315             switch(plane) {
 316                 case 0: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<2)) != 0;
 317                 case 1: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<0)) != 0;
 318                 case 2: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<5)) != 0;
 319                 case 3: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<6)) != 0;
 320                 case 4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<6)) != 0;
 321                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 322             }
 323         }
 324
 325         public void v(int plane, boolean enable) {
 326             switch(plane) {
 327                 case 0: mode4(0x08, row, col, 1, enable); return;
 328                 case 1: mode4(0x08, row, col, 3, enable); return;
 329                 case 2: mode4(0x08, row, col, 4, enable); return;
 330                 case 3: mode4(0x08, row, col, 7, enable); return;
 331                 case 4: mode4(0x00, row, col, 7, enable); return;
 332                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 333             }
 334         }
 335
 336         public boolean vx(int plane) {
 337             switch(plane) {
 338                 case 0: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<1)) != 0;
 339                 case 1: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<3)) != 0;
 340                 case 2: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<4)) != 0;
 341                 case 3: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<7)) != 0;
 342                 case 4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<7)) != 0;
 343                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 344             }
 345         }
 346
 347
 348         public int ti_source() {
 349             switch(mode4(1, row, col) & 0x30) {
 350                 case 0x20: return zi();
 351                 case 0x10: return FB;
 352                 case 0x00: return wi();
 353                 default: throw new Error("ack!");
 354             }
 355         }
 356
 357         public int t() {
 358             System.err.println("found " + (mode4(1, row, col) & 0x34));
 359             switch(mode4(1, row, col) & 0x34) {
 360                 case 0x20: return TMUX_Z;
 361                 case 0x24: return TMUX_W_AND_Z;
 362                 case 0x34: return TMUX_FB;
 363                 case 0x14: return TMUX_W_AND_FB;
 364                 case 0x00: return TMUX_W;
 365                     //default: throw new RuntimeException("unknown!");
 366                 default: return TMUX_W;
 367             }
 368         }
 369
 370         public void t(int code) {
 371             int result = 0;
 372             switch(code) {
 373                 case TMUX_Z:        result = 0x20; break; // TOTALLYBOGUS throw new Error("not implemented, but should be possible");
 374                 case TMUX_W_AND_Z:  result = 0x24; break;
 375                 case TMUX_FB:       result = 0x34; break; /* I think this is actually W_AND_FB, sadly */
 376                 case TMUX_W_AND_FB: result = 0x14; break;
 377                 case TMUX_W:        result = 0x00; break;
 378                     //default: throw new RuntimeException("unknown code! " + code);
 379                 default: result = 0x00; break;
 380             }
 381             mode4(1, row, col, result, 0x34);
 382         }
 383         /*
 384         private void fmux(int source) {
 385             switch(source) {
 386                 case ZMUX:
 387                 case FB:
 388                 case ALWAYS_ON:
 389                 default: throw new Error("unknown argument to fmux()");
 390             }
 391         }
 392
 393         public boolean win_easable() {
 394         }
 395         */
 396
 397         public int ti() {
 398             return mode4(1, row, col) & 0x34;
 399         }
 400
 401         public void t(boolean ignore_z_and_fb, boolean zm_drives_fb, boolean fb_drives_wm) {
 402             // still not totally satisfied...
 403             //     need to find the bit that sets the w-mux off
 404             //     what does it mean for both bits (0x30) to be set to 1?
 405             //if (fb && z) throw new RuntimeException("invalid combination");
 406             int result = 0;
 407             // ZM->FB = 0x04
 408             // FB->WM = 0x10
 409             // WZ->WM = 0x20
 410
 411             // tff => w&z      [0x20]
 412             // fff => w        [0x00]
 413             // ttt => fb&w     [0x34]
 414             // ftt => fb&w     [0x14]
 415             // fft => fb&w     [0x10]
 416
 417             // ttf => w&z      [0x24]
 418             // ftf => w        [0x04]
 419             // tft => fb&w     [0x30]
 420             if (ignore_z_and_fb) result |= 0x20;
 421             if (zm_drives_fb) result |= 0x04;
 422             if (fb_drives_wm) result |= 0x10;
 423             mode4(1, row, col, result, 0x34);
 424         }
 425
 426
 427         public void c(int source) {
 428             switch(source) {
 429                 case XLUT: mode4(1, row, col, 0x00, 0xc0); break;
 430                 case YLUT: mode4(1, row, col, 0x40, 0xc0); break;
 431                 case ZMUX: mode4(1, row, col, 0x80, 0xc0); break;
 432                 default:   throw new RuntimeException("Invalid Argument");
 433             }
 434         }
 435         public int c() {
 436             int cval = mode4(1, row, col) & 0xc0;
 437             switch (cval) {
 438                 case 0x00: return XLUT;
 439                 case 0x40: return YLUT;
 440                 case 0x80: return ZMUX;
 441             }
 442             throw new Error("c() => " + cval);
 443         }
 444         public void b(boolean registered) { mode4(1, row, col, 3, !registered); }
 445         public void f(boolean registered) { mode4(1, row, col, 2, !registered); }
 446         public boolean xo()               { return (mode4(1, row, col) & 0x01) != 0; }
 447         public boolean yo()               { return (mode4(1, row, col) & 0x02) != 0; }
 448         public void xo(boolean center)    { mode4(1, row, col, 0, center); }
 449         public void yo(boolean center)    { mode4(1, row, col, 1, center); }
 450         public boolean b() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 3)) == 0; }
 451         public boolean f() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 2)) == 0; }
 452         public boolean x() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 1)) != 0; }
 453         public boolean y() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 0)) != 0; }
 454
 455         public int oe() {
 456             switch (mode4(0x02, row, col) & 0x3) {
 457                 case 0: return NONE;
 458                 case 1: return H4;
 459                 case 2: return V4;
 460                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 461             }
 462         }
 463         public void oe(int source) {
 464             switch(source) {
 465                 case NONE: mode4(0x02, row, col, 0, 0x3); break;
 466                 case H4:   mode4(0x02, row, col, 1, 0x3); break;
 467                 case V4:   mode4(0x02, row, col, 2, 0x3); break;
 468                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 469             }
 470         }
 471
 472         public int xi() {
 473             // FIXME: can be multiple
 474             if ((mode4(0x03, row, col) & (1<<4))!=0) return L4;
 475             switch(mode4(0x05, row, col) & 0xff) {
 476                 case 0x80: return SW;
 477                 case (1<<6): return NE;
 478                 case (1<<5): return SE;
 479                 case (1<<4): return NW;
 480                 case (1<<3): return L0;
 481                 case (1<<2): return L1;
 482                 case (1<<1): return L2;
 483                 case (1<<0): return L3;
 484                 case 0: return NONE;
 485                 default: throw new Error();
 486             }
 487         }
 488
 489         public void xi(int source) {
 490             switch(source) {
 491                 case SW: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<7); break;
 492                 case NE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<6); break;
 493                 case SE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<5); break;
 494                 case NW: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<4); break;
 495                 case L4: mode4(0x03, row, col, 4, true);  mode4(0x05, row, col,    0); break;
 496                 case L3: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<0); break;
 497                 case L2: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<1); break;
 498                 case L1: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<2); break;
 499                 case L0: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<3); break;
 500                 case NONE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 0); break;
 501                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 502             }
 503         }
 504
 505         public int yi() {
 506             if ((mode4(0x02, row, col) & (1<<6))!=0) return L4;
 507             switch(mode4(0x04, row, col) & 0xff) {
 508                 case 0x80: return NORTH;
 509                 case (1<<5): return SOUTH;
 510                 case (1<<6): return WEST;
 511                 case (1<<4): return EAST;
 512                 case (1<<3): return L0;
 513                 case (1<<2): return L1;
 514                 case (1<<1): return L2;
 515                 case (1<<0): return L3;
 516                 case 0: return NONE;
 517                 default: throw new Error();
 518             }
 519         }
 520
 521         public void yi(int source) {
 522             switch(source) {
 523                 case NORTH: mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<7); break;
 524                 case SOUTH: mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<5); break;
 525                 case WEST:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<6); break;
 526                 case EAST:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<4); break;
 527                 case L4:    mode4(0x02, row, col, 6, true);  mode4(0x04, row, col,    0); break;
 528                 case L3:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<0); break;
 529                 case L2:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<1); break;
 530                 case L1:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<2); break;
 531                 case L0:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<3); break;
 532                 case NONE:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col,    0); break;
 533                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 534             }
 535         }
 536
 537         public void wi(int source) {
 538             switch(source) {
 539                 case L4:    mode4(0x03, row, col, 1<<5, 0xEC); break;
 540                 case L3:    mode4(0x03, row, col, 1<<6, 0xEC); break;
 541                 case L2:    mode4(0x03, row, col, 1<<7, 0xEC); break;
 542                 case L1:    mode4(0x03, row, col, 1<<3, 0xEC); break;
 543                 case L0:    mode4(0x03, row, col, 1<<2, 0xEC); break;
 544                 case NONE:  mode4(0x03, row, col,    0, 0xEC); break;
 545                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 546             }
 547         }
 548
 549         public int wi() {
 550             int who = mode4(0x03, row, col) & 0xEC;
 551             switch(who) {
 552                 case (1<<5): return L4;
 553                 case (1<<6): return L3;
 554                 case (1<<7): return L2;
 555                 case (1<<3): return L1;
 556                 case (1<<2): return L0;
 557                 case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
 558                 case (0):    return NONE;
 559                 default: throw new RuntimeException("invalid argument: " + who);
 560             }
 561         }
 562
 563
 564         public void zi(int source) {
 565             switch(source) {
 566                 case L4:    mode4(0x02, row, col, 1<<7, 0xDB); break;
 567                 case L3:    mode4(0x02, row, col, 1<<5, 0xDB); break;
 568                 case L2:    mode4(0x02, row, col, 1<<4, 0xDB); break;
 569                 case L1:    mode4(0x02, row, col, 1<<3, 0xDB); break;
 570                 case L0:    mode4(0x02, row, col, 1<<2, 0xDB); break;
 571                 case NONE:  mode4(0x02, row, col,    0, 0xDB); break;
 572                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 573             }
 574         }
 575
 576         public int zi() {
 577             switch(mode4(0x02, row, col) & 0xDB) {
 578                 case (1<<7): return L4;
 579                 case (1<<5): return L3;
 580                 case (1<<4): return L2;
 581                 case (1<<3): return L1;
 582                 case (1<<2): return L0;
 583                 case (1<<1): return NONE;  /* huh? */
 584                 case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
 585                 case 0:      return NONE;
 586                 default: throw new RuntimeException("invalid argument: zi=="+(mode4(0x02, row, col) & 0xDB));
 587             }
 588         }
 589
 590
 591         // Relevance //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 592
 593         public boolean xo_relevant() { return xo_relevant(NE) || xo_relevant(SE) || xo_relevant(NW) || xo_relevant(SW); }
 594         public boolean xo_relevant(int direction) {
 595             switch(direction) {
 596                 case NE: return ne() != null && ne().xi()==SW /*&& ne().xi_relevant()*/;
 597                 case NW: return nw() != null && nw().xi()==SE /*&& nw().xi_relevant()*/;
 598                 case SE: return se() != null && se().xi()==NW /*&& se().xi_relevant()*/;
 599                 case SW: return sw() != null && sw().xi()==NE /*&& sw().xi_relevant()*/;
 600                 default: return false;
 601             }
 602         }
 603         public boolean yo_relevant() { return yo_relevant(NORTH) || yo_relevant(SOUTH) || yo_relevant(EAST) || yo_relevant(WEST); }
 604         public boolean yo_relevant(int direction) {
 605             switch(direction) {
 606                 case NORTH: return north() != null && north().yi()==SOUTH  /*&& north().yi_relevant()*/;
 607                 case EAST: return east() != null  && east().yi()==WEST     /*&& east().yi_relevant()*/;
 608                 case SOUTH: return south() != null && south().yi()==NORTH  /*&& south().yi_relevant()*/;
 609                 case WEST: return west() != null  && west().yi()==EAST     /*&& west().yi_relevant()*/;
 610                 default: return false;
 611             }
 612         }
 613         public boolean xi_relevant() { return xi_to_xlut_relevant() || xi_to_ylut_relevant(); }
 614         public boolean yi_relevant() { return yi_to_xlut_relevant() || yi_to_ylut_relevant(); }
 615         public boolean xi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & 0xcc) >> 2) != (ylut() & 0x33)); }
 616         public boolean yi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & 0xcc) >> 2) != (xlut() & 0x33)); }
 617         public boolean zi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_Z) >> 4) != (xlut() & LUT_Z)); }
 618         public boolean zi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_Z) >> 4) != (ylut() & LUT_Z)); }
 619         public boolean xi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_SELF) >> 1) != (xlut() & (LUT_SELF >> 1))); }
 620         public boolean yi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_SELF) >> 1) != (ylut() & (LUT_SELF >> 1))); }
 621         public boolean xlut_relevant() {
 622             if ((c()==XLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
 623             if (xo()) return false;
 624             return xo_relevant();
 625         }
 626         public boolean ylut_relevant() {
 627             if ((c()==YLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
 628             if (yo()) return false;
 629             return yo_relevant();
 630         }
 631         public boolean c_relevant() {
 632             switch(ti()) {
 633                 case 0x34: return true;
 634                 case 0x14: return true;
 635                 case 0x10: return true;
 636                 case 0x30: return true;
 637             }
 638             for(int i=0; i<5; i++)
 639                 if (out(i))
 640                     return true;
 641             if (xo() || yo()) return true;
 642             return false;
 643         }
 644
 645         public boolean register_relevant() {
 646             if (!c_relevant()) return false;
 647             if (f() && out_relevant()) return true;
 648             if (f() && fb_relevant()) return true;
 649             if (b() && xo()) return true;
 650             if (b() && yo()) return true;
 651             return false;
 652         }
 653         public boolean out_relevant() {
 654             boolean out = false;
 655             boolean connect = false;
 656             for(int i=0; i<4; i++) {
 657                 if (out(L0+i)) out = true;
 658                 if (hx(L0+i)) connect = true;
 659                 if (vx(L0+i)) connect = true;
 660             }
 661             return out && connect;
 662         }
 663         public boolean fb_relevant() {
 664             if (!(zi_to_xlut_relevant()) ||
 665                 !(zi_to_ylut_relevant())) return false;
 666             switch(ti()) {
 667                 case 0x34: return true;
 668                 case 0x14: return true;
 669                 case 0x10: return true;
 670                 case 0x30: return true;
 671             }
 672             return false;
 673         }
 674
 675
 676     }
 677
 678     public IOB iob_bot(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 0, primary, true); }
 679     public IOB iob_top(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 1, primary, true); }
 680     public IOB iob_left(int row, boolean primary)  { return new IOB(0, row, primary, false); }
 681     public IOB iob_right(int row, boolean primary) { return new IOB(1, row, primary, false); }
 682     /*
 683     public IOB fromPin(int pin) {
 684         if (pin >=  4 && pin <= 11) return io(pin-3);
 685         if (pin >= 15 && pin <= 18) return io(pin-2);
 686         if (pin >= 19 && pin <= 24) return io(pin);
 687         if (pin >= 27 && pin <= 30) return io(pin-2);
 688         if (pin >= 33 && pin <= 36) return io(pin);
 689         if (pin >= 38 && pin <= 47) return io(pin+1);
 690
 691
 692         if (pin >= 33 && pin <= 36) return io(pin+36);
 693         if (pin >= 38 && pin <= 41) return io(pin+43);
 694         if (pin >= 42 && pin <= 43) return io(pin+47);
 695         if (pin >= 44 && pin <= 47) return io(pin+49);
 696         if (pin >= 57 && pin <= 62) return io(pin+40);
 697         if (pin >= 63 && pin <= 66) return io(pin+46);
 698         if (pin >= 68 && pin <= 71) return io(pin+53);
 699         if (pin >= 72 && pin <= 73) return io(pin+53);
 700         if (pin >= 74 && pin <= 75) return io(pin+63);
 701         if (pin >= 76 && pin <= 77) return io(143+(pin-76));
 702         if (pin >= 80 && pin <= 81) return io(145+(pin-80));
 703         if (pin >= 82 && pin <= 85) return io(151+(pin-82));
 704         if (pin >= 86 && pin <= 89) return io(165+(pin-86));
 705         if (pin >= 91 && pin <= 94) return io(177+(pin-91));
 706         if (pin >= 95 && pin <= 96) return io(183+(pin-95));
 707         if (pin >= 97 && pin <= 100) return io(189+(pin-97));
 708         if (pin >= 161 && pin <= 164) return io(289+(pin-161));
 709         if (pin >= 165 && pin <= 166) return io(297+(pin-165));
 710         if (pin >= 167 && pin <= 168) return io(303+(pin-167));
 711         if (pin >= 169 && pin <= 170) return io(309+(pin-169));
 712         if (pin >= 172 && pin <= 173) return io(313+(pin-172));
 713         if (pin >= 174 && pin <= 175) return io(325+(pin-174));
 714         if (pin >= 176 && pin <= 179) return io(327+(pin-176));
 715         if (pin >= 180 && pin <= 181) return io(335+(pin-180));
 716         if (pin >= 184 && pin <= 185) return io(337+(pin-184));
 717         if (pin >= 186 && pin <= 191) return io(343+(pin-186));
 718         if (pin >= 192 && pin <= 193) return io(359+(pin-192));
 719         if (pin >= 195 && pin <= 196) return io(363+(pin-195));
 720         if (pin >= 197 && pin <= 200) return io(369+(pin-197));
 721         if (pin >= 201 && pin <= 204) return io(381+(pin-201));
 722     }
 723     public io(int ionum) {
 724         if (ionum <= 94) {
 725             int cell = (94 - pin) / 2;
 726             boolean primary = cell * 2 == (94-pin);
 727         }
 728     }
 729     */
 730     public final class IOB {
 731         public final int col;
 732         public final int row;
 733         public final boolean primary;
 734         public final boolean northsouth;
 735         public IOB(int col, int row, boolean primary, boolean northsouth) {
 736             this.col = col;
 737             this.row = row;
 738             this.northsouth = northsouth;
 739             this.primary = primary;
 740         }
 741         /*
 742         public String dump() {
 743             System.out.println("[ "+
 744                                (schmitt()?"schmitt ":"")+
 745                                (slew()==3?"fast ":slew()==2?"med ":slew()==1?"slow ":"slew-unknown ")+
 746                                (cr()?"cr ":"")+
 747                                (reg()?"reg ":"")+
 748
 749         }
 750         */
 751         public void enableOutput(int direction) {
 752             useoem(true);
 753             output(direction);
 754             pullnone();
 755             useoem(true);
 756             oem(ALWAYS_ON);
 757             oe(true);
 758             // note: east-side IOBs should have slew=med, others slew=fast
 759             slew((!northsouth && col==1) ? MEDIUM : FAST);
 760         }
 761         public void enableInput() {
 762             schmitt(true);
 763             pullnone();
 764         }
 765
 766         public void    useoem(boolean use)  { mode4(z(3), row, col, 6, use); }
 767         public boolean useoem()             { return (mode4(z(3), row, col) & (1<<6))!=0; }
 768         public void    schmitt(boolean use) { mode4(z(0), row, col, 7, use); }
 769         public boolean schmitt()            { return (mode4(z(0), row, col) & (1<<7))!=0; }
 770
 771         public void    slew(int slew) {
 772             switch(slew) {
 773                 case FAST:   mode4(z(0), row, col, 3<<5, 0x60); return;
 774                 case MEDIUM: mode4(z(0), row, col, 2<<5, 0x60); return;
 775                 case SLOW:   mode4(z(0), row, col, 1<<5, 0x60); return;
 776                 default: throw new Error();
 777             }
 778         }
 779
 780         public void    oem(int source) {
 781             switch(source) {
 782                 case ALWAYS_ON:  mode4(z(3), row, col, 1<<5, 0x3f); return;
 783                 case ALWAYS_OFF: mode4(z(3), row, col,    0, 0x3f); return;
 784                 default: throw new Error();
 785             }
 786         }
 787
 788         private int z(int code) { return (northsouth ? 0x70 : 0x60) | (primary ? 0x00 : 0x04) | (code & 0x7); }
 789         public void pullup()   { mode4(z(0), row, col, 0x00<<1, 0x06); }
 790         public void pulldown() { mode4(z(0), row, col, 0x03<<1, 0x06); }
 791         public void pullnone() { mode4(z(0), row, col, 0x01<<1, 0x06); }
 792         public void oe(boolean oe) {
 793             int old =  mode4(z(1), row, col) & (~(1<<5));
 794             old     |= oe ? 0 : (1<<5);
 795             mode4(z(1), row, col, old & 0xff);
 796         }
 797
 798         public void output(int which) {
 799             switch(which) {
 800                 case NONE:
 801                     mode4(z(1), row, col, 0, 0x1f); return;
 802                 case WEST: case EAST: case NORTH: case SOUTH:
 803                     mode4(z(1), row, col, 1<<0, 0x1f); return;
 804                 case NW: case SW: case NE: case SE:
 805                     mode4(z(1), row, col, 1<<1, 0x1f); return;
 806                 default: throw new Error();
 807             }
 808         }
 809
 810     }
 811
 812     public static void main(String[] s) throws Exception {
 813         System.out.println(printLut(0x39, "se", "n", "L0"));
 814     }
 815     public static synchronized String printLut(int lut, String xn, String yn, String zn) {
 816         try {
 817             File f = File.createTempFile("mvsis", ".mvs");
 818             f.deleteOnExit();
 819
 820             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f);
 821             PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(fos));
 822             pw.println(".model clb");
 823             pw.println(".inputs "+xn+" "+yn+" "+zn);
 824             pw.println(".outputs O");
 825             pw.println(".table "+xn+" "+yn+" "+zn+/*("X_xor_Y X_xor_Z Y_xor_Z")+*/ " -> O");
 826             for(int i=8; i>=0; i--) {
 827                 int x = ((i & 0x01)!=0 ? 1 : 0);
 828                 int y = ((i & 0x02)!=0 ? 1 : 0);
 829                 int z = ((i & 0x04)!=0 ? 1 : 0);
 830                 pw.print(" "+x+" ");
 831                 pw.print(" "+y+" ");
 832                 pw.print(" "+z+" ");
 833                 //pw.print(" "+(x ^ y)+" ");
 834                 //pw.print(" "+(y ^ z)+" ");
 835                 //pw.print(" "+(z ^ y)+" ");
 836                 pw.print((lut & (1<<i))==0 ? 0 : 1);
 837                 pw.println();
 838             }
 839             pw.println(".end");
 840             pw.flush();
 841             pw.close();
 842             Process p = Runtime.getRuntime().exec(new String[] { "mvsis", "-c", "simplify;print_factor", f.getAbsolutePath() });
 843             new Gobble("mvsis: ", p.getErrorStream()).start();
 844             //new Gobble("mvsis: ", p.getInputStream()).start();
 845             BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream()));
 846             String ret = br.readLine();
 847             //f.delete();
 848             return ret.trim();
 849         } catch (Exception e) {
 850             e.printStackTrace();
 851             return "*mvsis_error*";
 852         }
 853     }
 854
 855     public static class Gobble extends Thread {
 856         private final String header;
 857         private final BufferedReader br;
 858         public Gobble(String header, BufferedReader br) { this.br = br; this.header = header; }
 859         public Gobble(String header, Reader r)          { this(header, new BufferedReader(r)); }
 860         public Gobble(String header, InputStream is)    { this(header, new InputStreamReader(is)); }
 861         public void run() {
 862             try {
 863                 for(String s = br.readLine(); s!=null; s=br.readLine())
 864                     System.err.println(header + s);
 865             } catch (Exception e) {
 866                 e.printStackTrace();
 867             }
 868         }
 869     }
 870
 871 }