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, plane, col, row, false);
  64         }
  65
  66         public SectorWire(boolean horizontal, int plane, int col, int row, boolean global) {
  67             this.horizontal=horizontal;
  68             this.global=global;
  69             this.plane=plane;
  70             this.col= horizontal ? (col & ~0x3) : col;
  71             this.row=!horizontal ? (row & ~0x3) : row;
  72         }
  73         public SectorWire global() {
  74             return new SectorWire(horizontal, plane, col, row, true);
  75         }
  76         public boolean isDriven() {
  77             // FIXME: bridging connections (horiz-to-vert)
  78             for(int i=0; i<4; i++)
  79                 if (cell(horizontal ? col+i : col,
  80                          horizontal ? row   : row+i).out(plane)) return true;
  81             // FIXME: sector switchbox drivers
  82             return false;
  83         }
  84         private int z(int z)       { return (horizontal ? 0x30 : 0x20) | z; }
  85         public int code(boolean topleft) {
  86             switch(plane) {
  87                 case 0: return z(8)+(topleft?0:1);
  88                 case 1: return z(6)+(topleft?0:1);
  89                 case 2: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  90                 case 3: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  91                 case 4: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  92             }
  93             throw new Error();
  94         }
  95
  96         private final int fine()   { return horizontal ? row : col; }
  97         public  final int coarse() { return horizontal ? col : row; }
  98         private int _row()  { return horizontal ? row          : ((row)>>2); }
  99         private int _col()  { return horizontal ? ((col)>>2) : col;          }
 100
 101         public SectorWire west()  { return !horizontal ? null : col-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col-4, row); }
 102         public SectorWire east()  { return !horizontal ? null : col+4>=getWidth()  ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col+4, row); }
 103         public SectorWire north() { return  horizontal ? null : row+4>=getHeight() ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row+4); }
 104         public SectorWire south() { return  horizontal ? null : row-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row-4); }
 105
 106         public String toString() {
 107             return
 108                 (horizontal?(col+":"+(col+3)):(""+col))+","+
 109                 (horizontal?(row+"")         :(row+":"+(row+3)))+
 110                 "x"+plane;
 111         }
 112
 113         /** returns the ZYX0 coordinate of the byte controlling the switchbox that allows <tt>w</tt> to drive this wire */
 114         public int switchbox(SectorWire w) {
 115             if (w.horizontal==horizontal) {
 116                 if (w.plane!=plane) throw new Error();
 117                 if (Math.abs(w.coarse()-coarse())!=4) throw new Error(w.coarse() + " -- " + coarse());
 118                 boolean topleft = horizontal ? (w.coarse() < coarse()) : (w.coarse() > coarse());
 119                 int col = _col() + (( horizontal && !topleft) ? 1 : 0);
 120                 int row = _row() + ((!horizontal &&  topleft) ? 1 : 0);
 121                 return (code(topleft) << 24) | (row<<16) | (col<<8);
 122             }
 123             throw new Error("not implemented");
 124         }
 125
 126         public void dork() {
 127             mode4zyx(switchbox(north()), (1<<6), (1<<6));
 128         }
 129
 130         public void drives(SectorWire w, boolean enable) {
 131             // FIXME: better error checks?
 132             int val = 0;
 133             if (enable) {
 134                 if (!global) val = 0x02;
 135                 else         val = 0x04;
 136             }
 137             int mask = 0x07;
 138             if (w.global) { mask = mask << 3; val = val << 3; }
 139             mode4zyx(switchbox(w), val, mask);
 140         }
 141
 142         public boolean drives(SectorWire w) {
 143             // FIXME: better error checks?
 144             int connect = (mode4zyx(switchbox(w)) >> (global?3:0)) & 0x7;
 145             return (connect & 0x2)!=0;
 146         }
 147         public SectorWire driverRight() {
 148             //System.out.println("checking " + Integer.toString(code(true), 16) + " " +
 149             //Integer.toString(_row(), 16) + " " + Integer.toString(_col(), 16));
 150             int ret = mode4(z(code(true)), _row(), _col());
 151             ret = (ret >> (global?3:0)) & 0x7;
 152             switch(ret) {
 153                 case 0: return null;
 154                 case 1: return null;  /* global wire on same side */
 155                 case 2: return new SectorWire(horizontal, plane, horizontal?(col+4):col, horizontal?row:(row+4));
 156                 case 4: return null;  /* global wire on other side */
 157                 default: throw new Error("multiple drivers on " + this + "!");
 158             }
 159         }
 160
 161         public boolean touches(Cell c) {
 162             return
 163                 horizontal
 164                 ? (c.row==_row() && (_col()/4 == c.col/4))
 165                 : (c.col==_col() && (_row()/4 == c.row/4));
 166         }
 167     }
 168     /*
 169     public final class SwitchBox {
 170         public final boolean h;
 171         public final int col;
 172         public final int row;
 173         public final int plane;
 174         public SwitchBox(boolean h, int col, int row, int plane) { this.h = h; this.col = col; this.row = row; this.plane = plane; }
 175         public SectorWire west(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col-4, row,   plane); }
 176         public SectorWire east(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col+4, row,   plane); }
 177         public SectorWire north(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row-4, plane); }
 178         public SectorWire south(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row+4, plane); }
 179     }
 180     */
 181
 182     public Cell cell(int col, int row) {
 183         if (col<0) return null;
 184         if (row<0) return null;
 185         if (col>=getWidth()) return null;
 186         if (row>=getHeight()) return null;
 187         return new Cell(col, row);
 188     }
 189
 190     public final class Cell {
 191         public final int col;
 192         public final int row;
 193
 194         public String toString() { return "cell@("+col+","+row+")"; }
 195
 196         public Cell(int col, int row) {
 197             this.row = row;
 198             this.col = col;
 199         }
 200
 201         public Fpslic fpslic() { return Fpslic.this; }
 202         public int hashCode() { return col ^ row ^ Fpslic.this.hashCode(); }
 203         public boolean equals(Object o) {
 204             if (o==null || (!(o instanceof Cell))) return false;
 205             Cell c = (Cell)o;
 206             return c.col == col && c.row == row && c.fpslic()==fpslic();
 207         }
 208
 209         // Accessors for Neighbors //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 210
 211         public SectorWire hwire(int plane)  { return new SectorWire(true, plane, col, row); }
 212         public SectorWire vwire(int plane)  { return new SectorWire(false, plane, col, row); }
 213         public Cell east() { return cell(col+1, row); }
 214         public Cell west() { return cell(col-1, row); }
 215         public Cell north() { return cell(col,   row+1); }
 216         public Cell south() { return cell(col,   row-1); }
 217         public Cell ne() { return cell(col+1, row+1); }
 218         public Cell nw() { return cell(col-1, row+1); }
 219         public Cell se() { return cell(col+1, row-1); }
 220         public Cell sw() { return cell(col-1, row-1); }
 221         public Sector sector() { return new Sector(this); }
 222
 223         /* bit positions mean:  [MSB] zxy z_y zx_ z__ _xy __y _x_ ___ [LSB] */
 224         public void lut(int xlut, int ylut) { xlut(xlut); ylut(ylut); }
 225         public void xlut(int table)    { mode4(7, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
 226         public byte xlut()             { return (byte)(mode4(7, row, col) & 0xff); }
 227         public String printXLut()      { return FpslicUtil.printLut(xlut(), "x", "y", "t"); }
 228         public String printXLutX()     { return FpslicUtil.printLut(xlut(), str(xi(), "x"), str(yi(), "y"), str(ti_source(), "t")); }
 229
 230         public String str(int x, String def) {
 231             switch(x) {
 232                 case NORTH: return "n";
 233                 case SOUTH: return "s";
 234                 case EAST:  return "e";
 235                 case WEST:  return "w";
 236                 case NW:    return "nw";
 237                 case SE:    return "se";
 238                 case NE:    return "ne";
 239                 case SW:    return "sw";
 240                 case FB:    return "fb";
 241                 case L0:    return (hx(0)&&vx(0))?"HV0":hx(0)?"H0":vx(0)?"V0":"L0";
 242                 case L1:    return (hx(1)&&vx(1))?"HV1":hx(1)?"H1":vx(1)?"V1":"L1";
 243                 case L2:    return (hx(2)&&vx(2))?"HV2":hx(2)?"H2":vx(2)?"V2":"L2";
 244                 case L3:    return (hx(3)&&vx(3))?"HV3":hx(3)?"H3":vx(3)?"V3":"L3";
 245                 case L4:    return (hx(4)&&vx(4))?"HV4":hx(4)?"H4":vx(4)?"V4":"L4";
 246                 default: return def;
 247             }
 248         }
 249
 250         /* bit positions mean:  [MSB] zxy zx_ z_y z__ _xy _x_ __y ___ [LSB] */
 251         public void ylut(int table)    { mode4(6, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
 252         public byte ylut()             { return (byte)(mode4(6, row, col) & 0xff); }
 253         public String printYLut()      { return FpslicUtil.printLut(ylut(), "y", "x", "t"); }
 254         public String printYLutX()     { return FpslicUtil.printLut(ylut(), str(yi(), "y"), str(xi(), "x"), str(ti_source(), "t")) + Integer.toString(ylut() & 0xff, 16); }
 255
 256         public void ff_reset_value(boolean value) {
 257             //mode4( /* FIXME WRONG!!! */, row, col, 3, !value); return;
 258         }
 259         /** FIXME!!! */
 260         public boolean ff_reset_value() { return false; }
 261         public boolean columnClocked() {
 262             return false;
 263         }
 264
 265         public void out(int plane, boolean enable) {
 266             switch(plane) {
 267                 case L0: mode4(0x00, row, col, 2, enable); return;
 268                 case L1: mode4(0x00, row, col, 3, enable); return;
 269                 case L2: mode4(0x00, row, col, 5, enable); return;
 270                 case L3: mode4(0x00, row, col, 4, enable); return;
 271                 case L4: mode4(0x00, row, col, 1, enable); return;
 272                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 273             }
 274         }
 275
 276         public boolean out(int plane) {
 277             switch(plane) {
 278                 case L0: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<2)) != 0;
 279                 case L1: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<3)) != 0;
 280                 case L2: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<5)) != 0;
 281                 case L3: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<4)) != 0;
 282                 case L4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<1)) != 0;
 283                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 284             }
 285         }
 286
 287         public void h(int plane, boolean enable) {
 288             switch(plane) {
 289                 case 0: mode4(0x08, row, col, 0, enable); return;
 290                 case 1: mode4(0x08, row, col, 2, enable); return;
 291                 case 2: mode4(0x08, row, col, 5, enable); return;
 292                 case 3: mode4(0x08, row, col, 6, enable); return;
 293                 case 4: mode4(0x00, row, col, 6, enable); return;
 294                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 295             }
 296         }
 297
 298         public boolean hx(int plane) {
 299             switch(plane) {
 300                 case 0: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<0)) != 0;
 301                 case 1: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<2)) != 0;
 302                 case 2: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<5)) != 0;
 303                 case 3: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<6)) != 0;
 304                 case 4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<6)) != 0;
 305                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 306             }
 307         }
 308
 309         public void v(int plane, boolean enable) {
 310             switch(plane) {
 311                 case 0: mode4(0x08, row, col, 1, enable); return;
 312                 case 1: mode4(0x08, row, col, 3, enable); return;
 313                 case 2: mode4(0x08, row, col, 4, enable); return;
 314                 case 3: mode4(0x08, row, col, 7, enable); return;
 315                 case 4: mode4(0x00, row, col, 7, enable); return;
 316                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 317             }
 318         }
 319
 320         public boolean vx(int plane) {
 321             switch(plane) {
 322                 case 0: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<1)) != 0;
 323                 case 1: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<3)) != 0;
 324                 case 2: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<4)) != 0;
 325                 case 3: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<7)) != 0;
 326                 case 4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<7)) != 0;
 327                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 328             }
 329         }
 330
 331
 332         public int ti_source() {
 333             switch(mode4(1, row, col) & 0x30) {
 334                 case 0x20: return zi();
 335                 case 0x10: return FB;
 336                 case 0x00: return wi();
 337                 default: throw new Error("ack!");
 338             }
 339         }
 340
 341         public int t() {
 342             switch(mode4(1, row, col) & 0x30) {
 343                 case 0x00: return TMUX_W;
 344                 case 0x10: return wi()==NONE ? TMUX_FB : TMUX_W_AND_FB;
 345                 case 0x20: return wi()==NONE ? TMUX_Z  : TMUX_W_AND_Z;
 346                 case 0x30: throw new RuntimeException("illegal!");
 347                 default: return TMUX_W;
 348             }
 349         }
 350
 351         public void t(int code) {
 352             int result = 0;
 353             switch(code) {
 354                 case TMUX_W:        result = 0x00; break;
 355                 case TMUX_Z:        result = 0x20; break;
 356                 case TMUX_W_AND_Z:  result = 0x20; break;
 357                 case TMUX_FB:       result = 0x10; break;
 358                 case TMUX_W_AND_FB: result = 0x10; break;
 359                 default: result = 0x00; break;
 360             }
 361             mode4(1, row, col, result, 0x30);
 362         }
 363         /*
 364         private void fmux(int source) {
 365             switch(source) {
 366                 case ZMUX:
 367                 case FB:
 368                 case ALWAYS_ON:
 369                 default: throw new Error("unknown argument to fmux()");
 370             }
 371         }
 372
 373         public boolean win_easable() {
 374         }
 375         */
 376
 377         public int ti() {
 378             return mode4(1, row, col) & 0x34;
 379         }
 380
 381         public void t(boolean ignore_z_and_fb, boolean zm_drives_fb, boolean fb_drives_wm) {
 382             // still not totally satisfied...
 383             //     need to find the bit that sets the w-mux off
 384             //     what does it mean for both bits (0x30) to be set to 1?
 385             //if (fb && z) throw new RuntimeException("invalid combination");
 386             int result = 0;
 387             // ZM->FB = 0x04
 388             // FB->WM = 0x10
 389             // WZ->WM = 0x20
 390
 391             // tff => w&z      [0x20]
 392             // fff => w        [0x00]
 393             // ttt => fb&w     [0x34]
 394             // ftt => fb&w     [0x14]
 395             // fft => fb&w     [0x10]
 396
 397             // ttf => w&z      [0x24]
 398             // ftf => w        [0x04]
 399             // tft => fb&w     [0x30]
 400             if (ignore_z_and_fb) result |= 0x20;
 401             if (zm_drives_fb) result |= 0x04;
 402             if (fb_drives_wm) result |= 0x10;
 403             mode4(1, row, col, result, 0x34);
 404         }
 405
 406
 407         public void c(int source) {
 408             switch(source) {
 409                 case XLUT: mode4(1, row, col, 0x00, 0xc0); break;
 410                 case YLUT: mode4(1, row, col, 0x40, 0xc0); break;
 411                 case ZMUX: mode4(1, row, col, 0x80, 0xc0); break;
 412                 default:   throw new RuntimeException("Invalid Argument");
 413             }
 414         }
 415         public int c() {
 416             int cval = mode4(1, row, col) & 0xc0;
 417             switch (cval) {
 418                 case 0x00: return XLUT;
 419                 case 0x40: return YLUT;
 420                 case 0x80: return ZMUX;
 421             }
 422             throw new Error("c() => " + cval);
 423         }
 424         public void b(boolean registered) { mode4(1, row, col, 3, !registered); }
 425         public void f(boolean registered) { mode4(1, row, col, 2, !registered); }
 426         public boolean xo()               { return (mode4(1, row, col) & 0x01) != 0; }
 427         public boolean yo()               { return (mode4(1, row, col) & 0x02) != 0; }
 428         public void xo(boolean center)    { mode4(1, row, col, 0, center); }
 429         public void yo(boolean center)    { mode4(1, row, col, 1, center); }
 430
 431         public void xo(Cell c) {
 432             if (c.row==row || c.col==col) {   // use the y-input
 433                 xlut(LUT_OTHER);
 434                 yi(c);
 435             } else {
 436                 xlut(LUT_SELF);
 437                 xi(c);
 438             }
 439             xo(false);
 440         }
 441
 442         public void yo(Cell c) {
 443             if (!(c.row==row || c.col==col)) {   // use the x-input
 444                 ylut(LUT_OTHER);
 445                 xi(c);
 446             } else {
 447                 ylut(LUT_SELF);
 448                 yi(c);
 449             }
 450             yo(false);
 451         }
 452
 453         public boolean b() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 3)) == 0; }
 454         public boolean f() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 2)) == 0; }
 455         public boolean x() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 1)) != 0; }
 456         public boolean y() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 0)) != 0; }
 457
 458         public int oe() {
 459             switch (mode4(0x02, row, col) & 0x3) {
 460                 case 0: return NONE;
 461                 case 1: return H4;
 462                 case 2: return V4;
 463                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 464             }
 465         }
 466         public void oe(int source) {
 467             switch(source) {
 468                 case NONE: mode4(0x02, row, col, 0, 0x3); break;
 469                 case H4:   mode4(0x02, row, col, 1, 0x3); break;
 470                 case V4:   mode4(0x02, row, col, 2, 0x3); break;
 471                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 472             }
 473         }
 474
 475         public int xi() {
 476             // FIXME: can be multiple
 477             if ((mode4(0x03, row, col) & (1<<4))!=0) return L4;
 478             switch(mode4(0x05, row, col) & 0xff) {
 479                 case 0x80: return SW;
 480                 case (1<<6): return NE;
 481                 case (1<<5): return SE;
 482                 case (1<<4): return NW;
 483                 case (1<<3): return L0;
 484                 case (1<<2): return L1;
 485                 case (1<<1): return L2;
 486                 case (1<<0): return L3;
 487                 case 0: return NONE;
 488                 default: throw new Error();
 489             }
 490         }
 491
 492         public void xi(int source) {
 493             switch(source) {
 494                 case SW: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<7); break;
 495                 case NE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<6); break;
 496                 case SE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<5); break;
 497                 case NW: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<4); break;
 498
 499                 case L0: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<3); break;
 500                 case L1: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<2); break;
 501                 case L2: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<1); break;
 502                 case L3: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<0); break;
 503                 case L4: mode4(0x03, row, col, 4, true);  mode4(0x05, row, col,    0); break;
 504
 505                 case NONE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 0); break;
 506                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 507             }
 508         }
 509
 510         public void xi(SectorWire sw) {
 511             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 512             xi(sw.plane);
 513         }
 514
 515         public void xi(Cell c) {
 516             if      (c.row==row-1 && c.col==col-1) xi(SW);
 517             else if (c.row==row+1 && c.col==col-1) xi(NW);
 518             else if (c.row==row-1 && c.col==col+1) xi(SE);
 519             else if (c.row==row+1 && c.col==col+1) xi(NE);
 520             else throw new RuntimeException("invalid argument");
 521         }
 522
 523         public int yi() {
 524             if ((mode4(0x02, row, col) & (1<<6))!=0) return L4;
 525             switch(mode4(0x04, row, col) & 0xff) {
 526                 case (1<<7): return NORTH;
 527                 case (1<<5): return SOUTH;
 528                 case (1<<6): return WEST;
 529                 case (1<<4): return EAST;
 530                 case (1<<3): return L0;
 531                 case (1<<2): return L1;
 532                 case (1<<1): return L2;
 533                 case (1<<0): return L3;
 534                 case 0: return NONE;
 535                 default: throw new Error();
 536             }
 537         }
 538
 539         public void yi(int source) {
 540             switch(source) {
 541                 case NORTH: mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<7); break;
 542                 case SOUTH: mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<5); break;
 543                 case WEST:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<6); break;
 544                 case EAST:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<4); break;
 545                 case L4:    mode4(0x02, row, col, 6, true);  mode4(0x04, row, col,    0); break;
 546                 case L3:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<0); break;
 547                 case L2:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<1); break;
 548                 case L1:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<2); break;
 549                 case L0:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<3); break;
 550                 case NONE:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col,    0); break;
 551                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 552             }
 553         }
 554
 555         public void yi(SectorWire sw) {
 556             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 557             yi(sw.plane);
 558         }
 559
 560         public void yi(Cell c) {
 561             if      (c.row==row-1 && c.col==col)   yi(SOUTH);
 562             else if (c.row==row+1 && c.col==col)   yi(NORTH);
 563             else if (c.row==row   && c.col==col-1) yi(WEST);
 564             else if (c.row==row   && c.col==col+1) yi(EAST);
 565             else throw new RuntimeException("invalid argument");
 566         }
 567
 568         public void wi(SectorWire sw) {
 569             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 570             wi(sw.plane);
 571         }
 572
 573         public void wi(int source) {
 574             switch(source) {
 575                 case L4:    mode4(0x03, row, col, 1<<5, 0xEC); break;
 576                 case L3:    mode4(0x03, row, col, 1<<6, 0xEC); break;
 577                 case L2:    mode4(0x03, row, col, 1<<7, 0xEC); break;
 578                 case L1:    mode4(0x03, row, col, 1<<3, 0xEC); break;
 579                 case L0:    mode4(0x03, row, col, 1<<2, 0xEC); break;
 580                 case NONE:  mode4(0x03, row, col,    0, 0xEC); break;
 581                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 582             }
 583         }
 584
 585         public int wi() {
 586             int who = mode4(0x03, row, col) & 0xEC;
 587             switch(who) {
 588                 case (1<<5): return L4;
 589                 case (1<<6): return L3;
 590                 case (1<<7): return L2;
 591                 case (1<<3): return L1;
 592                 case (1<<2): return L0;
 593                 case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
 594                 case (0):    return NONE;
 595                 default: throw new RuntimeException("invalid argument: " + who);
 596             }
 597         }
 598
 599
 600         public void zi(SectorWire sw) {
 601             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 602             zi(sw.plane);
 603         }
 604
 605         public void zi(int source) {
 606             switch(source) {
 607                 case L4:    mode4(0x02, row, col, 1<<7, 0xDB); break;
 608                 case L3:    mode4(0x02, row, col, 1<<5, 0xDB); break;
 609                 case L2:    mode4(0x02, row, col, 1<<4, 0xDB); break;
 610                 case L1:    mode4(0x02, row, col, 1<<3, 0xDB); break;
 611                 case L0:    mode4(0x02, row, col, 1<<2, 0xDB); break;
 612                 case NONE:  mode4(0x02, row, col,    0, 0xDB); break;
 613                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 614             }
 615         }
 616
 617         public int zi() {
 618             switch(mode4(0x02, row, col) & 0x9B) {
 619                 case (1<<7): return L4;
 620                 case (1<<5): return L3;
 621                 case (1<<4): return L2;
 622                 case (1<<3): return L1;
 623                 case (1<<2): return L0;
 624                 case (1<<1): return NONE;  /* huh? */
 625                 case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
 626                 case 0:      return NONE;
 627                 default: throw new RuntimeException("invalid argument: zi=="+(mode4(0x02, row, col) & 0x9B));
 628             }
 629         }
 630
 631         public Cell dir(int i) {
 632             switch(i) {
 633                 case NORTH: return north();
 634                 case SOUTH: return south();
 635                 case EAST: return east();
 636                 case WEST: return west();
 637                 case NW: return nw();
 638                 case SW: return sw();
 639                 case SE: return se();
 640                 case NE: return ne();
 641             }
 642             return null;
 643         }
 644         public int dir(Cell c) {
 645             if      (c.row==row-1 && c.col==col-1) return SW;
 646             else if (c.row==row+1 && c.col==col-1) return NW;
 647             else if (c.row==row-1 && c.col==col+1) return SE;
 648             else if (c.row==row+1 && c.col==col+1) return NE;
 649             else if (c.row==row-1 && c.col==col)   return SOUTH;
 650             else if (c.row==row+1 && c.col==col)   return NORTH;
 651             else if (c.row==row   && c.col==col-1) return WEST;
 652             else if (c.row==row   && c.col==col+1) return EAST;
 653             return -1;
 654         }
 655
 656         public void generalized_c_element() {
 657
 658             /*
 659             ylut(LUT_SELF & (~LUT_OTHER));
 660             xlut((~LUT_SELF) | LUT_OTHER);
 661             c(ZMUX);
 662             zi(L2);
 663             //h(L2, true);
 664             out(L2, true);
 665             xo(true);
 666             yo(true);
 667             */
 668
 669             //ylut(0xB2);
 670             ylut((LUT_SELF & ~LUT_OTHER) | (LUT_Z & ~LUT_OTHER) | (LUT_Z & LUT_SELF & LUT_OTHER));
 671             xlut(LUT_Z);
 672             c(YLUT);
 673             f(false);
 674             b(false);
 675             t(false, false, true);
 676             yo(false);
 677             xo(false);
 678         }
 679
 680
 681         // Relevance //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 682         public boolean relevant() {
 683             return xo_relevant() || yo_relevant() || out_relevant();
 684         }
 685
 686         public boolean xo_relevant() { return xo_relevant(NE) || xo_relevant(SE) || xo_relevant(NW) || xo_relevant(SW); }
 687         public boolean xo_relevant(int direction) {
 688             switch(direction) {
 689                 case NE: return ne() != null && ne().xi()==SW;
 690                 case NW: return nw() != null && nw().xi()==SE;
 691                 case SE: return se() != null && se().xi()==NW;
 692                 case SW: return sw() != null && sw().xi()==NE;
 693                 default: return false;
 694             }
 695         }
 696         public boolean yo_relevant() { return yo_relevant(NORTH) || yo_relevant(SOUTH) || yo_relevant(EAST) || yo_relevant(WEST); }
 697         public boolean yo_relevant(int direction) {
 698             switch(direction) {
 699                 case NORTH: return north() != null && north().yi()==SOUTH  /*&& north().yi_relevant()*/;
 700                 case EAST: return east() != null  && east().yi()==WEST     /*&& east().yi_relevant()*/;
 701                 case SOUTH: return south() != null && south().yi()==NORTH  /*&& south().yi_relevant()*/;
 702                 case WEST: return west() != null  && west().yi()==EAST     /*&& west().yi_relevant()*/;
 703                 default: return false;
 704             }
 705         }
 706         public boolean xi_relevant() { return xi_to_xlut_relevant() || xi_to_ylut_relevant(); }
 707         public boolean yi_relevant() { return yi_to_xlut_relevant() || yi_to_ylut_relevant(); }
 708         public boolean xi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & 0xcc) >> 2) != (ylut() & 0x33)); }
 709         public boolean yi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & 0xcc) >> 2) != (xlut() & 0x33)); }
 710         public boolean zi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_Z) >> 4) != (xlut() & LUT_Z)); }
 711         public boolean zi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_Z) >> 4) != (ylut() & LUT_Z)); }
 712         public boolean xi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_SELF) >> 1) != (xlut() & (LUT_SELF >> 1))); }
 713         public boolean yi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_SELF) >> 1) != (ylut() & (LUT_SELF >> 1))); }
 714         public boolean xlut_relevant() {
 715             if ((c()==XLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
 716             if (xo()) return false;
 717             return xo_relevant();
 718         }
 719         public boolean ylut_relevant() {
 720             if ((c()==YLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
 721             if (yo()) return false;
 722             return yo_relevant();
 723         }
 724         public boolean c_relevant() {
 725             switch(ti()) {
 726                 case 0x34: return true;
 727                 case 0x14: return true;
 728                 case 0x10: return true;
 729                 case 0x30: return true;
 730             }
 731             for(int i=0; i<5; i++)
 732                 if (out(i))
 733                     return true;
 734             if (xo() || yo()) return true;
 735             return false;
 736         }
 737
 738         public boolean register_relevant() {
 739             if (!c_relevant()) return false;
 740             if (f() && out_relevant()) return true;
 741             if (f() && fb_relevant()) return true;
 742             if (b() && xo()) return true;
 743             if (b() && yo()) return true;
 744             return false;
 745         }
 746         public boolean out_relevant() {
 747             boolean out = false;
 748             boolean connect = false;
 749             for(int i=0; i<4; i++) {
 750
 751                 // FIXME FIXME FIXME
 752                 if (i==3) continue;
 753
 754                 if (out(L0+i)) out = true;
 755                 if (hx(L0+i)) connect = true;
 756                 if (vx(L0+i)) connect = true;
 757             }
 758             return out && connect;
 759         }
 760
 761         public boolean fb_relevant() {
 762             /*
 763             if (!(zi_to_xlut_relevant()) ||
 764                 !(zi_to_ylut_relevant())) return false;
 765             switch(ti()) {
 766                 case 0x34: return true;
 767                 case 0x14: return true;
 768                 case 0x10: return true;
 769                 case 0x30: return true;
 770             }
 771             return false;
 772             */
 773             return true;
 774         }
 775
 776
 777     }
 778
 779     public IOB iob_bot(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 0, primary, true); }
 780     public IOB iob_top(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 1, primary, true); }
 781     public IOB iob_left(int row, boolean primary)  { return new IOB(0, row, primary, false); }
 782     public IOB iob_right(int row, boolean primary) { return new IOB(1, row, primary, false); }
 783     /*
 784     public IOB fromPin(int pin) {
 785         if (pin >=  4 && pin <= 11) return io(pin-3);
 786         if (pin >= 15 && pin <= 18) return io(pin-2);
 787         if (pin >= 19 && pin <= 24) return io(pin);
 788         if (pin >= 27 && pin <= 30) return io(pin-2);
 789         if (pin >= 33 && pin <= 36) return io(pin);
 790         if (pin >= 38 && pin <= 47) return io(pin+1);
 791
 792
 793         if (pin >= 33 && pin <= 36) return io(pin+36);
 794         if (pin >= 38 && pin <= 41) return io(pin+43);
 795         if (pin >= 42 && pin <= 43) return io(pin+47);
 796         if (pin >= 44 && pin <= 47) return io(pin+49);
 797         if (pin >= 57 && pin <= 62) return io(pin+40);
 798         if (pin >= 63 && pin <= 66) return io(pin+46);
 799         if (pin >= 68 && pin <= 71) return io(pin+53);
 800         if (pin >= 72 && pin <= 73) return io(pin+53);
 801         if (pin >= 74 && pin <= 75) return io(pin+63);
 802         if (pin >= 76 && pin <= 77) return io(143+(pin-76));
 803         if (pin >= 80 && pin <= 81) return io(145+(pin-80));
 804         if (pin >= 82 && pin <= 85) return io(151+(pin-82));
 805         if (pin >= 86 && pin <= 89) return io(165+(pin-86));
 806         if (pin >= 91 && pin <= 94) return io(177+(pin-91));
 807         if (pin >= 95 && pin <= 96) return io(183+(pin-95));
 808         if (pin >= 97 && pin <= 100) return io(189+(pin-97));
 809         if (pin >= 161 && pin <= 164) return io(289+(pin-161));
 810         if (pin >= 165 && pin <= 166) return io(297+(pin-165));
 811         if (pin >= 167 && pin <= 168) return io(303+(pin-167));
 812         if (pin >= 169 && pin <= 170) return io(309+(pin-169));
 813         if (pin >= 172 && pin <= 173) return io(313+(pin-172));
 814         if (pin >= 174 && pin <= 175) return io(325+(pin-174));
 815         if (pin >= 176 && pin <= 179) return io(327+(pin-176));
 816         if (pin >= 180 && pin <= 181) return io(335+(pin-180));
 817         if (pin >= 184 && pin <= 185) return io(337+(pin-184));
 818         if (pin >= 186 && pin <= 191) return io(343+(pin-186));
 819         if (pin >= 192 && pin <= 193) return io(359+(pin-192));
 820         if (pin >= 195 && pin <= 196) return io(363+(pin-195));
 821         if (pin >= 197 && pin <= 200) return io(369+(pin-197));
 822         if (pin >= 201 && pin <= 204) return io(381+(pin-201));
 823     }
 824     public io(int ionum) {
 825         if (ionum <= 94) {
 826             int cell = (94 - pin) / 2;
 827             boolean primary = cell * 2 == (94-pin);
 828         }
 829     }
 830     */
 831     public final class IOB {
 832         public final int col;
 833         public final int row;
 834         public final boolean primary;
 835         public final boolean northsouth;
 836         public IOB(int col, int row, boolean primary, boolean northsouth) {
 837             this.col = col;
 838             this.row = row;
 839             this.northsouth = northsouth;
 840             this.primary = primary;
 841         }
 842         /*
 843         public String dump() {
 844             System.out.println("[ "+
 845                                (schmitt()?"schmitt ":"")+
 846                                (slew()==3?"fast ":slew()==2?"med ":slew()==1?"slow ":"slew-unknown ")+
 847                                (cr()?"cr ":"")+
 848                                (reg()?"reg ":"")+
 849
 850         }
 851         */
 852         public void enableOutput(int direction) {
 853             useoem(true);
 854             output(direction);
 855             pullnone();
 856             useoem(true);
 857             oem(ALWAYS_ON);
 858             oe(true);
 859             // note: east-side IOBs should have slew=med, others slew=fast
 860             slew((!northsouth && col==1) ? MEDIUM : FAST);
 861         }
 862         public void enableInput() {
 863             schmitt(true);
 864             pullnone();
 865         }
 866
 867         public void    useoem(boolean use)  { mode4(z(3), row, col, 6, use); }
 868         public boolean useoem()             { return (mode4(z(3), row, col) & (1<<6))!=0; }
 869         public void    schmitt(boolean use) { mode4(z(0), row, col, 7, use); }
 870         public boolean schmitt()            { return (mode4(z(0), row, col) & (1<<7))!=0; }
 871
 872         public void    slew(int slew) {
 873             switch(slew) {
 874                 case FAST:   mode4(z(0), row, col, 3<<5, 0x60); return;
 875                 case MEDIUM: mode4(z(0), row, col, 2<<5, 0x60); return;
 876                 case SLOW:   mode4(z(0), row, col, 1<<5, 0x60); return;
 877                 default: throw new Error();
 878             }
 879         }
 880
 881         public void    oem(int source) {
 882             switch(source) {
 883                 case ALWAYS_ON:  mode4(z(3), row, col, 1<<5, 0x3f); return;
 884                 case ALWAYS_OFF: mode4(z(3), row, col,    0, 0x3f); return;
 885                 default: throw new Error();
 886             }
 887         }
 888
 889         private int z(int code) { return (northsouth ? 0x70 : 0x60) | (primary ? 0x00 : 0x04) | (code & 0x7); }
 890         public void pullup()   { mode4(z(0), row, col, 0x00<<1, 0x06); }
 891         public void pulldown() { mode4(z(0), row, col, 0x03<<1, 0x06); }
 892         public void pullnone() { mode4(z(0), row, col, 0x01<<1, 0x06); }
 893         public void oe(boolean oe) {
 894             int old =  mode4(z(1), row, col) & (~(1<<5));
 895             old     |= oe ? 0 : (1<<5);
 896             mode4(z(1), row, col, old & 0xff);
 897         }
 898
 899         public void output(int which) {
 900             switch(which) {
 901                 case NONE:
 902                     mode4(z(1), row, col, 0, 0x1f); return;
 903                 case WEST: case EAST: case NORTH: case SOUTH:
 904                     mode4(z(1), row, col, 1<<0, 0x1f); return;
 905                 case NW: case SW: case NE: case SE:
 906                     mode4(z(1), row, col, 1<<1, 0x1f); return;
 907                 default: throw new Error();
 908             }
 909         }
 910
 911     }
 912
 913
 914 }