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