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 void useColumnClock() {
  67             // this is very poorly understood
  68             if (horizontal) throw new RuntimeException();
  69             mode4(0x25, (row>>2)+1, col, 0x80);
  70             mode4(0x29, (row>>2),   col, 0x40);
  71         }
  72
  73         public SectorWire(boolean horizontal, int plane, int col, int row, boolean global) {
  74             this.horizontal=horizontal;
  75             this.global=global;
  76             this.plane=plane;
  77             this.col= horizontal ? (col & ~0x3) : col;
  78             this.row=!horizontal ? (row & ~0x3) : row;
  79         }
  80         public SectorWire global() {
  81             return new SectorWire(horizontal, plane, col, row, true);
  82         }
  83         public boolean isDriven() {
  84             // FIXME: bridging connections (horiz-to-vert)
  85             for(int i=0; i<4; i++)
  86                 if (cell(horizontal ? col+i : col,
  87                          horizontal ? row   : row+i).out(plane)) return true;
  88             // FIXME: sector switchbox drivers
  89             return false;
  90         }
  91         private int z(int z)       { return (horizontal ? 0x30 : 0x20) | z; }
  92         public int code(boolean topleft) {
  93             switch(plane) {
  94                 case 0: return z(8)+(topleft?0:1);
  95                 case 1: return z(6)+(topleft?0:1);
  96                 case 2: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  97                 case 3: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  98                 case 4: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
  99             }
 100             throw new Error();
 101         }
 102
 103         private final int fine()   { return horizontal ? row : col; }
 104         public  final int coarse() { return horizontal ? col : row; }
 105         private int _row()  { return horizontal ? row          : ((row)>>2); }
 106         private int _col()  { return horizontal ? ((col)>>2) : col;          }
 107
 108         public SectorWire west()  { return !horizontal ? null : col-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col-4, row); }
 109         public SectorWire east()  { return !horizontal ? null : col+4>=getWidth()  ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col+4, row); }
 110         public SectorWire north() { return  horizontal ? null : row+4>=getHeight() ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row+4); }
 111         public SectorWire south() { return  horizontal ? null : row-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row-4); }
 112
 113         public String toString() {
 114             return
 115                 (horizontal?(col+":"+(col+3)):(""+col))+","+
 116                 (horizontal?(row+"")         :(row+":"+(row+3)))+
 117                 "x"+plane;
 118         }
 119
 120         /** returns the ZYX0 coordinate of the byte controlling the switchbox that allows <tt>w</tt> to drive this wire */
 121         public int switchbox(SectorWire w) {
 122             if (w.horizontal==horizontal) {
 123                 if (w.plane!=plane) throw new Error();
 124                 if (Math.abs(w.coarse()-coarse())!=4) throw new Error(w.coarse() + " -- " + coarse());
 125                 boolean topleft = horizontal ? (w.coarse() < coarse()) : (w.coarse() > coarse());
 126                 int col = _col() + (( horizontal && !topleft) ? 1 : 0);
 127                 int row = _row() + ((!horizontal &&  topleft) ? 1 : 0);
 128                 return (code(topleft) << 24) | (row<<16) | (col<<8);
 129             }
 130             throw new Error("not implemented");
 131         }
 132
 133         public void dork() {
 134             mode4zyx(switchbox(north()), (1<<6), (1<<6));
 135         }
 136
 137         public void drives(SectorWire w, boolean enable) {
 138             // FIXME: better error checks?
 139             int val = 0;
 140             if (enable) {
 141                 if (!global) val = 0x02;
 142                 else         val = 0x04;
 143             }
 144             int mask = 0x07;
 145             if (w.global) { mask = mask << 3; val = val << 3; }
 146             mode4zyx(switchbox(w), val, mask);
 147         }
 148
 149         public boolean drives(SectorWire w) {
 150             // FIXME: better error checks?
 151             int connect = (mode4zyx(switchbox(w)) >> (global?3:0)) & 0x7;
 152             return (connect & 0x2)!=0;
 153         }
 154         public SectorWire driverRight() {
 155             //System.out.println("checking " + Integer.toString(code(true), 16) + " " +
 156             //Integer.toString(_row(), 16) + " " + Integer.toString(_col(), 16));
 157             int ret = mode4(z(code(true)), _row(), _col());
 158             ret = (ret >> (global?3:0)) & 0x7;
 159             switch(ret) {
 160                 case 0: return null;
 161                 case 1: return null;  /* global wire on same side */
 162                 case 2: return new SectorWire(horizontal, plane, horizontal?(col+4):col, horizontal?row:(row+4));
 163                 case 4: return null;  /* global wire on other side */
 164                 default: throw new Error("multiple drivers on " + this + "!");
 165             }
 166         }
 167
 168         public boolean touches(Cell c) {
 169             return
 170                 horizontal
 171                 ? (c.row==_row() && (_col()/4 == c.col/4))
 172                 : (c.col==_col() && (_row()/4 == c.row/4));
 173         }
 174     }
 175     /*
 176     public final class SwitchBox {
 177         public final boolean h;
 178         public final int col;
 179         public final int row;
 180         public final int plane;
 181         public SwitchBox(boolean h, int col, int row, int plane) { this.h = h; this.col = col; this.row = row; this.plane = plane; }
 182         public SectorWire west(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col-4, row,   plane); }
 183         public SectorWire east(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col+4, row,   plane); }
 184         public SectorWire north(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row-4, plane); }
 185         public SectorWire south(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row+4, plane); }
 186     }
 187     */
 188
 189     public Cell cell(int col, int row) {
 190         if (col<0) return null;
 191         if (row<0) return null;
 192         if (col>=getWidth()) return null;
 193         if (row>=getHeight()) return null;
 194         return new Cell(col, row);
 195     }
 196
 197     public final class Cell {
 198         public final int col;
 199         public final int row;
 200
 201         public void setColumnClock(int where) {
 202             mode4(0x50, 0x00, col, where);
 203         }
 204
 205         public String toString() { return "cell@("+col+","+row+")"; }
 206
 207         public Cell(int col, int row) {
 208             this.row = row;
 209             this.col = col;
 210         }
 211
 212         public Fpslic fpslic() { return Fpslic.this; }
 213         public int hashCode() { return col ^ row ^ Fpslic.this.hashCode(); }
 214         public boolean equals(Object o) {
 215             if (o==null || (!(o instanceof Cell))) return false;
 216             Cell c = (Cell)o;
 217             return c.col == col && c.row == row && c.fpslic()==fpslic();
 218         }
 219
 220         // Accessors for Neighbors //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 221
 222         public SectorWire hwire(int plane)  { return new SectorWire(true, plane, col, row); }
 223         public SectorWire vwire(int plane)  { return new SectorWire(false, plane, col, row); }
 224         public Cell east() { return cell(col+1, row); }
 225         public Cell west() { return cell(col-1, row); }
 226         public Cell north() { return cell(col,   row+1); }
 227         public Cell south() { return cell(col,   row-1); }
 228         public Cell ne() { return cell(col+1, row+1); }
 229         public Cell nw() { return cell(col-1, row+1); }
 230         public Cell se() { return cell(col+1, row-1); }
 231         public Cell sw() { return cell(col-1, row-1); }
 232         public Sector sector() { return new Sector(this); }
 233
 234         /* bit positions mean:  [MSB] zxy z_y zx_ z__ _xy __y _x_ ___ [LSB] */
 235         public void lut(int xlut, int ylut) { xlut(xlut); ylut(ylut); }
 236         public void xlut(int table)    { mode4(7, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
 237         public byte xlut()             { return (byte)(mode4(7, row, col) & 0xff); }
 238         public String printXLut()      { return FpslicUtil.printLut(xlut(), "x", "y", "t"); }
 239         public String printXLutX()     { return FpslicUtil.printLut(xlut(), str(xi(), "x"), str(yi(), "y"), str(ti_source(), "t")); }
 240
 241         public String str(int x, String def) {
 242             switch(x) {
 243                 case NORTH: return "n";
 244                 case SOUTH: return "s";
 245                 case EAST:  return "e";
 246                 case WEST:  return "w";
 247                 case NW:    return "nw";
 248                 case SE:    return "se";
 249                 case NE:    return "ne";
 250                 case SW:    return "sw";
 251                 case FB:    return "fb";
 252                 case L0:    return (hx(0)&&vx(0))?"HV0":hx(0)?"H0":vx(0)?"V0":"L0";
 253                 case L1:    return (hx(1)&&vx(1))?"HV1":hx(1)?"H1":vx(1)?"V1":"L1";
 254                 case L2:    return (hx(2)&&vx(2))?"HV2":hx(2)?"H2":vx(2)?"V2":"L2";
 255                 case L3:    return (hx(3)&&vx(3))?"HV3":hx(3)?"H3":vx(3)?"V3":"L3";
 256                 case L4:    return (hx(4)&&vx(4))?"HV4":hx(4)?"H4":vx(4)?"V4":"L4";
 257                 default: return def;
 258             }
 259         }
 260
 261         /* bit positions mean:  [MSB] zxy zx_ z_y z__ _xy _x_ __y ___ [LSB] */
 262         public void ylut(int table)    { mode4(6, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
 263         public byte ylut()             { return (byte)(mode4(6, row, col) & 0xff); }
 264         public String printYLut()      { return FpslicUtil.printLut(ylut(), "y", "x", "t"); }
 265         public String printYLutX()     { return FpslicUtil.printLut(ylut(), str(yi(), "y"), str(xi(), "x"), str(ti_source(), "t")) + Integer.toString(ylut() & 0xff, 16); }
 266
 267         public void ff_reset_value(boolean value) {
 268             //mode4( /* FIXME WRONG!!! */, row, col, 3, !value); return;
 269         }
 270         /** FIXME!!! */
 271         public boolean ff_reset_value() { return false; }
 272         public boolean columnClocked() {
 273             return false;
 274         }
 275
 276         public void out(int plane, boolean enable) {
 277             switch(plane) {
 278                 case L0: mode4(0x00, row, col, 2, enable); return;
 279                 case L1: mode4(0x00, row, col, 3, enable); return;
 280                 case L2: mode4(0x00, row, col, 5, enable); return;
 281                 case L3: mode4(0x00, row, col, 4, enable); return;
 282                 case L4: mode4(0x00, row, col, 1, enable); return;
 283                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 284             }
 285         }
 286
 287         public boolean out(int plane) {
 288             switch(plane) {
 289                 case L0: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<2)) != 0;
 290                 case L1: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<3)) != 0;
 291                 case L2: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<5)) != 0;
 292                 case L3: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<4)) != 0;
 293                 case L4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<1)) != 0;
 294                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 295             }
 296         }
 297
 298         public void h(int plane, boolean enable) {
 299             switch(plane) {
 300                 case 0: mode4(0x08, row, col, 0, enable); return;
 301                 case 1: mode4(0x08, row, col, 2, enable); return;
 302                 case 2: mode4(0x08, row, col, 5, enable); return;
 303                 case 3: mode4(0x08, row, col, 6, enable); return;
 304                 case 4: mode4(0x00, row, col, 6, enable); return;
 305                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 306             }
 307         }
 308
 309         public boolean hx(int plane) {
 310             switch(plane) {
 311                 case 0: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<0)) != 0;
 312                 case 1: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<2)) != 0;
 313                 case 2: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<5)) != 0;
 314                 case 3: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<6)) != 0;
 315                 case 4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<6)) != 0;
 316                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 317             }
 318         }
 319
 320         public void v(int plane, boolean enable) {
 321             switch(plane) {
 322                 case 0: mode4(0x08, row, col, 1, enable); return;
 323                 case 1: mode4(0x08, row, col, 3, enable); return;
 324                 case 2: mode4(0x08, row, col, 4, enable); return;
 325                 case 3: mode4(0x08, row, col, 7, enable); return;
 326                 case 4: mode4(0x00, row, col, 7, enable); return;
 327                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 328             }
 329         }
 330
 331         public boolean vx(int plane) {
 332             switch(plane) {
 333                 case 0: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<1)) != 0;
 334                 case 1: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<3)) != 0;
 335                 case 2: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<4)) != 0;
 336                 case 3: return (mode4(0x08, row, col) & (1<<7)) != 0;
 337                 case 4: return (mode4(0x00, row, col) & (1<<7)) != 0;
 338                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 339             }
 340         }
 341
 342
 343         public int ti_source() {
 344             switch(mode4(1, row, col) & 0x30) {
 345                 case 0x20: return zi();
 346                 case 0x10: return FB;
 347                 case 0x00: return wi();
 348                 default: throw new Error("ack!");
 349             }
 350         }
 351
 352         public int t() {
 353             switch(mode4(1, row, col) & 0x30) {
 354                 case 0x00: return TMUX_W;
 355                 case 0x10: return wi()==NONE ? TMUX_FB : TMUX_W_AND_FB;
 356                 case 0x20: return wi()==NONE ? TMUX_Z  : TMUX_W_AND_Z;
 357                 case 0x30: throw new RuntimeException("illegal!");
 358                 default: return TMUX_W;
 359             }
 360         }
 361
 362         public void t(int code) {
 363             int result = 0;
 364             switch(code) {
 365                 case TMUX_W:        result = 0x00; break;
 366                 case TMUX_Z:        result = 0x20; break;
 367                 case TMUX_W_AND_Z:  result = 0x20; break;
 368                 case TMUX_FB:       result = 0x10; break;
 369                 case TMUX_W_AND_FB: result = 0x10; break;
 370                 default: result = 0x00; break;
 371             }
 372             mode4(1, row, col, result, 0x30);
 373         }
 374         /*
 375         private void fmux(int source) {
 376             switch(source) {
 377                 case ZMUX:
 378                 case FB:
 379                 case ALWAYS_ON:
 380                 default: throw new Error("unknown argument to fmux()");
 381             }
 382         }
 383
 384         public boolean win_easable() {
 385         }
 386         */
 387
 388         public int ti() {
 389             return mode4(1, row, col) & 0x34;
 390         }
 391
 392         public void t(boolean ignore_z_and_fb, boolean zm_drives_fb, boolean fb_drives_wm) {
 393             // still not totally satisfied...
 394             //     need to find the bit that sets the w-mux off
 395             //     what does it mean for both bits (0x30) to be set to 1?
 396             //if (fb && z) throw new RuntimeException("invalid combination");
 397             int result = 0;
 398             // ZM->FB = 0x04
 399             // FB->WM = 0x10
 400             // WZ->WM = 0x20
 401
 402             // tff => w&z      [0x20]
 403             // fff => w        [0x00]
 404             // ttt => fb&w     [0x34]
 405             // ftt => fb&w     [0x14]
 406             // fft => fb&w     [0x10]
 407
 408             // ttf => w&z      [0x24]
 409             // ftf => w        [0x04]
 410             // tft => fb&w     [0x30]
 411             if (ignore_z_and_fb) result |= 0x20;
 412             if (zm_drives_fb) result |= 0x04;
 413             if (fb_drives_wm) result |= 0x10;
 414             mode4(1, row, col, result, 0x34);
 415         }
 416
 417
 418         public void c(int source) {
 419             switch(source) {
 420                 case XLUT: mode4(1, row, col, 0x00, 0xc0); break;
 421                 case YLUT: mode4(1, row, col, 0x40, 0xc0); break;
 422                 case ZMUX: mode4(1, row, col, 0x80, 0xc0); break;
 423                 default:   throw new RuntimeException("Invalid Argument");
 424             }
 425         }
 426         public int c() {
 427             int cval = mode4(1, row, col) & 0xc0;
 428             switch (cval) {
 429                 case 0x00: return XLUT;
 430                 case 0x40: return YLUT;
 431                 case 0x80: return ZMUX;
 432             }
 433             throw new Error("c() => " + cval);
 434         }
 435         public void b(boolean registered) { mode4(1, row, col, 3, !registered); }
 436         public void f(boolean registered) { mode4(1, row, col, 2, !registered); }
 437         public boolean xo()               { return (mode4(1, row, col) & 0x01) != 0; }
 438         public boolean yo()               { return (mode4(1, row, col) & 0x02) != 0; }
 439         public void xo(boolean center)    { mode4(1, row, col, 0, center); }
 440         public void yo(boolean center)    { mode4(1, row, col, 1, center); }
 441
 442         public void xo(Cell c) {
 443             if (c.row==row || c.col==col) {   // use the y-input
 444                 xlut(LUT_OTHER);
 445                 yi(c);
 446             } else {
 447                 xlut(LUT_SELF);
 448                 xi(c);
 449             }
 450             xo(false);
 451         }
 452
 453         public void yo(Cell c) {
 454             if (!(c.row==row || c.col==col)) {   // use the x-input
 455                 ylut(LUT_OTHER);
 456                 xi(c);
 457             } else {
 458                 ylut(LUT_SELF);
 459                 yi(c);
 460             }
 461             yo(false);
 462         }
 463
 464         public boolean b() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 3)) == 0; }
 465         public boolean f() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 2)) == 0; }
 466         public boolean x() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 1)) != 0; }
 467         public boolean y() { return (mode4(1, row, col) & (1 << 0)) != 0; }
 468
 469         public int oe() {
 470             switch (mode4(0x02, row, col) & 0x3) {
 471                 case 0: return NONE;
 472                 case 1: return H4;
 473                 case 2: return V4;
 474                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 475             }
 476         }
 477         public void oe(int source) {
 478             switch(source) {
 479                 case NONE: mode4(0x02, row, col, 0, 0x3); break;
 480                 case H4:   mode4(0x02, row, col, 1, 0x3); break;
 481                 case V4:   mode4(0x02, row, col, 2, 0x3); break;
 482                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 483             }
 484         }
 485
 486         public int xi() {
 487             // FIXME: can be multiple
 488             if ((mode4(0x03, row, col) & (1<<4))!=0) return L4;
 489             switch(mode4(0x05, row, col) & 0xff) {
 490                 case 0x80: return SW;
 491                 case (1<<6): return NE;
 492                 case (1<<5): return SE;
 493                 case (1<<4): return NW;
 494                 case (1<<3): return L0;
 495                 case (1<<2): return L1;
 496                 case (1<<1): return L2;
 497                 case (1<<0): return L3;
 498                 case 0: return NONE;
 499                 default: throw new Error();
 500             }
 501         }
 502
 503         public void xi(int source) {
 504             switch(source) {
 505                 case SW: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<7); break;
 506                 case NE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<6); break;
 507                 case SE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<5); break;
 508                 case NW: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<4); break;
 509
 510                 case L0: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<3); break;
 511                 case L1: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<2); break;
 512                 case L2: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<1); break;
 513                 case L3: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 1<<0); break;
 514                 case L4: mode4(0x03, row, col, 4, true);  mode4(0x05, row, col,    0); break;
 515
 516                 case NONE: mode4(0x03, row, col, 4, false); mode4(0x05, row, col, 0); break;
 517                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 518             }
 519         }
 520
 521         public void xi(SectorWire sw) {
 522             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 523             xi(sw.plane);
 524         }
 525
 526         public void xi(Cell c) {
 527             if      (c.row==row-1 && c.col==col-1) xi(SW);
 528             else if (c.row==row+1 && c.col==col-1) xi(NW);
 529             else if (c.row==row-1 && c.col==col+1) xi(SE);
 530             else if (c.row==row+1 && c.col==col+1) xi(NE);
 531             else throw new RuntimeException("invalid argument");
 532         }
 533
 534         public int yi() {
 535             if ((mode4(0x02, row, col) & (1<<6))!=0) return L4;
 536             switch(mode4(0x04, row, col) & 0xff) {
 537                 case (1<<7): return NORTH;
 538                 case (1<<5): return SOUTH;
 539                 case (1<<6): return WEST;
 540                 case (1<<4): return EAST;
 541                 case (1<<3): return L0;
 542                 case (1<<2): return L1;
 543                 case (1<<1): return L2;
 544                 case (1<<0): return L3;
 545                 case 0: return NONE;
 546                 default: throw new Error();
 547             }
 548         }
 549
 550         public void yi(int source) {
 551             switch(source) {
 552                 case NORTH: mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<7); break;
 553                 case SOUTH: mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<5); break;
 554                 case WEST:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<6); break;
 555                 case EAST:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<4); break;
 556                 case L4:    mode4(0x02, row, col, 6, true);  mode4(0x04, row, col,    0); break;
 557                 case L3:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<0); break;
 558                 case L2:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<1); break;
 559                 case L1:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<2); break;
 560                 case L0:    mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col, 1<<3); break;
 561                 case NONE:  mode4(0x02, row, col, 6, false); mode4(0x04, row, col,    0); break;
 562                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 563             }
 564         }
 565
 566         public void yi(SectorWire sw) {
 567             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 568             yi(sw.plane);
 569         }
 570
 571         public void yi(Cell c) {
 572             if      (c.row==row-1 && c.col==col)   yi(SOUTH);
 573             else if (c.row==row+1 && c.col==col)   yi(NORTH);
 574             else if (c.row==row   && c.col==col-1) yi(WEST);
 575             else if (c.row==row   && c.col==col+1) yi(EAST);
 576             else throw new RuntimeException("invalid argument");
 577         }
 578
 579         public void wi(SectorWire sw) {
 580             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 581             wi(sw.plane);
 582         }
 583
 584         public void wi(int source) {
 585             switch(source) {
 586                 case L4:    mode4(0x03, row, col, 1<<5, 0xEC); break;
 587                 case L3:    mode4(0x03, row, col, 1<<6, 0xEC); break;
 588                 case L2:    mode4(0x03, row, col, 1<<7, 0xEC); break;
 589                 case L1:    mode4(0x03, row, col, 1<<3, 0xEC); break;
 590                 case L0:    mode4(0x03, row, col, 1<<2, 0xEC); break;
 591                 case NONE:  mode4(0x03, row, col,    0, 0xEC); break;
 592                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 593             }
 594         }
 595
 596         public int wi() {
 597             int who = mode4(0x03, row, col) & 0xEC;
 598             switch(who) {
 599                 case (1<<5): return L4;
 600                 case (1<<6): return L3;
 601                 case (1<<7): return L2;
 602                 case (1<<3): return L1;
 603                 case (1<<2): return L0;
 604                 case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
 605                 case (0):    return NONE;
 606                 default: throw new RuntimeException("invalid argument: " + who);
 607             }
 608         }
 609
 610
 611         public void zi(SectorWire sw) {
 612             if (!sw.touches(this)) throw new RuntimeException("invalid argument");
 613             zi(sw.plane);
 614         }
 615
 616         public void zi(int source) {
 617             switch(source) {
 618                 case L4:    mode4(0x02, row, col, 1<<7, 0xDB); break;
 619                 case L3:    mode4(0x02, row, col, 1<<5, 0xDB); break;
 620                 case L2:    mode4(0x02, row, col, 1<<4, 0xDB); break;
 621                 case L1:    mode4(0x02, row, col, 1<<3, 0xDB); break;
 622                 case L0:    mode4(0x02, row, col, 1<<2, 0xDB); break;
 623                 case NONE:  mode4(0x02, row, col,    0, 0xDB); break;
 624                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
 625             }
 626         }
 627
 628         public int zi() {
 629             switch(mode4(0x02, row, col) & 0x9B) {
 630                 case (1<<7): return L4;
 631                 case (1<<5): return L3;
 632                 case (1<<4): return L2;
 633                 case (1<<3): return L1;
 634                 case (1<<2): return L0;
 635                 case (1<<1): return NONE;  /* huh? */
 636                 case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
 637                 case 0:      return NONE;
 638                 default: throw new RuntimeException("invalid argument: zi=="+(mode4(0x02, row, col) & 0x9B));
 639             }
 640         }
 641
 642         public Cell dir(int i) {
 643             switch(i) {
 644                 case NORTH: return north();
 645                 case SOUTH: return south();
 646                 case EAST: return east();
 647                 case WEST: return west();
 648                 case NW: return nw();
 649                 case SW: return sw();
 650                 case SE: return se();
 651                 case NE: return ne();
 652             }
 653             return null;
 654         }
 655         public int dir(Cell c) {
 656             if      (c.row==row-1 && c.col==col-1) return SW;
 657             else if (c.row==row+1 && c.col==col-1) return NW;
 658             else if (c.row==row-1 && c.col==col+1) return SE;
 659             else if (c.row==row+1 && c.col==col+1) return NE;
 660             else if (c.row==row-1 && c.col==col)   return SOUTH;
 661             else if (c.row==row+1 && c.col==col)   return NORTH;
 662             else if (c.row==row   && c.col==col-1) return WEST;
 663             else if (c.row==row   && c.col==col+1) return EAST;
 664             return -1;
 665         }
 666
 667         public void generalized_c_element() {
 668
 669             /*
 670             ylut(LUT_SELF & (~LUT_OTHER));
 671             xlut((~LUT_SELF) | LUT_OTHER);
 672             c(ZMUX);
 673             zi(L2);
 674             //h(L2, true);
 675             out(L2, true);
 676             xo(true);
 677             yo(true);
 678             */
 679
 680             //ylut(0xB2);
 681             ylut((LUT_SELF & ~LUT_OTHER) | (LUT_Z & ~LUT_OTHER) | (LUT_Z & LUT_SELF & LUT_OTHER));
 682             xlut(LUT_Z);
 683             c(YLUT);
 684             f(false);
 685             b(false);
 686             t(false, false, true);
 687             yo(false);
 688             xo(false);
 689         }
 690
 691
 692         // Relevance //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 693         public boolean relevant() {
 694             return xo_relevant() || yo_relevant() || out_relevant();
 695         }
 696
 697         public boolean xo_relevant() { return xo_relevant(NE) || xo_relevant(SE) || xo_relevant(NW) || xo_relevant(SW); }
 698         public boolean xo_relevant(int direction) {
 699             switch(direction) {
 700                 case NE: return ne() != null && ne().xi()==SW;
 701                 case NW: return nw() != null && nw().xi()==SE;
 702                 case SE: return se() != null && se().xi()==NW;
 703                 case SW: return sw() != null && sw().xi()==NE;
 704                 default: return false;
 705             }
 706         }
 707         public boolean yo_relevant() { return yo_relevant(NORTH) || yo_relevant(SOUTH) || yo_relevant(EAST) || yo_relevant(WEST); }
 708         public boolean yo_relevant(int direction) {
 709             switch(direction) {
 710                 case NORTH: return north() != null && north().yi()==SOUTH  /*&& north().yi_relevant()*/;
 711                 case EAST: return east() != null  && east().yi()==WEST     /*&& east().yi_relevant()*/;
 712                 case SOUTH: return south() != null && south().yi()==NORTH  /*&& south().yi_relevant()*/;
 713                 case WEST: return west() != null  && west().yi()==EAST     /*&& west().yi_relevant()*/;
 714                 default: return false;
 715             }
 716         }
 717         public boolean xi_relevant() { return xi_to_xlut_relevant() || xi_to_ylut_relevant(); }
 718         public boolean yi_relevant() { return yi_to_xlut_relevant() || yi_to_ylut_relevant(); }
 719         public boolean xi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & 0xcc) >> 2) != (ylut() & 0x33)); }
 720         public boolean yi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & 0xcc) >> 2) != (xlut() & 0x33)); }
 721         public boolean zi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_Z) >> 4) != (xlut() & LUT_Z)); }
 722         public boolean zi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_Z) >> 4) != (ylut() & LUT_Z)); }
 723         public boolean xi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_SELF) >> 1) != (xlut() & (LUT_SELF >> 1))); }
 724         public boolean yi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_SELF) >> 1) != (ylut() & (LUT_SELF >> 1))); }
 725         public boolean xlut_relevant() {
 726             if ((c()==XLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
 727             if (xo()) return false;
 728             return xo_relevant();
 729         }
 730         public boolean ylut_relevant() {
 731             if ((c()==YLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
 732             if (yo()) return false;
 733             return yo_relevant();
 734         }
 735         public boolean c_relevant() {
 736             switch(ti()) {
 737                 case 0x34: return true;
 738                 case 0x14: return true;
 739                 case 0x10: return true;
 740                 case 0x30: return true;
 741             }
 742             for(int i=0; i<5; i++)
 743                 if (out(i))
 744                     return true;
 745             if (xo() || yo()) return true;
 746             return false;
 747         }
 748
 749         public boolean register_relevant() {
 750             if (!c_relevant()) return false;
 751             if (f() && out_relevant()) return true;
 752             if (f() && fb_relevant()) return true;
 753             if (b() && xo()) return true;
 754             if (b() && yo()) return true;
 755             return false;
 756         }
 757         public boolean out_relevant() {
 758             boolean out = false;
 759             boolean connect = false;
 760             for(int i=0; i<4; i++) {
 761
 762                 // FIXME FIXME FIXME
 763                 if (i==3) continue;
 764
 765                 if (out(L0+i)) out = true;
 766                 if (hx(L0+i)) connect = true;
 767                 if (vx(L0+i)) connect = true;
 768             }
 769             return out && connect;
 770         }
 771
 772         public boolean fb_relevant() {
 773             /*
 774             if (!(zi_to_xlut_relevant()) ||
 775                 !(zi_to_ylut_relevant())) return false;
 776             switch(ti()) {
 777                 case 0x34: return true;
 778                 case 0x14: return true;
 779                 case 0x10: return true;
 780                 case 0x30: return true;
 781             }
 782             return false;
 783             */
 784             return true;
 785         }
 786
 787
 788     }
 789
 790     public IOB iob_bot(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 0, primary, true); }
 791     public IOB iob_top(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 1, primary, true); }
 792     public IOB iob_left(int row, boolean primary)  { return new IOB(0, row, primary, false); }
 793     public IOB iob_right(int row, boolean primary) { return new IOB(1, row, primary, false); }
 794     /*
 795     public IOB fromPin(int pin) {
 796         if (pin >=  4 && pin <= 11) return io(pin-3);
 797         if (pin >= 15 && pin <= 18) return io(pin-2);
 798         if (pin >= 19 && pin <= 24) return io(pin);
 799         if (pin >= 27 && pin <= 30) return io(pin-2);
 800         if (pin >= 33 && pin <= 36) return io(pin);
 801         if (pin >= 38 && pin <= 47) return io(pin+1);
 802
 803
 804         if (pin >= 33 && pin <= 36) return io(pin+36);
 805         if (pin >= 38 && pin <= 41) return io(pin+43);
 806         if (pin >= 42 && pin <= 43) return io(pin+47);
 807         if (pin >= 44 && pin <= 47) return io(pin+49);
 808         if (pin >= 57 && pin <= 62) return io(pin+40);
 809         if (pin >= 63 && pin <= 66) return io(pin+46);
 810         if (pin >= 68 && pin <= 71) return io(pin+53);
 811         if (pin >= 72 && pin <= 73) return io(pin+53);
 812         if (pin >= 74 && pin <= 75) return io(pin+63);
 813         if (pin >= 76 && pin <= 77) return io(143+(pin-76));
 814         if (pin >= 80 && pin <= 81) return io(145+(pin-80));
 815         if (pin >= 82 && pin <= 85) return io(151+(pin-82));
 816         if (pin >= 86 && pin <= 89) return io(165+(pin-86));
 817         if (pin >= 91 && pin <= 94) return io(177+(pin-91));
 818         if (pin >= 95 && pin <= 96) return io(183+(pin-95));
 819         if (pin >= 97 && pin <= 100) return io(189+(pin-97));
 820         if (pin >= 161 && pin <= 164) return io(289+(pin-161));
 821         if (pin >= 165 && pin <= 166) return io(297+(pin-165));
 822         if (pin >= 167 && pin <= 168) return io(303+(pin-167));
 823         if (pin >= 169 && pin <= 170) return io(309+(pin-169));
 824         if (pin >= 172 && pin <= 173) return io(313+(pin-172));
 825         if (pin >= 174 && pin <= 175) return io(325+(pin-174));
 826         if (pin >= 176 && pin <= 179) return io(327+(pin-176));
 827         if (pin >= 180 && pin <= 181) return io(335+(pin-180));
 828         if (pin >= 184 && pin <= 185) return io(337+(pin-184));
 829         if (pin >= 186 && pin <= 191) return io(343+(pin-186));
 830         if (pin >= 192 && pin <= 193) return io(359+(pin-192));
 831         if (pin >= 195 && pin <= 196) return io(363+(pin-195));
 832         if (pin >= 197 && pin <= 200) return io(369+(pin-197));
 833         if (pin >= 201 && pin <= 204) return io(381+(pin-201));
 834     }
 835     public io(int ionum) {
 836         if (ionum <= 94) {
 837             int cell = (94 - pin) / 2;
 838             boolean primary = cell * 2 == (94-pin);
 839         }
 840     }
 841     */
 842     public final class IOB {
 843         public final int col;
 844         public final int row;
 845         public final boolean primary;
 846         public final boolean northsouth;
 847         public IOB(int col, int row, boolean primary, boolean northsouth) {
 848             this.col = col;
 849             this.row = row;
 850             this.northsouth = northsouth;
 851             this.primary = primary;
 852         }
 853         /*
 854         public String dump() {
 855             System.out.println("[ "+
 856                                (schmitt()?"schmitt ":"")+
 857                                (slew()==3?"fast ":slew()==2?"med ":slew()==1?"slow ":"slew-unknown ")+
 858                                (cr()?"cr ":"")+
 859                                (reg()?"reg ":"")+
 860
 861         }
 862         */
 863         public void enableOutput(int direction) {
 864             useoem(true);
 865             output(direction);
 866             pullnone();
 867             useoem(true);
 868             oem(ALWAYS_ON);
 869             oe(true);
 870             // note: east-side IOBs should have slew=med, others slew=fast
 871             slew((!northsouth && col==1) ? MEDIUM : FAST);
 872         }
 873         public void enableInput() {
 874             schmitt(true);
 875             pullnone();
 876         }
 877
 878         public void    useoem(boolean use)  { mode4(z(3), row, col, 6, use); }
 879         public boolean useoem()             { return (mode4(z(3), row, col) & (1<<6))!=0; }
 880         public void    schmitt(boolean use) { mode4(z(0), row, col, 7, use); }
 881         public boolean schmitt()            { return (mode4(z(0), row, col) & (1<<7))!=0; }
 882
 883         public void    slew(int slew) {
 884             switch(slew) {
 885                 case FAST:   mode4(z(0), row, col, 3<<5, 0x60); return;
 886                 case MEDIUM: mode4(z(0), row, col, 2<<5, 0x60); return;
 887                 case SLOW:   mode4(z(0), row, col, 1<<5, 0x60); return;
 888                 default: throw new Error();
 889             }
 890         }
 891
 892         public void    oem(int source) {
 893             switch(source) {
 894                 case ALWAYS_ON:  mode4(z(3), row, col, 1<<5, 0x3f); return;
 895                 case ALWAYS_OFF: mode4(z(3), row, col,    0, 0x3f); return;
 896                 default: throw new Error();
 897             }
 898         }
 899
 900         private int z(int code) { return (northsouth ? 0x70 : 0x60) | (primary ? 0x00 : 0x04) | (code & 0x7); }
 901         public void pullup()   { mode4(z(0), row, col, 0x00<<1, 0x06); }
 902         public void pulldown() { mode4(z(0), row, col, 0x03<<1, 0x06); }
 903         public void pullnone() { mode4(z(0), row, col, 0x01<<1, 0x06); }
 904         public void oe(boolean oe) {
 905             int old =  mode4(z(1), row, col) & (~(1<<5));
 906             old     |= oe ? 0 : (1<<5);
 907             mode4(z(1), row, col, old & 0xff);
 908         }
 909
 910         public void output(int which) {
 911             switch(which) {
 912                 case NONE:
 913                     mode4(z(1), row, col, 0, 0x1f); return;
 914                 case WEST: case EAST: case NORTH: case SOUTH:
 915                     mode4(z(1), row, col, 1<<0, 0x1f); return;
 916                 case NW: case SW: case NE: case SE:
 917                     mode4(z(1), row, col, 1<<1, 0x1f); return;
 918                 default: throw new Error();
 919             }
 920         }
 921
 922     }
 923
 924
 925 }