checkpoint
[slipway.git] / src / edu / berkeley / obits / device / atmel / At40k.java
index 3d43d75..5aaa308 100644 (file)
 package edu.berkeley.obits.device.atmel;
-import static edu.berkeley.obits.device.atmel.AtmelDevice.Constants.*;
+
+import com.atmel.fpslic.*;
+import static com.atmel.fpslic.FpslicConstants.*;
+import static com.atmel.fpslic.Fpslic.Util.*;
 import edu.berkeley.obits.*;
 import org.ibex.util.*;
+import java.util.*;
+import java.io.*;
 
 public class At40k {
 
-    private final AtmelDevice dev;
+    /*private*/public final Fpslic dev;
     private final int width;
     private final int height;
 
-    public At40k(AtmelDevice dev, int width, int height) {
+    public At40k(Fpslic dev, int width, int height) {
         this.width = width;
         this.height = height;
         this.dev = dev;
     }
 
     public static class At40k10 extends At40k {
-        public At40k10(AtmelDevice dev) { super(dev, 24, 24); }
+        public At40k10(Fpslic dev) { super(dev, 24, 24); }
     }
 
-    public Sector sector(int col, int row) { return new Sector(col, row); }
     public final class Sector {
         public final int col;
         public final int row;
-        public Sector(int col, int row) {
+        public Sector(Cell c) { this((c.col/4)*4, (c.row/4)*4); }
+        private Sector(int col, int row) {
             if (row % 4 != 0) throw new Error("Sector must be created with a multiple-of-4 row");
             if (col % 4 != 0) throw new Error("Sector must be created with a multiple-of-4 col");
             this.row = row;
             this.col = col;
         }
+        public Sector north() { return row+4>=height ? null : new Sector(col, row+4); }
+        public Sector south() { return row==0 ?        null : new Sector(col, row-4); }
+        public Sector east()  { return col+4>=width ?  null : new Sector(col+4, row); }
+        public Sector west()  { return col==0 ?        null : new Sector(col-4, row); }
+        public Cell cell() { return At40k.this.cell(col, row); }
+    }
+
+    public final class SectorWire {
+        public final boolean global;
+        public final boolean horizontal;
+        public final int     plane;
+        public final int     row;
+        public final int     col;
+        public SectorWire(boolean horizontal, int plane, int col, int row) {
+            this.horizontal=horizontal;
+            this.global = false;
+            this.plane=plane;
+            this.col= horizontal ? (col & ~0x3) : col;
+            this.row=!horizontal ? (row & ~0x3) : row;
+        }
+        public boolean isDriven() {
+            // FIXME: bridging connections (horiz-to-vert)
+            for(int i=0; i<4; i++)
+                if (cell(horizontal ? col+i : col,
+                         horizontal ? row   : row+i).out(plane)) return true;
+            // FIXME: sector switchbox drivers
+            return false;
+        }
+        private int z(int z)       { return (horizontal ? 0x30 : 0x20) | z; }
+        public int code(boolean topleft) {
+            switch(plane) {
+                case 0: return z(6)+(topleft?0:1);
+                case 1: return z(8)+(topleft?0:1);
+                case 2: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
+                case 3: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
+                case 4: return z(2*(4-plane))+(topleft?0:1);
+            }
+            throw new Error();
+        }
+
+        private final int fine()   { return horizontal ? row : col; }
+        public  final int coarse() { return horizontal ? col : row; }
+        private int _row()  { return horizontal ? row          : ((row)>>2); }
+        private int _col()  { return horizontal ? ((col)>>2) : col;          }
+
+        public SectorWire west()  { return !horizontal ? null : col-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col-4, row); }
+        public SectorWire east()  { return !horizontal ? null : col+4>=width  ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col+4, row); }
+        public SectorWire north() { return  horizontal ? null : row+4>=height ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row+4); }
+        public SectorWire south() { return  horizontal ? null : row-4<0       ? null : new SectorWire(horizontal, plane, col,   row-4); }
+
+        public String toString() {
+            return
+                (horizontal?(col+":"+(col+3)):(""+col))+","+
+                (horizontal?(row+"")         :(row+":"+(row+3)))+
+                "x"+plane;
+        }
+
+        /** returns the ZYX0 coordinate of the byte controlling the switchbox that allows <tt>w</tt> to drive this wire */
+        public int switchbox(SectorWire w) {
+            if (w.horizontal==horizontal) {
+                if (w.plane!=plane) throw new Error();
+                if (Math.abs(w.coarse()-coarse())!=4) throw new Error(w.coarse() + " -- " + coarse());
+                boolean topleft = horizontal ? (w.coarse() < coarse()) : (w.coarse() > coarse());
+                int col = _col() + (( horizontal && !topleft) ? 1 : 0);
+                int row = _row() + ((!horizontal &&  topleft) ? 1 : 0);
+                return (code(topleft) << 24) | (row<<16) | (col<<8);
+            }
+            throw new Error("not implemented");
+        }
+
+        public void drives(SectorWire w, boolean enable) {
+            dev.mode4zyx(switchbox(w), enable?0x02:0x00, 0x07);
+        }
+
+        public boolean drives(SectorWire w) {
+            int connect = (dev.mode4zyx(switchbox(w)) >> (global?3:0)) & 0x7;
+            return (connect & 0x2)!=0;
+        }
+        public SectorWire driverRight() {
+            System.out.println("checking " + Integer.toString(code(true), 16) + " " + Integer.toString(_row(), 16) + " " + Integer.toString(_col(), 16));
+            int ret = dev.mode4(z(code(true)), _row(), _col());
+            ret = (ret >> (global?3:0)) & 0x7;
+            switch(ret) {
+                case 0: return null;
+                case 1: return null;  /* global wire on same side */
+                case 2: return new SectorWire(horizontal, plane, horizontal?(col+4):col, horizontal?row:(row+4));
+                case 4: return null;  /* global wire on other side */
+                default: throw new Error("multiple drivers on " + this + "!");
+            }
+        }
+    }
+    /*    
+    public final class SwitchBox {
+        public final boolean h;
+        public final int col;
+        public final int row;
+        public final int plane;
+        public SwitchBox(boolean h, int col, int row, int plane) { this.h = h; this.col = col; this.row = row; this.plane = plane; }
+        public SectorWire west(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col-4, row,   plane); }
+        public SectorWire east(boolean global)  { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col+4, row,   plane); }
+        public SectorWire north(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row-4, plane); }
+        public SectorWire south(boolean global) { return !h ? null : global ? null : new SectorWire(h, col,   row+4, plane); }
+    }
+    */
+
+    public Cell cell(int col, int row) {
+        if (col<0) return null;
+        if (row<0) return null;
+        if (col>=width) return null;
+        if (row>=height) return null;
+        return new Cell(col, row);
     }
 
-    public Cell cell(int col, int row) { return new Cell(col, row); }
     public final class Cell {
         public final int col;
         public final int row;
-        public Sector getSector() { return sector(col - (col % 4), row - (row % 4)); }
+
         public Cell(int col, int row) {
             this.row = row;
             this.col = col;
         }
+        
+        // Accessors for Neighbors //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+        public SectorWire hwire(int plane)  { return new SectorWire(true, plane, col, row); }
+        public SectorWire vwire(int plane)  { return new SectorWire(false, plane, col, row); }
+        public Cell east() { return cell(col+1, row); }
+        public Cell west() { return cell(col-1, row); }
+        public Cell north() { return cell(col,   row+1); }
+        public Cell south() { return cell(col,   row-1); }
+        public Cell ne() { return cell(col+1, row+1); }
+        public Cell nw() { return cell(col-1, row+1); }
+        public Cell se() { return cell(col+1, row-1); }
+        public Cell sw() { return cell(col-1, row-1); }
+        public Sector sector() { return new Sector(this); }
 
-        /* bit positions mean:  [MSB] ___ __y _x_ _xy z__ z_y zx_ zxy [LSB] */
-        public void ylut(byte table)   { dev.mode4(6, row, col, ~table); }
+        /* bit positions mean:  [MSB] zxy z_y zx_ z__ _xy __y _x_ ___ [LSB] */
+        public void lut(int xlut, int ylut) { xlut(xlut); ylut(ylut); }
+        public void xlut(int table)    { dev.mode4(7, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
+        public byte xlut()             { return (byte)(dev.mode4(7, row, col) & 0xff); }
+        public String printXLut()      { return printLut(xlut(), "x", "y", "t"); }
+        public String printXLutX()     { return printLut(xlut(), str(xi(), "x"), str(yi(), "y"), str(ti_source(), "t")); }
 
-        /* bit positions mean:  [MSB] ___ __y _x_ _xy z__ z_y zx_ zxy [LSB] */
-        public void xlut(byte table)   { dev.mode4(7, row, col, ~table); }
+        public String str(int x, String def) {
+            switch(x) {
+                case NORTH: return "n";
+                case SOUTH: return "s";
+                case EAST:  return "e";
+                case WEST:  return "w";
+                case NW:    return "nw";
+                case SE:    return "se";
+                case NE:    return "ne";
+                case SW:    return "sw";
+                case FB:    return "fb";
+                case L0:    return (hx(0)&&vx(0))?"HV0":hx(0)?"H0":vx(0)?"V0":"L0";
+                case L1:    return (hx(1)&&vx(1))?"HV1":hx(1)?"H1":vx(1)?"V1":"L1";
+                case L2:    return (hx(2)&&vx(2))?"HV2":hx(2)?"H2":vx(2)?"V2":"L2";
+                case L3:    return (hx(3)&&vx(3))?"HV3":hx(3)?"H3":vx(3)?"V3":"L3";
+                case L4:    return (hx(4)&&vx(4))?"HV4":hx(4)?"H4":vx(4)?"V4":"L4";
+                default: return def;
+            }
+        }
+
+        /* bit positions mean:  [MSB] zxy zx_ z_y z__ _xy _x_ __y ___ [LSB] */
+        public void ylut(int table)    { dev.mode4(6, row, col, (byte)(table & 0xff)); }
+        public byte ylut()             { return (byte)(dev.mode4(6, row, col) & 0xff); }
+        public String printYLut()      { return printLut(ylut(), "y", "x", "t"); }
+        public String printYLutX()     { return printLut(ylut(), str(yi(), "y"), str(xi(), "x"), str(ti_source(), "t")) + Integer.toString(ylut() & 0xff, 16); }
 
         public void ff_reset_value(boolean value) {
             //dev.mode4( /* FIXME WRONG!!! */, row, col, 3, !value); return;
         }
+        /** FIXME!!! */
+        public boolean ff_reset_value() { return false; }
+        public boolean columnClocked() {
+            return false;
+        }
 
         public void out(int plane, boolean enable) {
             switch(plane) {
-                case 0: dev.mode4(0x00, row, col, 2, enable); return;
-                case 1: dev.mode4(0x00, row, col, 3, enable); return;
-                case 2: dev.mode4(0x00, row, col, 5, enable); return;
-                case 3: dev.mode4(0x00, row, col, 4, enable); return;
-                case 4: dev.mode4(0x00, row, col, 1, enable); return;
+                case L0: dev.mode4(0x00, row, col, 2, enable); return;
+                case L1: dev.mode4(0x00, row, col, 3, enable); return;
+                case L2: dev.mode4(0x00, row, col, 5, enable); return;
+                case L3: dev.mode4(0x00, row, col, 4, enable); return;
+                case L4: dev.mode4(0x00, row, col, 1, enable); return;
+                default: throw new RuntimeException("invalid argument");
+            }
+        }
+
+        public boolean out(int plane) {
+            switch(plane) {
+                case L0: return (dev.mode4(0x00, row, col) & (1<<2)) != 0;
+                case L1: return (dev.mode4(0x00, row, col) & (1<<3)) != 0;
+                case L2: return (dev.mode4(0x00, row, col) & (1<<5)) != 0;
+                case L3: return (dev.mode4(0x00, row, col) & (1<<4)) != 0;
+                case L4: return (dev.mode4(0x00, row, col) & (1<<1)) != 0;
                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
             }
         }
 
         public void h(int plane, boolean enable) {
             switch(plane) {
-                case 0: dev.mode4(0x08, row, col, 0, enable); return;
-                case 1: dev.mode4(0x08, row, col, 2, enable); return;
+                case 0: dev.mode4(0x08, row, col, 2, enable); return;
+                case 1: dev.mode4(0x08, row, col, 0, enable); return;
                 case 2: dev.mode4(0x08, row, col, 5, enable); return;
                 case 3: dev.mode4(0x08, row, col, 6, enable); return;
                 case 4: dev.mode4(0x00, row, col, 6, enable); return;
@@ -73,6 +245,17 @@ public class At40k {
             }
         }
         
+        public boolean hx(int plane) {
+            switch(plane) {
+                case 0: return (dev.mode4(0x08, row, col) & (1<<2)) != 0;
+                case 1: return (dev.mode4(0x08, row, col) & (1<<0)) != 0;
+                case 2: return (dev.mode4(0x08, row, col) & (1<<5)) != 0;
+                case 3: return (dev.mode4(0x08, row, col) & (1<<6)) != 0;
+                case 4: return (dev.mode4(0x00, row, col) & (1<<6)) != 0;
+                default: throw new RuntimeException("invalid argument");
+            }
+        }
+        
         public void v(int plane, boolean enable) {
             switch(plane) {
                 case 0: dev.mode4(0x08, row, col, 1, enable); return;
@@ -84,17 +267,97 @@ public class At40k {
             }
         }
         
-        public void t(boolean z, boolean w, boolean fb) {
+        public boolean vx(int plane) {
+            switch(plane) {
+                case 0: return (dev.mode4(0x08, row, col) & (1<<1)) != 0;
+                case 1: return (dev.mode4(0x08, row, col) & (1<<3)) != 0;
+                case 2: return (dev.mode4(0x08, row, col) & (1<<4)) != 0;
+                case 3: return (dev.mode4(0x08, row, col) & (1<<7)) != 0;
+                case 4: return (dev.mode4(0x00, row, col) & (1<<7)) != 0;
+                default: throw new RuntimeException("invalid argument");
+            }
+        }
+        
+
+        public int ti_source() {
+            switch(dev.mode4(1, row, col) & 0x30) {
+                case 0x20: return zi();
+                case 0x10: return FB;
+                case 0x00: return wi();
+                default: throw new Error("ack!");
+            }
+        }
+
+        public int t() {
+            System.err.println("found " + (dev.mode4(1, row, col) & 0x34));
+            switch(dev.mode4(1, row, col) & 0x34) {
+                case 0x20: return TMUX_Z;
+                case 0x24: return TMUX_W_AND_Z;
+                case 0x34: return TMUX_FB;
+                case 0x14: return TMUX_W_AND_FB;
+                case 0x00: return TMUX_W;
+                    //default: throw new RuntimeException("unknown!");
+                default: return TMUX_W; 
+            }
+        }
+
+        public void t(int code) {
+            int result = 0;
+            switch(code) {
+                case TMUX_Z:        result = 0x20; break; // TOTALLYBOGUS throw new Error("not implemented, but should be possible");
+                case TMUX_W_AND_Z:  result = 0x24; break;
+                case TMUX_FB:       result = 0x34; break; /* I think this is actually W_AND_FB, sadly */
+                case TMUX_W_AND_FB: result = 0x14; break;
+                case TMUX_W:        result = 0x00; break;
+                    //default: throw new RuntimeException("unknown code! " + code);
+                default: result = 0x00; break;
+            }
+            dev.mode4(1, row, col, result, 0x34);
+        }
+        /*
+        private void fmux(int source) {
+            switch(source) {
+                case ZMUX:      
+                case FB:        
+                case ALWAYS_ON: 
+                default: throw new Error("unknown argument to fmux()");
+            }
+        }
+
+        public boolean win_easable() {
+        }
+        */
+
+        public int ti() {
+            return dev.mode4(1, row, col) & 0x34;
+        }
+
+        public void t(boolean ignore_z_and_fb, boolean zm_drives_fb, boolean fb_drives_wm) {
             // still not totally satisfied...
-            //     how to we distinguish between z&w vs z or w&fb vs fb?
+            //     need to find the bit that sets the w-mux off
             //     what does it mean for both bits (0x30) to be set to 1?
-            if (fb && z) throw new RuntimeException("invalid combination");
+            //if (fb && z) throw new RuntimeException("invalid combination");
             int result = 0;
-            if (z)  result |= 0x20;
-            if (fb) result |= 0x10;
-            dev.mode4(1, row, col, result, 0x30);
+            // ZM->FB = 0x04
+            // FB->WM = 0x10
+            // WZ->WM = 0x20
+
+            // tff => w&z      [0x20]
+            // fff => w        [0x00]
+            // ttt => fb&w     [0x34]
+            // ftt => fb&w     [0x14]
+            // fft => fb&w     [0x10]
+
+            // ttf => w&z      [0x24]
+            // ftf => w        [0x04]
+            // tft => fb&w     [0x30]
+            if (ignore_z_and_fb) result |= 0x20;
+            if (zm_drives_fb) result |= 0x04;
+            if (fb_drives_wm) result |= 0x10;
+            dev.mode4(1, row, col, result, 0x34);
         }
 
+
         public void c(int source) {
             switch(source) {
                 case XLUT: dev.mode4(1, row, col, 0x00, 0xc0); break;
@@ -103,13 +366,34 @@ public class At40k {
                 default:   throw new RuntimeException("Invalid Argument");
             }
         }
-
+        public int c() {
+            int cval = dev.mode4(1, row, col) & 0xc0;
+            switch (cval) {
+                case 0x00: return XLUT;
+                case 0x40: return YLUT;
+                case 0x80: return ZMUX;
+            }
+            throw new Error("c() => " + cval);
+        }
         public void b(boolean registered) { dev.mode4(1, row, col, 3, !registered); }
         public void f(boolean registered) { dev.mode4(1, row, col, 2, !registered); }
+        public boolean xo()               { return (dev.mode4(1, row, col) & 0x01) != 0; }
+        public boolean yo()               { return (dev.mode4(1, row, col) & 0x02) != 0; }
+        public void xo(boolean center)    { dev.mode4(1, row, col, 0, center); }
+        public void yo(boolean center)    { dev.mode4(1, row, col, 1, center); }
+        public boolean b() { return (dev.mode4(1, row, col) & (1 << 3)) == 0; }
+        public boolean f() { return (dev.mode4(1, row, col) & (1 << 2)) == 0; }
+        public boolean x() { return (dev.mode4(1, row, col) & (1 << 1)) != 0; }
+        public boolean y() { return (dev.mode4(1, row, col) & (1 << 0)) != 0; }
 
-        public void xo(boolean center)    { dev.mode4(1, row, col, 1, center); }
-        public void yo(boolean center)    { dev.mode4(1, row, col, 0, center); }
-
+        public int oe() {
+            switch (dev.mode4(0x02, row, col) & 0x3) {
+                case 0: return NONE;
+                case 1: return H4;
+                case 2: return V4;
+                default: throw new RuntimeException("invalid argument");                    
+            }
+        }
         public void oe(int source) {
             switch(source) {
                 case NONE: dev.mode4(0x02, row, col, 0, 0x3); break;
@@ -119,65 +403,216 @@ public class At40k {
             }
         }
 
-        public void xin(int source) {
+        public int xi() {
+            // FIXME: can be multiple
+            if ((dev.mode4(0x03, row, col) & (1<<4))!=0) return L4;
+            switch(dev.mode4(0x05, row, col) & 0xff) {
+                case 0x80: return SW;
+                case (1<<6): return NE;
+                case (1<<5): return SE;
+                case (1<<4): return NW;
+                case (1<<3): return L0;
+                case (1<<2): return L1;
+                case (1<<1): return L2;
+                case (1<<0): return L3;
+                case 0: return NONE;
+                default: throw new Error();
+            }
+        }
+
+        public void xi(int source) {
             switch(source) {
                 case SW: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<7); break;
                 case NE: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<6); break;
                 case SE: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<5); break;
                 case NW: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<4); break;
                 case L4: dev.mode4(0x03, row, col, 4, true);  dev.mode4(0x05, row, col,    0); break;
-                case L3: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<3); break;
-                case L2: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<2); break;
-                case L1: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<1); break;
-                case L0: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<0); break;
+                case L3: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<0); break;
+                case L2: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<1); break;
+                case L1: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<2); break;
+                case L0: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 1<<3); break;
+                case NONE: dev.mode4(0x03, row, col, 4, false); dev.mode4(0x05, row, col, 0); break;
                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
             }
         }
 
-        // FIXME: cancel out the others
-        public void yin(int source) {
+        public int yi() {
+            if ((dev.mode4(0x02, row, col) & (1<<6))!=0) return L4;
+            switch(dev.mode4(0x04, row, col) & 0xff) {
+                case 0x80: return NORTH;
+                case (1<<5): return SOUTH;
+                case (1<<6): return WEST;
+                case (1<<4): return EAST;
+                case (1<<3): return L0;
+                case (1<<2): return L1;
+                case (1<<1): return L2;
+                case (1<<0): return L3;
+                case 0: return NONE;
+                default: throw new Error();
+            }
+        }
+
+        public void yi(int source) {
             switch(source) {
                 case NORTH: dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<7); break;
-                case SOUTH: dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<6); break;
-                case WEST:  dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<5); break;
+                case SOUTH: dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<5); break;
+                case WEST:  dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<6); break;
                 case EAST:  dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<4); break;
                 case L4:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, true);  dev.mode4(0x04, row, col,    0); break;
-                case L3:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<3); break;
-                case L2:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<2); break;
-                case L1:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<1); break;
-                case L0:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<0); break;
+                case L3:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<0); break;
+                case L2:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<1); break;
+                case L1:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<2); break;
+                case L0:    dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col, 1<<3); break;
+                case NONE:  dev.mode4(0x02, row, col, 6, false); dev.mode4(0x04, row, col,    0); break;
                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
             }
         }
 
-        public void win(int source) {
+        public void wi(int source) {
             switch(source) {
                 case L4:    dev.mode4(0x03, row, col, 1<<5, 0xEC); break;
                 case L3:    dev.mode4(0x03, row, col, 1<<6, 0xEC); break;
                 case L2:    dev.mode4(0x03, row, col, 1<<7, 0xEC); break;
                 case L1:    dev.mode4(0x03, row, col, 1<<3, 0xEC); break;
                 case L0:    dev.mode4(0x03, row, col, 1<<2, 0xEC); break;
+                case NONE:  dev.mode4(0x03, row, col,    0, 0xEC); break;
                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
             }
         }
 
-        public void zin(int source) {
+        public int wi() {
+            int who = dev.mode4(0x03, row, col) & 0xEC;
+            switch(who) {
+                case (1<<5): return L4;
+                case (1<<6): return L3;
+                case (1<<7): return L2;
+                case (1<<3): return L1;
+                case (1<<2): return L0;
+                case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
+                case (0):    return NONE;
+                default: throw new RuntimeException("invalid argument: " + who);
+            }
+        }
+
+       
+        public void zi(int source) {
             switch(source) {
                 case L4:    dev.mode4(0x02, row, col, 1<<7, 0xDB); break;
                 case L3:    dev.mode4(0x02, row, col, 1<<5, 0xDB); break;
                 case L2:    dev.mode4(0x02, row, col, 1<<4, 0xDB); break;
                 case L1:    dev.mode4(0x02, row, col, 1<<3, 0xDB); break;
                 case L0:    dev.mode4(0x02, row, col, 1<<2, 0xDB); break;
+                case NONE:  dev.mode4(0x02, row, col,    0, 0xDB); break;
                 default: throw new RuntimeException("invalid argument");
             }
         }
 
+        public int zi() {
+            switch(dev.mode4(0x02, row, col) & 0xDB) {
+                case (1<<7): return L4;
+                case (1<<5): return L3;
+                case (1<<4): return L2;
+                case (1<<3): return L1;
+                case (1<<2): return L0;
+                case (1<<1): return NONE;  /* huh? */
+                case (1<<0): return NONE;  /* huh? */
+                case 0:      return NONE;
+                default: throw new RuntimeException("invalid argument: zi=="+(dev.mode4(0x02, row, col) & 0xDB));
+            }
+        }
+
+
+        // Relevance //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+        public boolean xo_relevant() { return xo_relevant(NE) || xo_relevant(SE) || xo_relevant(NW) || xo_relevant(SW); }
+        public boolean xo_relevant(int direction) {
+            switch(direction) {
+                case NE: return ne() != null && ne().xi()==SW /*&& ne().xi_relevant()*/;
+                case NW: return nw() != null && nw().xi()==SE /*&& nw().xi_relevant()*/;
+                case SE: return se() != null && se().xi()==NW /*&& se().xi_relevant()*/;
+                case SW: return sw() != null && sw().xi()==NE /*&& sw().xi_relevant()*/;
+                default: return false;
+            }
+        }
+        public boolean yo_relevant() { return yo_relevant(NORTH) || yo_relevant(SOUTH) || yo_relevant(EAST) || yo_relevant(WEST); }
+        public boolean yo_relevant(int direction) {
+            switch(direction) {
+                case NORTH: return north() != null && north().yi()==SOUTH  /*&& north().yi_relevant()*/;
+                case EAST: return east() != null  && east().yi()==WEST     /*&& east().yi_relevant()*/;
+                case SOUTH: return south() != null && south().yi()==NORTH  /*&& south().yi_relevant()*/;
+                case WEST: return west() != null  && west().yi()==EAST     /*&& west().yi_relevant()*/;
+                default: return false;
+            }
+        }
+        public boolean xi_relevant() { return xi_to_xlut_relevant() || xi_to_ylut_relevant(); }
+        public boolean yi_relevant() { return yi_to_xlut_relevant() || yi_to_ylut_relevant(); }
+        public boolean xi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & 0xcc) >> 2) != (ylut() & 0x33)); }
+        public boolean yi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & 0xcc) >> 2) != (xlut() & 0x33)); }
+        public boolean zi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_Z) >> 4) != (xlut() & LUT_Z)); }
+        public boolean zi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_Z) >> 4) != (ylut() & LUT_Z)); }
+        public boolean xi_to_xlut_relevant() { return (((xlut() & LUT_SELF) >> 1) != (xlut() & (LUT_SELF >> 1))); }
+        public boolean yi_to_ylut_relevant() { return (((ylut() & LUT_SELF) >> 1) != (ylut() & (LUT_SELF >> 1))); }
+        public boolean xlut_relevant() {
+            if ((c()==XLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
+            if (xo()) return false;
+            return xo_relevant();
+        }
+        public boolean ylut_relevant() {
+            if ((c()==YLUT || c()==ZMUX) && c_relevant()) return true;
+            if (yo()) return false;
+            return yo_relevant();
+        }
+        public boolean c_relevant() {
+            switch(ti()) {
+                case 0x34: return true;
+                case 0x14: return true;
+                case 0x10: return true;
+                case 0x30: return true;
+            }
+            for(int i=0; i<5; i++)
+                if (out(i))
+                    return true;
+            if (xo() || yo()) return true;
+            return false;
+        }
+
+        public boolean register_relevant() {
+            if (!c_relevant()) return false;
+            if (f() && out_relevant()) return true;
+            if (f() && fb_relevant()) return true;
+            if (b() && xo()) return true;
+            if (b() && yo()) return true;
+            return false;
+        }
+        public boolean out_relevant() {
+            boolean out = false;
+            boolean connect = false;
+            for(int i=0; i<4; i++) {
+                if (out(L0+i)) out = true;
+                if (hx(L0+i)) connect = true;
+                if (vx(L0+i)) connect = true;
+            }
+            return out && connect;
+        }
+        public boolean fb_relevant() {
+            if (!(zi_to_xlut_relevant()) ||
+                !(zi_to_ylut_relevant())) return false;
+            switch(ti()) {
+                case 0x34: return true;
+                case 0x14: return true;
+                case 0x10: return true;
+                case 0x30: return true;
+            }
+            return false;
+        }
+
+
     }
 
-    public IOB iob_top(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 0, primary); }
-    public IOB iob_bot(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 1, primary); }
-    public IOB iob_left(int row, boolean primary)  { return new IOB(1, row, primary); }
-    public IOB iob_right(int row, boolean primary) { return new IOB(2, row, primary); }
+    public IOB iob_bot(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 0, primary, true); }
+    public IOB iob_top(int col, boolean primary)   { return new IOB(col, 1, primary, true); }
+    public IOB iob_left(int row, boolean primary)  { return new IOB(0, row, primary, false); }
+    public IOB iob_right(int row, boolean primary) { return new IOB(1, row, primary, false); }
     /*
     public IOB fromPin(int pin) {
         if (pin >=  4 && pin <= 11) return io(pin-3);
@@ -230,28 +665,140 @@ public class At40k {
         public final int col;
         public final int row;
         public final boolean primary;
-        public IOB(int col, int row, boolean primary) { this.col = col; this.row = row; this.primary = primary; }
+        public final boolean northsouth;
+        public IOB(int col, int row, boolean primary, boolean northsouth) {
+            this.col = col;
+            this.row = row;
+            this.northsouth = northsouth;
+            this.primary = primary;
+        }
+        /*
+        public String dump() {
+            System.out.println("[ "+
+                               (schmitt()?"schmitt ":"")+
+                               (slew()==3?"fast ":slew()==2?"med ":slew()==1?"slow ":"slew-unknown ")+
+                               (cr()?"cr ":"")+
+                               (reg()?"reg ":"")+
+                               
+        }
+        */
+        public void enableOutput(int direction) {
+            useoem(true);
+            output(direction);
+            pullnone();
+            useoem(true);
+            oem(ALWAYS_ON);
+            oe(true);
+            // note: east-side IOBs should have slew=med, others slew=fast
+            slew((!northsouth && col==1) ? MEDIUM : FAST);
+        }
+        public void enableInput() {
+            schmitt(true);
+            pullnone();
+        }
+
+        public void    useoem(boolean use)  { dev.mode4(z(3), row, col, 6, use); }
+        public boolean useoem()             { return (dev.mode4(z(3), row, col) & (1<<6))!=0; }
+        public void    schmitt(boolean use) { dev.mode4(z(0), row, col, 7, use); }
+        public boolean schmitt()            { return (dev.mode4(z(0), row, col) & (1<<7))!=0; }
 
-        private int z(int code) { return 0x60 | (primary ? 0x08 : 0x10) | code; }
-        public void pullup()   { dev.mode4(z(0), row, col, (dev.mode4(z(0), row, col) & (~0x6)) | 0x00); }
-        public void pulldown() { dev.mode4(z(0), row, col, (dev.mode4(z(0), row, col) & (~0x6)) | 0x03); }
-        public void pullnone() { dev.mode4(z(0), row, col, (dev.mode4(z(0), row, col) & (~0x6)) | 0x01); }
+        public void    slew(int slew) {
+            switch(slew) {
+                case FAST:   dev.mode4(z(0), row, col, 3<<5, 0x60); return;
+                case MEDIUM: dev.mode4(z(0), row, col, 2<<5, 0x60); return;
+                case SLOW:   dev.mode4(z(0), row, col, 1<<5, 0x60); return;
+                default: throw new Error();
+            }
+        }
+
+        public void    oem(int source) {
+            switch(source) {
+                case ALWAYS_ON:  dev.mode4(z(3), row, col, 1<<5, 0x3f); return;
+                case ALWAYS_OFF: dev.mode4(z(3), row, col,    0, 0x3f); return;
+                default: throw new Error();
+            }
+        }
+
+        private int z(int code) { return (northsouth ? 0x70 : 0x60) | (primary ? 0x00 : 0x04) | (code & 0x7); }
+        public void pullup()   { dev.mode4(z(0), row, col, 0x00<<1, 0x06); }
+        public void pulldown() { dev.mode4(z(0), row, col, 0x03<<1, 0x06); }
+        public void pullnone() { dev.mode4(z(0), row, col, 0x01<<1, 0x06); }
         public void oe(boolean oe) {
             int old =  dev.mode4(z(1), row, col) & (~(1<<5));
             old     |= oe ? 0 : (1<<5);
             dev.mode4(z(1), row, col, old & 0xff);
         }
+
         public void output(int which) {
-            if (which < 0 || which > 6) throw new RuntimeException("oem(x) only valid for 0<=x<=5");
-            int d = dev.mode4(z(1), row, col) & 0x80;
-            if (which>0) { d |= 1 << (which==6 ? 6 : which==0 ? 5 : (which-1)); }
-            Log.warn("z", Integer.toString(z(1),16));
-            Log.warn("y", Integer.toString(row,16));
-            Log.warn("x", Integer.toString(col,16));
-            Log.warn("d", Integer.toString(d,16));
-            dev.mode4(z(1), row, col, d);
+            switch(which) {
+                case NONE:
+                    dev.mode4(z(1), row, col, 0, 0x1f); return;
+                case WEST: case EAST: case NORTH: case SOUTH:
+                    dev.mode4(z(1), row, col, 1<<0, 0x1f); return;
+                case NW: case SW: case NE: case SE:
+                    dev.mode4(z(1), row, col, 1<<1, 0x1f); return;
+                default: throw new Error();
+            }
+        }
+
+    }
+
+    public static void main(String[] s) throws Exception {
+        System.out.println(printLut(0x39, "se", "n", "L0"));
+    }
+    public static synchronized String printLut(int lut, String xn, String yn, String zn) {
+        try {
+            File f = File.createTempFile("mvsis", ".mvs");
+            f.deleteOnExit();
+
+            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f);
+            PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(fos));
+            pw.println(".model clb");
+            pw.println(".inputs "+xn+" "+yn+" "+zn);
+            pw.println(".outputs O");
+            pw.println(".table "+xn+" "+yn+" "+zn+/*("X_xor_Y X_xor_Z Y_xor_Z")+*/ " -> O");
+            for(int i=8; i>=0; i--) {
+                int x = ((i & 0x01)!=0 ? 1 : 0);
+                int y = ((i & 0x02)!=0 ? 1 : 0);
+                int z = ((i & 0x04)!=0 ? 1 : 0);
+                pw.print(" "+x+" ");
+                pw.print(" "+y+" ");
+                pw.print(" "+z+" ");
+                //pw.print(" "+(x ^ y)+" ");
+                //pw.print(" "+(y ^ z)+" ");
+                //pw.print(" "+(z ^ y)+" ");
+                pw.print((lut & (1<<i))==0 ? 0 : 1);
+                pw.println();
+            }
+            pw.println(".end");
+            pw.flush();
+            pw.close();
+            Process p = Runtime.getRuntime().exec(new String[] { "mvsis", "-c", "simplify;print_factor", f.getAbsolutePath() });
+            new Gobble("mvsis: ", p.getErrorStream()).start();
+            //new Gobble("mvsis: ", p.getInputStream()).start();
+            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream()));
+            String ret = br.readLine();
+            //f.delete();
+            return ret.trim();
+        } catch (Exception e) {
+            e.printStackTrace();
+            return "*mvsis_error*";
         }
-        
     }
 
+    public static class Gobble extends Thread {
+        private final String header;
+        private final BufferedReader br;
+        public Gobble(String header, BufferedReader br) { this.br = br; this.header = header; }
+        public Gobble(String header, Reader r)          { this(header, new BufferedReader(r)); }
+        public Gobble(String header, InputStream is)    { this(header, new InputStreamReader(is)); }
+        public void run() {
+            try {
+                for(String s = br.readLine(); s!=null; s=br.readLine())
+                    System.err.println(header + s);
+            } catch (Exception e) {
+                e.printStackTrace();
+            }
+        }
+    }
 }