summaryrefslogtreecommitdiff
path: root/kernel/rtlil.h
blob: 7e052b091500f7947d5a99579579b579f55d599c (plain)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165
1166
1167
1168
1169
1170
1171
1172
1173
1174
1175
/*
 *  yosys -- Yosys Open SYnthesis Suite
 *
 *  Copyright (C) 2012  Clifford Wolf <clifford@clifford.at>
 *  
 *  Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
 *  purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
 *  copyright notice and this permission notice appear in all copies.
 *  
 *  THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
 *  WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
 *  MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
 *  ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
 *  WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
 *  ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
 *  OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
 *
 */

#include "kernel/yosys.h"

#ifndef RTLIL_H
#define RTLIL_H

YOSYS_NAMESPACE_BEGIN

namespace RTLIL
{
	enum State : unsigned char {
		S0 = 0,
		S1 = 1,
		Sx = 2, // undefined value or conflict
		Sz = 3, // high-impedance / not-connected
		Sa = 4, // don't care (used only in cases)
		Sm = 5  // marker (used internally by some passes)
	};

	enum SyncType : unsigned char {
		ST0 = 0, // level sensitive: 0
		ST1 = 1, // level sensitive: 1
		STp = 2, // edge sensitive: posedge
		STn = 3, // edge sensitive: negedge
		STe = 4, // edge sensitive: both edges
		STa = 5, // always active
		STi = 6  // init
	};

	enum ConstFlags : unsigned char {
		CONST_FLAG_NONE   = 0,
		CONST_FLAG_STRING = 1,
		CONST_FLAG_SIGNED = 2,  // only used for parameters
		CONST_FLAG_REAL   = 4   // unused -- to be used for parameters
	};

	struct Const;
	struct Selection;
	struct Monitor;
	struct Design;
	struct Module;
	struct Wire;
	struct Memory;
	struct Cell;
	struct SigChunk;
	struct SigBit;
	struct SigSpecIterator;
	struct SigSpecConstIterator;
	struct SigSpec;
	struct CaseRule;
	struct SwitchRule;
	struct SyncRule;
	struct Process;

	typedef std::pair<SigSpec, SigSpec> SigSig;

	struct IdString
	{
		// the global id string cache

		struct char_ptr_cmp {
			bool operator()(const char *a, const char *b) {
				for (int i = 0; a[i] || b[i]; i++)
					if (a[i] != b[i])
						return a[i] < b[i];
				return false;
			}
		};

		static std::vector<int> global_refcount_storage_;
		static std::vector<char*> global_id_storage_;
		static std::map<char*, int, char_ptr_cmp> global_id_index_;
		static std::vector<int> global_free_idx_list_;

		static inline int get_reference(int idx)
		{
			global_refcount_storage_.at(idx)++;
			return idx;
		}

		static inline int get_reference(const char *p)
		{
			if (p[0]) {
				log_assert(p[1] != 0);
				log_assert(p[0] == '$' || p[0] == '\\');
			}

			auto it = global_id_index_.find((char*)p);
			if (it != global_id_index_.end()) {
				global_refcount_storage_.at(it->second)++;
				return it->second;
			}

			if (global_free_idx_list_.empty()) {
				log_assert(global_id_storage_.size() < 0x40000000);
				global_free_idx_list_.push_back(global_id_storage_.size());
				global_id_storage_.push_back(nullptr);
				global_refcount_storage_.push_back(0);
			}

			int idx = global_free_idx_list_.back();
			global_free_idx_list_.pop_back();
			global_id_storage_.at(idx) = strdup(p);
			global_id_index_[global_id_storage_.at(idx)] = idx;
			global_refcount_storage_.at(idx)++;
			return idx;
		}

		static inline void put_reference(int idx)
		{
			log_assert(global_refcount_storage_.at(idx) > 0);

			if (--global_refcount_storage_.at(idx) != 0)
				return;

			global_id_index_.erase(global_id_storage_.at(idx));
			free(global_id_storage_.at(idx));
			global_id_storage_.at(idx) = nullptr;
			global_free_idx_list_.push_back(idx);
		}

		// the actual IdString object is just is a single int

		int index_;

		IdString() : index_(get_reference("")) { }
		IdString(const char *str) : index_(get_reference(str)) { }
		IdString(const IdString &str) : index_(get_reference(str.index_)) { }
		IdString(const std::string &str) : index_(get_reference(str.c_str())) { }
		~IdString() { put_reference(index_); }

		void operator=(const IdString &rhs) {
			put_reference(index_);
			index_ = get_reference(rhs.index_);
		}

		void operator=(const char *rhs) {
			IdString id(rhs);
			*this = id;
		}

		void operator=(const std::string &rhs) {
			IdString id(rhs);
			*this = id;
		}

		const char *c_str() const {
			return global_id_storage_.at(index_);
		}

		std::string str() const {
			return std::string(global_id_storage_.at(index_));
		}

		bool operator<(IdString rhs) const {
			return index_ < rhs.index_;
		}

		bool operator==(IdString rhs) const { return index_ == rhs.index_; }
		bool operator!=(IdString rhs) const { return index_ != rhs.index_; }

		// The methods below are just convinience functions for better compatibility with std::string.

		bool operator==(const std::string &rhs) const { return str() == rhs; }
		bool operator!=(const std::string &rhs) const { return str() != rhs; }

		bool operator==(const char *rhs) const { return strcmp(c_str(), rhs) == 0; }
		bool operator!=(const char *rhs) const { return strcmp(c_str(), rhs) != 0; }

		char operator[](size_t i) const {
			const char *p = c_str();
			for (; i != 0; i--, p++) 
				log_assert(*p != 0);
			return *p;
		}

		std::string substr(size_t pos = 0, size_t len = std::string::npos) const {
			if (len == std::string::npos || len >= strlen(c_str() + pos))
				return std::string(c_str() + pos);
			else
				return std::string(c_str() + pos, len);
		}

		size_t size() const {
			return str().size();
		}

		bool empty() const {
			return c_str()[0] == 0;
		}

		void clear() {
			*this = IdString();
		}

		// The following is a helper key_compare class. Instead of for example std::set<Cell*>
		// use std::set<Cell*, IdString::compare_ptr_by_name<Cell>> if the order of cells in the
		// set has an influence on the algorithm.

		template<typename T> struct compare_ptr_by_name {
			bool operator()(const T *a, const T *b) {
				return (a == nullptr || b == nullptr) ? (a < b) : (a->name < b->name);
			}
		};

		// often one needs to check if a given IdString is part of a list (for example a list
		// of cell types). the following functions helps with that.

		template<typename T, typename... Args>
		bool in(T first, Args... rest) {
			return in(first) || in(rest...);
		}

		bool in(IdString rhs) { return *this == rhs; }
		bool in(const char *rhs) { return *this == rhs; }
		bool in(const std::string &rhs) { return *this == rhs; }
		bool in(const std::set<IdString> &rhs) { return rhs.count(*this) != 0; }
	};

	static inline std::string escape_id(std::string str) {
		if (str.size() > 0 && str[0] != '\\' && str[0] != '$')
			return "\\" + str;
		return str;
	}

	static inline std::string unescape_id(std::string str) {
		if (str.size() > 1 && str[0] == '\\' && str[1] != '$')
			return str.substr(1);
		return str;
	}

	static inline std::string unescape_id(RTLIL::IdString str) {
		return unescape_id(str.str());
	}

	static inline const char *id2cstr(const RTLIL::IdString &str) {
		return log_id(str);
	}

	template <typename T> struct sort_by_name_id {
		bool operator()(T *a, T *b) const {
			return a->name < b->name;
		}
	};

	template <typename T> struct sort_by_name_str {
		bool operator()(T *a, T *b) const {
			return strcmp(a->name.c_str(), b->name.c_str()) < 0;
		}
	};

	struct sort_by_id_str {
		bool operator()(RTLIL::IdString a, RTLIL::IdString b) const {
			return strcmp(a.c_str(), b.c_str()) < 0;
		}
	};

	// see calc.cc for the implementation of this functions
	RTLIL::Const const_not         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_and         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_or          (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_xor         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_xnor        (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);

	RTLIL::Const const_reduce_and  (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_reduce_or   (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_reduce_xor  (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_reduce_xnor (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_reduce_bool (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);

	RTLIL::Const const_logic_not   (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_logic_and   (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_logic_or    (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);

	RTLIL::Const const_shl         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_shr         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_sshl        (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_sshr        (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_shift       (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_shiftx      (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);

	RTLIL::Const const_lt          (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_le          (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_eq          (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_ne          (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_eqx         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_nex         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_ge          (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_gt          (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);

	RTLIL::Const const_add         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_sub         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_mul         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_div         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_mod         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_pow         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);

	RTLIL::Const const_pos         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_bu0         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);
	RTLIL::Const const_neg         (const RTLIL::Const &arg1, const RTLIL::Const &arg2, bool signed1, bool signed2, int result_len);


	// This iterator-range-pair is used for Design::modules(), Module::wires() and Module::cells().
	// It maintains a reference counter that is used to make sure that the container is not modified while being iterated over.

	template<typename T>
	struct ObjIterator
	{
		typename std::map<RTLIL::IdString, T>::iterator it;
		std::map<RTLIL::IdString, T> *list_p;
		int *refcount_p;

		ObjIterator() : list_p(nullptr), refcount_p(nullptr) {
		}

		ObjIterator(decltype(list_p) list_p, int *refcount_p) : list_p(list_p), refcount_p(refcount_p) {
			if (list_p->empty()) {
				this->list_p = nullptr;
				this->refcount_p = nullptr;
			} else {
				it = list_p->begin();
				(*refcount_p)++;
			}
		}

		ObjIterator(const RTLIL::ObjIterator<T> &other) {
			it = other.it;
			list_p = other.list_p;
			refcount_p = other.refcount_p;
			if (refcount_p)
				(*refcount_p)++;
		}

		ObjIterator &operator=(const RTLIL::ObjIterator<T> &other) {
			if (refcount_p)
				(*refcount_p)--;
			it = other.it;
			list_p = other.list_p;
			refcount_p = other.refcount_p;
			if (refcount_p)
				(*refcount_p)++;
			return *this;
		}

		~ObjIterator() {
			if (refcount_p)
				(*refcount_p)--;
		}

		inline T operator*() const {
			log_assert(list_p != nullptr);
			return it->second;
		}

		inline bool operator!=(const RTLIL::ObjIterator<T> &other) const {
			if (list_p == nullptr || other.list_p == nullptr)
				return list_p != other.list_p;
			return it != other.it;
		}

		inline void operator++() {
			log_assert(list_p != nullptr);
			if (++it == list_p->end()) {
				(*refcount_p)--;
				list_p = nullptr;
				refcount_p = nullptr;
			}
		}
	};

	template<typename T>
	struct ObjRange
	{
		std::map<RTLIL::IdString, T> *list_p;
		int *refcount_p;

		ObjRange(decltype(list_p) list_p, int *refcount_p) : list_p(list_p), refcount_p(refcount_p) { }
		RTLIL::ObjIterator<T> begin() { return RTLIL::ObjIterator<T>(list_p, refcount_p); }
		RTLIL::ObjIterator<T> end() { return RTLIL::ObjIterator<T>(); }

		size_t size() const {
			return list_p->size();
		}

		operator std::set<T>() const {
			std::set<T> result;
			for (auto &it : *list_p)
				result.insert(it.second);
			return result;
		}

		operator std::vector<T>() const {
			std::vector<T> result;
			result.reserve(list_p->size());
			for (auto &it : *list_p)
				result.push_back(it.second);
			return result;
		}

		std::set<T> to_set() const { return *this; }
		std::vector<T> to_vector() const { return *this; }
	};
};

struct RTLIL::Const
{
	int flags;
	std::vector<RTLIL::State> bits;

	Const();
	Const(std::string str);
	Const(int val, int width = 32);
	Const(RTLIL::State bit, int width = 1);
	Const(std::vector<RTLIL::State> bits) : bits(bits) { flags = CONST_FLAG_NONE; };

	bool operator <(const RTLIL::Const &other) const;
	bool operator ==(const RTLIL::Const &other) const;
	bool operator !=(const RTLIL::Const &other) const;

	bool as_bool() const;
	int as_int() const;
	std::string as_string() const;

	std::string decode_string() const;
};

struct RTLIL::Selection
{
	bool full_selection;
	std::set<RTLIL::IdString> selected_modules;
	std::map<RTLIL::IdString, std::set<RTLIL::IdString>> selected_members;

	Selection(bool full = true) : full_selection(full) { }

	bool selected_module(RTLIL::IdString mod_name) const;
	bool selected_whole_module(RTLIL::IdString mod_name) const;
	bool selected_member(RTLIL::IdString mod_name, RTLIL::IdString memb_name) const;
	void optimize(RTLIL::Design *design);

	template<typename T1> void select(T1 *module) {
		if (!full_selection && selected_modules.count(module->name) == 0) {
			selected_modules.insert(module->name);
			selected_members.erase(module->name);
		}
	}

	template<typename T1, typename T2> void select(T1 *module, T2 *member) {
		if (!full_selection && selected_modules.count(module->name) == 0)
			selected_members[module->name].insert(member->name);
	}

	bool empty() const {
		return !full_selection && selected_modules.empty() && selected_members.empty();
	}
};

struct RTLIL::Monitor
{
	virtual ~Monitor() { }
	virtual void notify_module_add(RTLIL::Module*) { }
	virtual void notify_module_del(RTLIL::Module*) { }
	virtual void notify_connect(RTLIL::Cell*, const RTLIL::IdString&, const RTLIL::SigSpec&, RTLIL::SigSpec&) { }
	virtual void notify_connect(RTLIL::Module*, const RTLIL::SigSig&) { }
	virtual void notify_connect(RTLIL::Module*, const std::vector<RTLIL::SigSig>&) { }
	virtual void notify_blackout(RTLIL::Module*) { }
};

struct RTLIL::Design
{
	std::set<RTLIL::Monitor*> monitors;

	int refcount_modules_;
	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Module*> modules_;

	std::vector<RTLIL::Selection> selection_stack;
	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Selection> selection_vars;
	std::string selected_active_module;

	Design();
	~Design();

	RTLIL::ObjRange<RTLIL::Module*> modules();
	RTLIL::Module *module(RTLIL::IdString name);

	bool has(RTLIL::IdString id) const {
		return modules_.count(id) != 0;
	}

	void add(RTLIL::Module *module);
	RTLIL::Module *addModule(RTLIL::IdString name);
	void remove(RTLIL::Module *module);

	void check();
	void optimize();

	bool selected_module(RTLIL::IdString mod_name) const;
	bool selected_whole_module(RTLIL::IdString mod_name) const;
	bool selected_member(RTLIL::IdString mod_name, RTLIL::IdString memb_name) const;

	bool selected_module(RTLIL::Module *mod) const;
	bool selected_whole_module(RTLIL::Module *mod) const;

	bool full_selection() const {
		return selection_stack.back().full_selection;
	}

	template<typename T1> bool selected(T1 *module) const {
		return selected_module(module->name);
	}

	template<typename T1, typename T2> bool selected(T1 *module, T2 *member) const {
		return selected_member(module->name, member->name);
	}

	template<typename T1, typename T2> void select(T1 *module, T2 *member) {
		if (selection_stack.size() > 0) {
			RTLIL::Selection &sel = selection_stack.back();
			sel.select(module, member);
		}
	}

	std::vector<RTLIL::Module*> selected_modules() const;
	std::vector<RTLIL::Module*> selected_whole_modules() const;
	std::vector<RTLIL::Module*> selected_whole_modules_warn() const;
};

#define RTLIL_ATTRIBUTE_MEMBERS                                \
	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Const> attributes;    \
	void set_bool_attribute(RTLIL::IdString id) {          \
		attributes[id] = RTLIL::Const(1);              \
	}                                                      \
	bool get_bool_attribute(RTLIL::IdString id) const {    \
		if (attributes.count(id) == 0)                 \
			return false;                          \
		return attributes.at(id).as_bool();            \
	}

struct RTLIL::Module
{
protected:
	void add(RTLIL::Wire *wire);
	void add(RTLIL::Cell *cell);

public:
	RTLIL::Design *design;
	std::set<RTLIL::Monitor*> monitors;

	int refcount_wires_;
	int refcount_cells_;

	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Wire*> wires_;
	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Cell*> cells_;
	std::vector<RTLIL::SigSig> connections_;

	RTLIL::IdString name;
	std::set<RTLIL::IdString> avail_parameters;
	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Memory*> memories;
	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Process*> processes;
	RTLIL_ATTRIBUTE_MEMBERS

	Module();
	virtual ~Module();
	virtual RTLIL::IdString derive(RTLIL::Design *design, std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Const> parameters);
	virtual size_t count_id(RTLIL::IdString id);
	virtual void check();
	virtual void optimize();

	void connect(const RTLIL::SigSig &conn);
	void connect(const RTLIL::SigSpec &lhs, const RTLIL::SigSpec &rhs);
	void new_connections(const std::vector<RTLIL::SigSig> &new_conn);
	const std::vector<RTLIL::SigSig> &connections() const;

	std::vector<RTLIL::IdString> ports;
	void fixup_ports();

	template<typename T> void rewrite_sigspecs(T functor);
	void cloneInto(RTLIL::Module *new_mod) const;
	virtual RTLIL::Module *clone() const;

	bool has_memories() const;
	bool has_processes() const;

	bool has_memories_warn() const;
	bool has_processes_warn() const;

	std::vector<RTLIL::Wire*> selected_wires() const;
	std::vector<RTLIL::Cell*> selected_cells() const;

	template<typename T> bool selected(T *member) const {
		return design->selected_member(name, member->name);
	}

	RTLIL::Wire* wire(RTLIL::IdString id) { return wires_.count(id) ? wires_.at(id) : nullptr; }
	RTLIL::Cell* cell(RTLIL::IdString id) { return cells_.count(id) ? cells_.at(id) : nullptr; }

	RTLIL::ObjRange<RTLIL::Wire*> wires() { return RTLIL::ObjRange<RTLIL::Wire*>(&wires_, &refcount_wires_); }
	RTLIL::ObjRange<RTLIL::Cell*> cells() { return RTLIL::ObjRange<RTLIL::Cell*>(&cells_, &refcount_cells_); }

	// Removing wires is expensive. If you have to remove wires, remove them all at once.
	void remove(const std::set<RTLIL::Wire*> &wires);
	void remove(RTLIL::Cell *cell);

	void rename(RTLIL::Wire *wire, RTLIL::IdString new_name);
	void rename(RTLIL::Cell *cell, RTLIL::IdString new_name);
	void rename(RTLIL::IdString old_name, RTLIL::IdString new_name);

	void swap_names(RTLIL::Wire *w1, RTLIL::Wire *w2);
	void swap_names(RTLIL::Cell *c1, RTLIL::Cell *c2);

	RTLIL::IdString uniquify(RTLIL::IdString name);
	RTLIL::IdString uniquify(RTLIL::IdString name, int &index);

	RTLIL::Wire *addWire(RTLIL::IdString name, int width = 1);
	RTLIL::Wire *addWire(RTLIL::IdString name, const RTLIL::Wire *other);

	RTLIL::Cell *addCell(RTLIL::IdString name, RTLIL::IdString type);
	RTLIL::Cell *addCell(RTLIL::IdString name, const RTLIL::Cell *other);

	// The add* methods create a cell and return the created cell. All signals must exist in advance.

	RTLIL::Cell* addNot (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addPos (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addBu0 (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addNeg (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
                     
	RTLIL::Cell* addAnd  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addOr   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addXor  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addXnor (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
                     
	RTLIL::Cell* addReduceAnd  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addReduceOr   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addReduceXor  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addReduceXnor (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addReduceBool (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
                     
	RTLIL::Cell* addShl    (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addShr    (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addSshl   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addSshr   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addShift  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addShiftx (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
                     
	RTLIL::Cell* addLt  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addLe  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addEq  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addNe  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addEqx (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addNex (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addGe  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addGt  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
                     
	RTLIL::Cell* addAdd (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addSub (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addMul (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addDiv (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addMod (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addPow (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool a_signed = false, bool b_signed = false);
                     
	RTLIL::Cell* addLogicNot (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addLogicAnd (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
	RTLIL::Cell* addLogicOr  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y, bool is_signed = false);
                     
	RTLIL::Cell* addMux  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_s, RTLIL::SigSpec sig_y);
	RTLIL::Cell* addPmux (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_s, RTLIL::SigSpec sig_y);
                     
	RTLIL::Cell* addSlice  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y, RTLIL::Const offset);
	RTLIL::Cell* addConcat (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y);
	RTLIL::Cell* addLut    (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_i, RTLIL::SigSpec sig_o, RTLIL::Const lut);
	RTLIL::Cell* addAssert (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_en);

	RTLIL::Cell* addSr    (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_set, RTLIL::SigSpec sig_clr, RTLIL::SigSpec sig_q, bool set_polarity = true, bool clr_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addDff   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_clk, RTLIL::SigSpec sig_d,   RTLIL::SigSpec sig_q, bool clk_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addDffsr (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_clk, RTLIL::SigSpec sig_set, RTLIL::SigSpec sig_clr,
			RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q, bool clk_polarity = true, bool set_polarity = true, bool clr_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addAdff (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_clk, RTLIL::SigSpec sig_arst, RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q,
			RTLIL::Const arst_value, bool clk_polarity = true, bool arst_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addDlatch (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_en, RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q, bool en_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addDlatchsr (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_en, RTLIL::SigSpec sig_set, RTLIL::SigSpec sig_clr,
			RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q, bool en_polarity = true, bool set_polarity = true, bool clr_polarity = true);

	RTLIL::Cell* addNotGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_y);
	RTLIL::Cell* addAndGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y);
	RTLIL::Cell* addOrGate   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y);
	RTLIL::Cell* addXorGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_y);
	RTLIL::Cell* addMuxGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_s, RTLIL::SigSpec sig_y);

	RTLIL::Cell* addDffGate    (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_clk, RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q, bool clk_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addDffsrGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_clk, RTLIL::SigSpec sig_set, RTLIL::SigSpec sig_clr,
			RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q, bool clk_polarity = true, bool set_polarity = true, bool clr_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addAdffGate   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_clk, RTLIL::SigSpec sig_arst, RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q,
			bool arst_value = false, bool clk_polarity = true, bool arst_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addDlatchGate (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_en, RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q, bool en_polarity = true);
	RTLIL::Cell* addDlatchsrGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_en, RTLIL::SigSpec sig_set, RTLIL::SigSpec sig_clr,
			RTLIL::SigSpec sig_d, RTLIL::SigSpec sig_q, bool en_polarity = true, bool set_polarity = true, bool clr_polarity = true);

	// The methods without the add* prefix create a cell and an output signal. They return the newly created output signal.

	RTLIL::SigSpec Not (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Pos (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Bu0 (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Neg (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);

	RTLIL::SigSpec And  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Or   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Xor  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Xnor (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);

	RTLIL::SigSpec ReduceAnd  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec ReduceOr   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec ReduceXor  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec ReduceXnor (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec ReduceBool (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);

	RTLIL::SigSpec Shl    (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Shr    (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Sshl   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Sshr   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Shift  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Shiftx (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);

	RTLIL::SigSpec Lt  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Le  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Eq  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Ne  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Eqx (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Nex (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Ge  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Gt  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);

	RTLIL::SigSpec Add (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Sub (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Mul (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Div (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Mod (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec Pow (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool a_signed = false, bool b_signed = false);

	RTLIL::SigSpec LogicNot (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec LogicAnd (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);
	RTLIL::SigSpec LogicOr  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, bool is_signed = false);

	RTLIL::SigSpec Mux      (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_s);
	RTLIL::SigSpec Pmux     (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_s);

	RTLIL::SigSpec NotGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a);
	RTLIL::SigSpec AndGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b);
	RTLIL::SigSpec OrGate   (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b);
	RTLIL::SigSpec XorGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b);
	RTLIL::SigSpec MuxGate  (RTLIL::IdString name, RTLIL::SigSpec sig_a, RTLIL::SigSpec sig_b, RTLIL::SigSpec sig_s);
};

struct RTLIL::Wire
{
protected:
	// use module->addWire() and module->remove() to create or destroy wires
	friend struct RTLIL::Module;
	Wire();
	~Wire() { };

public:
	// do not simply copy wires
	Wire(RTLIL::Wire &other) = delete;
	void operator=(RTLIL::Wire &other) = delete;

	RTLIL::Module *module;
	RTLIL::IdString name;
	int width, start_offset, port_id;
	bool port_input, port_output, upto;
	RTLIL_ATTRIBUTE_MEMBERS
};

struct RTLIL::Memory
{
	Memory();

	RTLIL::IdString name;
	int width, start_offset, size;
	RTLIL_ATTRIBUTE_MEMBERS
};

struct RTLIL::Cell
{
protected:
	// use module->addCell() and module->remove() to create or destroy cells
	friend struct RTLIL::Module;
	Cell() : module(nullptr) { };
	~Cell() { };

public:
	// do not simply copy cells
	Cell(RTLIL::Cell &other) = delete;
	void operator=(RTLIL::Cell &other) = delete;

	RTLIL::Module *module;
	RTLIL::IdString name;
	RTLIL::IdString type;
	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::SigSpec> connections_;
	std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::Const> parameters;
	RTLIL_ATTRIBUTE_MEMBERS

	// access cell ports
	bool hasPort(RTLIL::IdString portname) const;
	void unsetPort(RTLIL::IdString portname);
	void setPort(RTLIL::IdString portname, RTLIL::SigSpec signal);
	const RTLIL::SigSpec &getPort(RTLIL::IdString portname) const;
	const std::map<RTLIL::IdString, RTLIL::SigSpec> &connections() const;

	// access cell parameters
	bool hasParam(RTLIL::IdString portname) const;
	void unsetParam(RTLIL::IdString portname);
	void setParam(RTLIL::IdString portname, RTLIL::Const value);
	const RTLIL::Const &getParam(RTLIL::IdString portname) const;

	void check();
	void fixup_parameters(bool set_a_signed = false, bool set_b_signed = false);

	template<typename T> void rewrite_sigspecs(T functor);
};

struct RTLIL::SigChunk
{
	RTLIL::Wire *wire;
	RTLIL::Const data; // only used if wire == NULL, LSB at index 0
	int width, offset;

	SigChunk();
	SigChunk(const RTLIL::Const &value);
	SigChunk(RTLIL::Wire *wire);
	SigChunk(RTLIL::Wire *wire, int offset, int width = 1);
	SigChunk(const std::string &str);
	SigChunk(int val, int width = 32);
	SigChunk(RTLIL::State bit, int width = 1);
	SigChunk(RTLIL::SigBit bit);

	RTLIL::SigChunk extract(int offset, int length) const;

	bool operator <(const RTLIL::SigChunk &other) const;
	bool operator ==(const RTLIL::SigChunk &other) const;
	bool operator !=(const RTLIL::SigChunk &other) const;
};

struct RTLIL::SigBit
{
	RTLIL::Wire *wire;
	union {
		RTLIL::State data; // used if wire == NULL
		int offset;        // used if wire != NULL
	};

	SigBit() : wire(NULL), data(RTLIL::State::S0) { }
	SigBit(RTLIL::State bit) : wire(NULL), data(bit) { }
	SigBit(RTLIL::Wire *wire) : wire(wire), offset(0) { log_assert(wire && wire->width == 1); }
	SigBit(RTLIL::Wire *wire, int offset) : wire(wire), offset(offset) { log_assert(wire); }
	SigBit(const RTLIL::SigChunk &chunk) : wire(chunk.wire) { log_assert(chunk.width == 1); if (wire) offset = chunk.offset; else data = chunk.data.bits[0]; }
	SigBit(const RTLIL::SigChunk &chunk, int index) : wire(chunk.wire) { if (wire) offset = chunk.offset + index; else data = chunk.data.bits[index]; }
	SigBit(const RTLIL::SigSpec &sig);

	bool operator <(const RTLIL::SigBit &other) const {
		if (wire == other.wire)
			return wire ? (offset < other.offset) : (data < other.data);
		if (wire != nullptr && other.wire != nullptr)
			return wire->name < other.wire->name;
		return wire < other.wire;
	}

	bool operator ==(const RTLIL::SigBit &other) const {
		return (wire == other.wire) && (wire ? (offset == other.offset) : (data == other.data));
	}

	bool operator !=(const RTLIL::SigBit &other) const {
		return (wire != other.wire) || (wire ? (offset != other.offset) : (data != other.data));
	}
};

struct RTLIL::SigSpecIterator
{
	RTLIL::SigSpec *sig_p;
	int index;

	inline RTLIL::SigBit &operator*() const;
	inline bool operator!=(const RTLIL::SigSpecIterator &other) const { return index != other.index; }
	inline void operator++() { index++; }
};

struct RTLIL::SigSpecConstIterator
{
	const RTLIL::SigSpec *sig_p;
	int index;

	inline const RTLIL::SigBit &operator*() const;
	inline bool operator!=(const RTLIL::SigSpecConstIterator &other) const { return index != other.index; }
	inline void operator++() { index++; }
};

struct RTLIL::SigSpec
{
private:
	int width_;
	unsigned long hash_;
	std::vector<RTLIL::SigChunk> chunks_; // LSB at index 0
	std::vector<RTLIL::SigBit> bits_; // LSB at index 0

	void pack() const;
	void unpack() const;
	void hash() const;

	inline bool packed() const {
		return bits_.empty();
	}

	inline void inline_unpack() const {
		if (!chunks_.empty())
			unpack();
	}

public:
	SigSpec();
	SigSpec(const RTLIL::SigSpec &other);
	SigSpec(std::initializer_list<RTLIL::SigSpec> parts);
	const RTLIL::SigSpec &operator=(const RTLIL::SigSpec &other);

	SigSpec(const RTLIL::Const &value);
	SigSpec(const RTLIL::SigChunk &chunk);
	SigSpec(RTLIL::Wire *wire);
	SigSpec(RTLIL::Wire *wire, int offset, int width = 1);
	SigSpec(const std::string &str);
	SigSpec(int val, int width = 32);
	SigSpec(RTLIL::State bit, int width = 1);
	SigSpec(RTLIL::SigBit bit, int width = 1);
	SigSpec(std::vector<RTLIL::SigChunk> chunks);
	SigSpec(std::vector<RTLIL::SigBit> bits);
	SigSpec(std::set<RTLIL::SigBit> bits);

	SigSpec(RTLIL::SigSpec &&other) {
		width_ = other.width_;
		hash_ = other.hash_;
		chunks_ = std::move(other.chunks_);
		bits_ = std::move(other.bits_);
	}

	const RTLIL::SigSpec &operator=(RTLIL::SigSpec &&other) {
		width_ = other.width_;
		hash_ = other.hash_;
		chunks_ = std::move(other.chunks_);
		bits_ = std::move(other.bits_);
		return *this;
	}

	inline const std::vector<RTLIL::SigChunk> &chunks() const { pack(); return chunks_; }
	inline const std::vector<RTLIL::SigBit> &bits() const { inline_unpack(); return bits_; }

	inline int size() const { return width_; }

	inline RTLIL::SigBit &operator[](int index) { inline_unpack(); return bits_.at(index); }
	inline const RTLIL::SigBit &operator[](int index) const { inline_unpack(); return bits_.at(index); }

	inline RTLIL::SigSpecIterator begin() { RTLIL::SigSpecIterator it; it.sig_p = this; it.index = 0; return it; }
	inline RTLIL::SigSpecIterator end() { RTLIL::SigSpecIterator it; it.sig_p = this; it.index = width_; return it; }

	inline RTLIL::SigSpecConstIterator begin() const { RTLIL::SigSpecConstIterator it; it.sig_p = this; it.index = 0; return it; }
	inline RTLIL::SigSpecConstIterator end() const { RTLIL::SigSpecConstIterator it; it.sig_p = this; it.index = width_; return it; }

	void sort();
	void sort_and_unify();

	void replace(const RTLIL::SigSpec &pattern, const RTLIL::SigSpec &with);
	void replace(const RTLIL::SigSpec &pattern, const RTLIL::SigSpec &with, RTLIL::SigSpec *other) const;

	void replace(const std::map<RTLIL::SigBit, RTLIL::SigBit> &rules);
	void replace(const std::map<RTLIL::SigBit, RTLIL::SigBit> &rules, RTLIL::SigSpec *other) const;

	void replace(int offset, const RTLIL::SigSpec &with);

	void remove(const RTLIL::SigSpec &pattern);
	void remove(const RTLIL::SigSpec &pattern, RTLIL::SigSpec *other) const;
	void remove2(const RTLIL::SigSpec &pattern, RTLIL::SigSpec *other);

	void remove(const std::set<RTLIL::SigBit> &pattern);
	void remove(const std::set<RTLIL::SigBit> &pattern, RTLIL::SigSpec *other) const;
	void remove2(const std::set<RTLIL::SigBit> &pattern, RTLIL::SigSpec *other);

	void remove(int offset, int length = 1);
	void remove_const();

	RTLIL::SigSpec extract(const RTLIL::SigSpec &pattern, const RTLIL::SigSpec *other = NULL) const;
	RTLIL::SigSpec extract(const std::set<RTLIL::SigBit> &pattern, const RTLIL::SigSpec *other = NULL) const;
	RTLIL::SigSpec extract(int offset, int length = 1) const;

	void append(const RTLIL::SigSpec &signal);
	void append_bit(const RTLIL::SigBit &bit);

	void extend(int width, bool is_signed = false);
	void extend_u0(int width, bool is_signed = false);

	RTLIL::SigSpec repeat(int num) const;

	bool operator <(const RTLIL::SigSpec &other) const;
	bool operator ==(const RTLIL::SigSpec &other) const;
	inline bool operator !=(const RTLIL::SigSpec &other) const { return !(*this == other); }

	bool is_wire() const;
	bool is_chunk() const;

	bool is_fully_const() const;
	bool is_fully_def() const;
	bool is_fully_undef() const;
	bool has_marked_bits() const;

	bool as_bool() const;
	int as_int() const;
	std::string as_string() const;
	RTLIL::Const as_const() const;
	RTLIL::Wire *as_wire() const;
	RTLIL::SigChunk as_chunk() const;

	bool match(std::string pattern) const;

	std::set<RTLIL::SigBit> to_sigbit_set() const;
	std::vector<RTLIL::SigBit> to_sigbit_vector() const;
	std::map<RTLIL::SigBit, RTLIL::SigBit> to_sigbit_map(const RTLIL::SigSpec &other) const;
	RTLIL::SigBit to_single_sigbit() const;

	static bool parse(RTLIL::SigSpec &sig, RTLIL::Module *module, std::string str);
	static bool parse_sel(RTLIL::SigSpec &sig, RTLIL::Design *design, RTLIL::Module *module, std::string str);
	static bool parse_rhs(const RTLIL::SigSpec &lhs, RTLIL::SigSpec &sig, RTLIL::Module *module, std::string str);

	operator std::vector<RTLIL::SigChunk>() const { return chunks(); }
	operator std::vector<RTLIL::SigBit>() const { return bits(); }

#ifndef NDEBUG
	void check() const;
#else
	inline void check() const { }
#endif
};

inline RTLIL::SigBit &RTLIL::SigSpecIterator::operator*() const {
	return (*sig_p)[index];
}

inline const RTLIL::SigBit &RTLIL::SigSpecConstIterator::operator*() const {
	return (*sig_p)[index];
}

inline RTLIL::SigBit::SigBit(const RTLIL::SigSpec &sig) {
	log_assert(sig.size() == 1 && sig.chunks().size() == 1);
	*this = SigBit(sig.chunks().front());
}

struct RTLIL::CaseRule
{
	std::vector<RTLIL::SigSpec> compare;
	std::vector<RTLIL::SigSig> actions;
	std::vector<RTLIL::SwitchRule*> switches;

	~CaseRule();
	void optimize();

	template<typename T> void rewrite_sigspecs(T functor);
	RTLIL::CaseRule *clone() const;
};

struct RTLIL::SwitchRule
{
	RTLIL::SigSpec signal;
	RTLIL_ATTRIBUTE_MEMBERS
	std::vector<RTLIL::CaseRule*> cases;

	~SwitchRule();

	template<typename T> void rewrite_sigspecs(T functor);
	RTLIL::SwitchRule *clone() const;
};

struct RTLIL::SyncRule
{
	RTLIL::SyncType type;
	RTLIL::SigSpec signal;
	std::vector<RTLIL::SigSig> actions;

	template<typename T> void rewrite_sigspecs(T functor);
	RTLIL::SyncRule *clone() const;
};

struct RTLIL::Process
{
	RTLIL::IdString name;
	RTLIL_ATTRIBUTE_MEMBERS
	RTLIL::CaseRule root_case;
	std::vector<RTLIL::SyncRule*> syncs;

	~Process();

	template<typename T> void rewrite_sigspecs(T functor);
	RTLIL::Process *clone() const;
};

template<typename T>
void RTLIL::Module::rewrite_sigspecs(T functor)
{
	for (auto &it : cells_)
		it.second->rewrite_sigspecs(functor);
	for (auto &it : processes)
		it.second->rewrite_sigspecs(functor);
	for (auto &it : connections_) {
		functor(it.first);
		functor(it.second);
	}
}

template<typename T>
void RTLIL::Cell::rewrite_sigspecs(T functor) {
	for (auto &it : connections_)
		functor(it.second);
}

template<typename T>
void RTLIL::CaseRule::rewrite_sigspecs(T functor) {
	for (auto &it : compare)
		functor(it);
	for (auto &it : actions) {
		functor(it.first);
		functor(it.second);
	}
	for (auto it : switches)
		it->rewrite_sigspecs(functor);
}

template<typename T>
void RTLIL::SwitchRule::rewrite_sigspecs(T functor)
{
	functor(signal);
	for (auto it : cases)
		it->rewrite_sigspecs(functor);
}

template<typename T>
void RTLIL::SyncRule::rewrite_sigspecs(T functor)
{
	functor(signal);
	for (auto &it : actions) {
		functor(it.first);
		functor(it.second);
	}
}

template<typename T>
void RTLIL::Process::rewrite_sigspecs(T functor)
{
	root_case.rewrite_sigspecs(functor);
	for (auto it : syncs)
		it->rewrite_sigspecs(functor);
}

YOSYS_NAMESPACE_END

#endif