sys/powerpc/fpu/fpu_subr.c

   1 /*      $NetBSD: fpu_subr.c,v 1.4 2005/12/11 12:18:42 christos Exp $ */
   2
   3 /*
   4  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   5  *
   6  * Copyright (c) 1992, 1993
   7  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   8  *
   9  * This software was developed by the Computer Systems Engineering group
  10  * at Lawrence Berkeley Laboratory under DARPA contract BG 91-66 and
  11  * contributed to Berkeley.
  12  *
  13  * All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  * must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Lawrence Berkeley Laboratory.
  17  *
  18  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  19  * modification, are permitted provided that the following conditions
  20  * are met:
  21  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  23  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  24  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  25  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  26  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  27  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  28  *    without specific prior written permission.
  29  *
  30  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  31  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  32  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  33  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  34  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  35  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  36  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  37  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  38  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  39  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  40  * SUCH DAMAGE.
  41  *
  42  *      @(#)fpu_subr.c  8.1 (Berkeley) 6/11/93
  43  */
  44
  45 /*
  46  * FPU subroutines.
  47  */
  48
  49 #include <sys/cdefs.h>
  50 __FBSDID("$FreeBSD$");
  51
  52 #include <sys/types.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54
  55 #include <machine/fpu.h>
  56
  57 #include <powerpc/fpu/fpu_arith.h>
  58 #include <powerpc/fpu/fpu_emu.h>
  59
  60 /*
  61  * Shift the given number right rsh bits.  Any bits that `fall off' will get
  62  * shoved into the sticky field; we return the resulting sticky.  Note that
  63  * shifting NaNs is legal (this will never shift all bits out); a NaN's
  64  * sticky field is ignored anyway.
  65  */
  66 int
  67 fpu_shr(struct fpn *fp, int rsh)
  68 {
  69         u_int m0, m1, m2, m3, s;
  70         int lsh;
  71
  72 #ifdef DIAGNOSTIC
  73         if (rsh <= 0 || (fp->fp_class != FPC_NUM && !ISNAN(fp)))
  74                 panic("fpu_rightshift 1");
  75 #endif
  76
  77         m0 = fp->fp_mant[0];
  78         m1 = fp->fp_mant[1];
  79         m2 = fp->fp_mant[2];
  80         m3 = fp->fp_mant[3];
  81
  82         /* If shifting all the bits out, take a shortcut. */
  83         if (rsh >= FP_NMANT) {
  84 #ifdef DIAGNOSTIC
  85                 if ((m0 | m1 | m2 | m3) == 0)
  86                         panic("fpu_rightshift 2");
  87 #endif
  88                 fp->fp_mant[0] = 0;
  89                 fp->fp_mant[1] = 0;
  90                 fp->fp_mant[2] = 0;
  91                 fp->fp_mant[3] = 0;
  92 #ifdef notdef
  93                 if ((m0 | m1 | m2 | m3) == 0)
  94                         fp->fp_class = FPC_ZERO;
  95                 else
  96 #endif
  97                         fp->fp_sticky = 1;
  98                 return (1);
  99         }
 100
 101         /* Squish out full words. */
 102         s = fp->fp_sticky;
 103         if (rsh >= 32 * 3) {
 104                 s |= m3 | m2 | m1;
 105                 m3 = m0, m2 = 0, m1 = 0, m0 = 0;
 106         } else if (rsh >= 32 * 2) {
 107                 s |= m3 | m2;
 108                 m3 = m1, m2 = m0, m1 = 0, m0 = 0;
 109         } else if (rsh >= 32) {
 110                 s |= m3;
 111                 m3 = m2, m2 = m1, m1 = m0, m0 = 0;
 112         }
 113
 114         /* Handle any remaining partial word. */
 115         if ((rsh &= 31) != 0) {
 116                 lsh = 32 - rsh;
 117                 s |= m3 << lsh;
 118                 m3 = (m3 >> rsh) | (m2 << lsh);
 119                 m2 = (m2 >> rsh) | (m1 << lsh);
 120                 m1 = (m1 >> rsh) | (m0 << lsh);
 121                 m0 >>= rsh;
 122         }
 123         fp->fp_mant[0] = m0;
 124         fp->fp_mant[1] = m1;
 125         fp->fp_mant[2] = m2;
 126         fp->fp_mant[3] = m3;
 127         fp->fp_sticky = s;
 128         return (s);
 129 }
 130
 131 /*
 132  * Force a number to be normal, i.e., make its fraction have all zero
 133  * bits before FP_1, then FP_1, then all 1 bits.  This is used for denorms
 134  * and (sometimes) for intermediate results.
 135  *
 136  * Internally, this may use a `supernormal' -- a number whose fp_mant
 137  * is greater than or equal to 2.0 -- so as a side effect you can hand it
 138  * a supernormal and it will fix it (provided fp->fp_mant[3] == 0).
 139  */
 140 void
 141 fpu_norm(struct fpn *fp)
 142 {
 143         u_int m0, m1, m2, m3, top, sup, nrm;
 144         int lsh, rsh, exp;
 145
 146         exp = fp->fp_exp;
 147         m0 = fp->fp_mant[0];
 148         m1 = fp->fp_mant[1];
 149         m2 = fp->fp_mant[2];
 150         m3 = fp->fp_mant[3];
 151
 152         /* Handle severe subnormals with 32-bit moves. */
 153         if (m0 == 0) {
 154                 if (m1)
 155                         m0 = m1, m1 = m2, m2 = m3, m3 = 0, exp -= 32;
 156                 else if (m2)
 157                         m0 = m2, m1 = m3, m2 = 0, m3 = 0, exp -= 2 * 32;
 158                 else if (m3)
 159                         m0 = m3, m1 = 0, m2 = 0, m3 = 0, exp -= 3 * 32;
 160                 else {
 161                         fp->fp_class = FPC_ZERO;
 162                         return;
 163                 }
 164         }
 165
 166         /* Now fix any supernormal or remaining subnormal. */
 167         nrm = FP_1;
 168         sup = nrm << 1;
 169         if (m0 >= sup) {
 170                 /*
 171                  * We have a supernormal number.  We need to shift it right.
 172                  * We may assume m3==0.
 173                  */
 174                 for (rsh = 1, top = m0 >> 1; top >= sup; rsh++) /* XXX slow */
 175                         top >>= 1;
 176                 exp += rsh;
 177                 lsh = 32 - rsh;
 178                 m3 = m2 << lsh;
 179                 m2 = (m2 >> rsh) | (m1 << lsh);
 180                 m1 = (m1 >> rsh) | (m0 << lsh);
 181                 m0 = top;
 182         } else if (m0 < nrm) {
 183                 /*
 184                  * We have a regular denorm (a subnormal number), and need
 185                  * to shift it left.
 186                  */
 187                 for (lsh = 1, top = m0 << 1; top < nrm; lsh++)  /* XXX slow */
 188                         top <<= 1;
 189                 exp -= lsh;
 190                 rsh = 32 - lsh;
 191                 m0 = top | (m1 >> rsh);
 192                 m1 = (m1 << lsh) | (m2 >> rsh);
 193                 m2 = (m2 << lsh) | (m3 >> rsh);
 194                 m3 <<= lsh;
 195         }
 196
 197         fp->fp_exp = exp;
 198         fp->fp_mant[0] = m0;
 199         fp->fp_mant[1] = m1;
 200         fp->fp_mant[2] = m2;
 201         fp->fp_mant[3] = m3;
 202 }
 203
 204 /*
 205  * Concoct a `fresh' Quiet NaN per Appendix N.
 206  * As a side effect, we set NV (invalid) for the current exceptions.
 207  */
 208 struct fpn *
 209 fpu_newnan(struct fpemu *fe)
 210 {
 211         struct fpn *fp;
 212
 213         fe->fe_cx |= FPSCR_VXSNAN;
 214         fp = &fe->fe_f3;
 215         fp->fp_class = FPC_QNAN;
 216         fp->fp_sign = 0;
 217         fp->fp_mant[0] = FP_1 - 1;
 218         fp->fp_mant[1] = fp->fp_mant[2] = fp->fp_mant[3] = ~0;
 219         DUMPFPN(FPE_REG, fp);
 220         return (fp);
 221 }