17e76048aSMarcel Moolenaar /* $NetBSD: fpu_explode.c,v 1.6 2005/12/11 12:18:42 christos Exp $ */ 27e76048aSMarcel Moolenaar 37e76048aSMarcel Moolenaar /* 47e76048aSMarcel Moolenaar * Copyright (c) 1992, 1993 57e76048aSMarcel Moolenaar * The Regents of the University of California. All rights reserved. 67e76048aSMarcel Moolenaar * 77e76048aSMarcel Moolenaar * This software was developed by the Computer Systems Engineering group 87e76048aSMarcel Moolenaar * at Lawrence Berkeley Laboratory under DARPA contract BG 91-66 and 97e76048aSMarcel Moolenaar * contributed to Berkeley. 107e76048aSMarcel Moolenaar * 117e76048aSMarcel Moolenaar * All advertising materials mentioning features or use of this software 127e76048aSMarcel Moolenaar * must display the following acknowledgement: 137e76048aSMarcel Moolenaar * This product includes software developed by the University of 147e76048aSMarcel Moolenaar * California, Lawrence Berkeley Laboratory. 157e76048aSMarcel Moolenaar * 167e76048aSMarcel Moolenaar * Redistribution and use in source and binary forms, with or without 177e76048aSMarcel Moolenaar * modification, are permitted provided that the following conditions 187e76048aSMarcel Moolenaar * are met: 197e76048aSMarcel Moolenaar * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright 207e76048aSMarcel Moolenaar * notice, this list of conditions and the following disclaimer. 217e76048aSMarcel Moolenaar * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright 227e76048aSMarcel Moolenaar * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the 237e76048aSMarcel Moolenaar * documentation and/or other materials provided with the distribution. 247e76048aSMarcel Moolenaar * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors 257e76048aSMarcel Moolenaar * may be used to endorse or promote products derived from this software 267e76048aSMarcel Moolenaar * without specific prior written permission. 277e76048aSMarcel Moolenaar * 287e76048aSMarcel Moolenaar * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND 297e76048aSMarcel Moolenaar * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE 307e76048aSMarcel Moolenaar * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE 317e76048aSMarcel Moolenaar * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE 327e76048aSMarcel Moolenaar * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL 337e76048aSMarcel Moolenaar * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS 347e76048aSMarcel Moolenaar * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) 357e76048aSMarcel Moolenaar * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT 367e76048aSMarcel Moolenaar * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY 377e76048aSMarcel Moolenaar * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF 387e76048aSMarcel Moolenaar * SUCH DAMAGE. 397e76048aSMarcel Moolenaar * 407e76048aSMarcel Moolenaar * @(#)fpu_explode.c 8.1 (Berkeley) 6/11/93 417e76048aSMarcel Moolenaar */ 427e76048aSMarcel Moolenaar 437e76048aSMarcel Moolenaar /* 447e76048aSMarcel Moolenaar * FPU subroutines: `explode' the machine's `packed binary' format numbers 457e76048aSMarcel Moolenaar * into our internal format. 467e76048aSMarcel Moolenaar */ 477e76048aSMarcel Moolenaar 487e76048aSMarcel Moolenaar #include <sys/cdefs.h> 497e76048aSMarcel Moolenaar __FBSDID("$FreeBSD$"); 507e76048aSMarcel Moolenaar 517e76048aSMarcel Moolenaar #include <sys/systm.h> 527e76048aSMarcel Moolenaar #include <sys/types.h> 537e76048aSMarcel Moolenaar 547e76048aSMarcel Moolenaar #include <machine/fpu.h> 557e76048aSMarcel Moolenaar #include <machine/ieee.h> 567e76048aSMarcel Moolenaar #include <machine/reg.h> 577e76048aSMarcel Moolenaar 587e76048aSMarcel Moolenaar #include <powerpc/fpu/fpu_arith.h> 597e76048aSMarcel Moolenaar #include <powerpc/fpu/fpu_emu.h> 607e76048aSMarcel Moolenaar #include <powerpc/fpu/fpu_extern.h> 617e76048aSMarcel Moolenaar #include <powerpc/fpu/fpu_instr.h> 627e76048aSMarcel Moolenaar 637e76048aSMarcel Moolenaar /* 647e76048aSMarcel Moolenaar * N.B.: in all of the following, we assume the FP format is 657e76048aSMarcel Moolenaar * 667e76048aSMarcel Moolenaar * --------------------------- 677e76048aSMarcel Moolenaar * | s | exponent | fraction | 687e76048aSMarcel Moolenaar * --------------------------- 697e76048aSMarcel Moolenaar * 707e76048aSMarcel Moolenaar * (which represents -1**s * 1.fraction * 2**exponent), so that the 717e76048aSMarcel Moolenaar * sign bit is way at the top (bit 31), the exponent is next, and 727e76048aSMarcel Moolenaar * then the remaining bits mark the fraction. A zero exponent means 737e76048aSMarcel Moolenaar * zero or denormalized (0.fraction rather than 1.fraction), and the 747e76048aSMarcel Moolenaar * maximum possible exponent, 2bias+1, signals inf (fraction==0) or NaN. 757e76048aSMarcel Moolenaar * 767e76048aSMarcel Moolenaar * Since the sign bit is always the topmost bit---this holds even for 777e76048aSMarcel Moolenaar * integers---we set that outside all the *tof functions. Each function 787e76048aSMarcel Moolenaar * returns the class code for the new number (but note that we use 797e76048aSMarcel Moolenaar * FPC_QNAN for all NaNs; fpu_explode will fix this if appropriate). 807e76048aSMarcel Moolenaar */ 817e76048aSMarcel Moolenaar 827e76048aSMarcel Moolenaar /* 837e76048aSMarcel Moolenaar * int -> fpn. 847e76048aSMarcel Moolenaar */ 857e76048aSMarcel Moolenaar int 867e76048aSMarcel Moolenaar fpu_itof(struct fpn *fp, u_int i) 877e76048aSMarcel Moolenaar { 887e76048aSMarcel Moolenaar 897e76048aSMarcel Moolenaar if (i == 0) 907e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_ZERO); 917e76048aSMarcel Moolenaar /* 927e76048aSMarcel Moolenaar * The value FP_1 represents 2^FP_LG, so set the exponent 937e76048aSMarcel Moolenaar * there and let normalization fix it up. Convert negative 947e76048aSMarcel Moolenaar * numbers to sign-and-magnitude. Note that this relies on 957e76048aSMarcel Moolenaar * fpu_norm()'s handling of `supernormals'; see fpu_subr.c. 967e76048aSMarcel Moolenaar */ 977e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_exp = FP_LG; 987e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[0] = (int)i < 0 ? -i : i; 997e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[1] = 0; 1007e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[2] = 0; 1017e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[3] = 0; 1027e76048aSMarcel Moolenaar fpu_norm(fp); 1037e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_NUM); 1047e76048aSMarcel Moolenaar } 1057e76048aSMarcel Moolenaar 1067e76048aSMarcel Moolenaar /* 1077e76048aSMarcel Moolenaar * 64-bit int -> fpn. 1087e76048aSMarcel Moolenaar */ 1097e76048aSMarcel Moolenaar int 1107e76048aSMarcel Moolenaar fpu_xtof(struct fpn *fp, u_int64_t i) 1117e76048aSMarcel Moolenaar { 1127e76048aSMarcel Moolenaar 1137e76048aSMarcel Moolenaar if (i == 0) 1147e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_ZERO); 1157e76048aSMarcel Moolenaar /* 1167e76048aSMarcel Moolenaar * The value FP_1 represents 2^FP_LG, so set the exponent 1177e76048aSMarcel Moolenaar * there and let normalization fix it up. Convert negative 1187e76048aSMarcel Moolenaar * numbers to sign-and-magnitude. Note that this relies on 1197e76048aSMarcel Moolenaar * fpu_norm()'s handling of `supernormals'; see fpu_subr.c. 1207e76048aSMarcel Moolenaar */ 1217e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_exp = FP_LG2; 1227e76048aSMarcel Moolenaar *((int64_t*)fp->fp_mant) = (int64_t)i < 0 ? -i : i; 1237e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[2] = 0; 1247e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[3] = 0; 1257e76048aSMarcel Moolenaar fpu_norm(fp); 1267e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_NUM); 1277e76048aSMarcel Moolenaar } 1287e76048aSMarcel Moolenaar 1297e76048aSMarcel Moolenaar #define mask(nbits) ((1L << (nbits)) - 1) 1307e76048aSMarcel Moolenaar 1317e76048aSMarcel Moolenaar /* 1327e76048aSMarcel Moolenaar * All external floating formats convert to internal in the same manner, 1337e76048aSMarcel Moolenaar * as defined here. Note that only normals get an implied 1.0 inserted. 1347e76048aSMarcel Moolenaar */ 1357e76048aSMarcel Moolenaar #define FP_TOF(exp, expbias, allfrac, f0, f1, f2, f3) \ 1367e76048aSMarcel Moolenaar if (exp == 0) { \ 1377e76048aSMarcel Moolenaar if (allfrac == 0) \ 1387e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_ZERO); \ 1397e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_exp = 1 - expbias; \ 1407e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[0] = f0; \ 1417e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[1] = f1; \ 1427e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[2] = f2; \ 1437e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[3] = f3; \ 1447e76048aSMarcel Moolenaar fpu_norm(fp); \ 1457e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_NUM); \ 1467e76048aSMarcel Moolenaar } \ 1477e76048aSMarcel Moolenaar if (exp == (2 * expbias + 1)) { \ 1487e76048aSMarcel Moolenaar if (allfrac == 0) \ 1497e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_INF); \ 1507e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[0] = f0; \ 1517e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[1] = f1; \ 1527e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[2] = f2; \ 1537e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[3] = f3; \ 1547e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_QNAN); \ 1557e76048aSMarcel Moolenaar } \ 1567e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_exp = exp - expbias; \ 1577e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[0] = FP_1 | f0; \ 1587e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[1] = f1; \ 1597e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[2] = f2; \ 1607e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[3] = f3; \ 1617e76048aSMarcel Moolenaar return (FPC_NUM) 1627e76048aSMarcel Moolenaar 1637e76048aSMarcel Moolenaar /* 1647e76048aSMarcel Moolenaar * 32-bit single precision -> fpn. 1657e76048aSMarcel Moolenaar * We assume a single occupies at most (64-FP_LG) bits in the internal 1667e76048aSMarcel Moolenaar * format: i.e., needs at most fp_mant[0] and fp_mant[1]. 1677e76048aSMarcel Moolenaar */ 1687e76048aSMarcel Moolenaar int 1697e76048aSMarcel Moolenaar fpu_stof(struct fpn *fp, u_int i) 1707e76048aSMarcel Moolenaar { 1717e76048aSMarcel Moolenaar int exp; 1727e76048aSMarcel Moolenaar u_int frac, f0, f1; 1737e76048aSMarcel Moolenaar #define SNG_SHIFT (SNG_FRACBITS - FP_LG) 1747e76048aSMarcel Moolenaar 1757e76048aSMarcel Moolenaar exp = (i >> (32 - 1 - SNG_EXPBITS)) & mask(SNG_EXPBITS); 1767e76048aSMarcel Moolenaar frac = i & mask(SNG_FRACBITS); 1777e76048aSMarcel Moolenaar f0 = frac >> SNG_SHIFT; 1787e76048aSMarcel Moolenaar f1 = frac << (32 - SNG_SHIFT); 1797e76048aSMarcel Moolenaar FP_TOF(exp, SNG_EXP_BIAS, frac, f0, f1, 0, 0); 1807e76048aSMarcel Moolenaar } 1817e76048aSMarcel Moolenaar 1827e76048aSMarcel Moolenaar /* 1837e76048aSMarcel Moolenaar * 64-bit double -> fpn. 1847e76048aSMarcel Moolenaar * We assume this uses at most (96-FP_LG) bits. 1857e76048aSMarcel Moolenaar */ 1867e76048aSMarcel Moolenaar int 1877e76048aSMarcel Moolenaar fpu_dtof(struct fpn *fp, u_int i, u_int j) 1887e76048aSMarcel Moolenaar { 1897e76048aSMarcel Moolenaar int exp; 1907e76048aSMarcel Moolenaar u_int frac, f0, f1, f2; 1917e76048aSMarcel Moolenaar #define DBL_SHIFT (DBL_FRACBITS - 32 - FP_LG) 1927e76048aSMarcel Moolenaar 1937e76048aSMarcel Moolenaar exp = (i >> (32 - 1 - DBL_EXPBITS)) & mask(DBL_EXPBITS); 1947e76048aSMarcel Moolenaar frac = i & mask(DBL_FRACBITS - 32); 1957e76048aSMarcel Moolenaar f0 = frac >> DBL_SHIFT; 1967e76048aSMarcel Moolenaar f1 = (frac << (32 - DBL_SHIFT)) | (j >> DBL_SHIFT); 1977e76048aSMarcel Moolenaar f2 = j << (32 - DBL_SHIFT); 1987e76048aSMarcel Moolenaar frac |= j; 1997e76048aSMarcel Moolenaar FP_TOF(exp, DBL_EXP_BIAS, frac, f0, f1, f2, 0); 2007e76048aSMarcel Moolenaar } 2017e76048aSMarcel Moolenaar 2027e76048aSMarcel Moolenaar /* 2037e76048aSMarcel Moolenaar * Explode the contents of a register / regpair / regquad. 2047e76048aSMarcel Moolenaar * If the input is a signalling NaN, an NV (invalid) exception 2057e76048aSMarcel Moolenaar * will be set. (Note that nothing but NV can occur until ALU 2067e76048aSMarcel Moolenaar * operations are performed.) 2077e76048aSMarcel Moolenaar */ 2087e76048aSMarcel Moolenaar void 2097e76048aSMarcel Moolenaar fpu_explode(struct fpemu *fe, struct fpn *fp, int type, int reg) 2107e76048aSMarcel Moolenaar { 2117e76048aSMarcel Moolenaar u_int s, *space; 2127e76048aSMarcel Moolenaar u_int64_t l, *xspace; 2137e76048aSMarcel Moolenaar 2147e76048aSMarcel Moolenaar xspace = (u_int64_t *)&fe->fe_fpstate->fpreg[reg]; 2157e76048aSMarcel Moolenaar l = xspace[0]; 2167e76048aSMarcel Moolenaar space = (u_int *)&fe->fe_fpstate->fpreg[reg]; 2177e76048aSMarcel Moolenaar s = space[0]; 2187e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_sign = s >> 31; 2197e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_sticky = 0; 2207e76048aSMarcel Moolenaar switch (type) { 2217e76048aSMarcel Moolenaar 2227e76048aSMarcel Moolenaar case FTYPE_LNG: 2237e76048aSMarcel Moolenaar s = fpu_xtof(fp, l); 2247e76048aSMarcel Moolenaar break; 2257e76048aSMarcel Moolenaar 2267e76048aSMarcel Moolenaar case FTYPE_INT: 2277e76048aSMarcel Moolenaar s = fpu_itof(fp, space[1]); 2287e76048aSMarcel Moolenaar break; 2297e76048aSMarcel Moolenaar 2307e76048aSMarcel Moolenaar case FTYPE_SNG: 2317e76048aSMarcel Moolenaar s = fpu_stof(fp, s); 2327e76048aSMarcel Moolenaar break; 2337e76048aSMarcel Moolenaar 2347e76048aSMarcel Moolenaar case FTYPE_DBL: 2357e76048aSMarcel Moolenaar s = fpu_dtof(fp, s, space[1]); 2367e76048aSMarcel Moolenaar break; 2377e76048aSMarcel Moolenaar 2387e76048aSMarcel Moolenaar panic("fpu_explode"); 2397e76048aSMarcel Moolenaar panic("fpu_explode: invalid type %d", type); 2407e76048aSMarcel Moolenaar } 2417e76048aSMarcel Moolenaar 2427e76048aSMarcel Moolenaar if (s == FPC_QNAN && (fp->fp_mant[0] & FP_QUIETBIT) == 0) { 2437e76048aSMarcel Moolenaar /* 2447e76048aSMarcel Moolenaar * Input is a signalling NaN. All operations that return 2457e76048aSMarcel Moolenaar * an input NaN operand put it through a ``NaN conversion'', 2467e76048aSMarcel Moolenaar * which basically just means ``turn on the quiet bit''. 2477e76048aSMarcel Moolenaar * We do this here so that all NaNs internally look quiet 2487e76048aSMarcel Moolenaar * (we can tell signalling ones by their class). 2497e76048aSMarcel Moolenaar */ 2507e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_mant[0] |= FP_QUIETBIT; 2517e76048aSMarcel Moolenaar fe->fe_cx = FPSCR_VXSNAN; /* assert invalid operand */ 2527e76048aSMarcel Moolenaar s = FPC_SNAN; 2537e76048aSMarcel Moolenaar } 2547e76048aSMarcel Moolenaar fp->fp_class = s; 2557e76048aSMarcel Moolenaar DPRINTF(FPE_REG, ("fpu_explode: %%%c%d => ", (type == FTYPE_LNG) ? 'x' : 2567e76048aSMarcel Moolenaar ((type == FTYPE_INT) ? 'i' : 2577e76048aSMarcel Moolenaar ((type == FTYPE_SNG) ? 's' : 2587e76048aSMarcel Moolenaar ((type == FTYPE_DBL) ? 'd' : '?'))), 2597e76048aSMarcel Moolenaar reg)); 2607e76048aSMarcel Moolenaar DUMPFPN(FPE_REG, fp); 2617e76048aSMarcel Moolenaar DPRINTF(FPE_REG, ("\n")); 2627e76048aSMarcel Moolenaar } 263