xref: /linux/arch/parisc/math-emu/dfmpy.c (revision 24bce201d79807b668bf9d9e0aca801c5c0d5f78)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * Linux/PA-RISC Project (http://www.parisc-linux.org/)
4  *
5  * Floating-point emulation code
6  *  Copyright (C) 2001 Hewlett-Packard (Paul Bame) <bame@debian.org>
7  */
8 /*
9  * BEGIN_DESC
10  *
11  *  File:
12  *	@(#)	pa/spmath/dfmpy.c		$Revision: 1.1 $
13  *
14  *  Purpose:
15  *	Double Precision Floating-point Multiply
16  *
17  *  External Interfaces:
18  *	dbl_fmpy(srcptr1,srcptr2,dstptr,status)
19  *
20  *  Internal Interfaces:
21  *
22  *  Theory:
23  *	<<please update with a overview of the operation of this file>>
24  *
25  * END_DESC
26 */
27 
28 
29 #include "float.h"
30 #include "dbl_float.h"
31 
32 /*
33  *  Double Precision Floating-point Multiply
34  */
35 
36 int
37 dbl_fmpy(
38 	    dbl_floating_point *srcptr1,
39 	    dbl_floating_point *srcptr2,
40 	    dbl_floating_point *dstptr,
41 	    unsigned int *status)
42 {
43 	register unsigned int opnd1p1, opnd1p2, opnd2p1, opnd2p2;
44 	register unsigned int opnd3p1, opnd3p2, resultp1, resultp2;
45 	register int dest_exponent, count;
46 	register boolean inexact = FALSE, guardbit = FALSE, stickybit = FALSE;
47 	boolean is_tiny;
48 
49 	Dbl_copyfromptr(srcptr1,opnd1p1,opnd1p2);
50 	Dbl_copyfromptr(srcptr2,opnd2p1,opnd2p2);
51 
52 	/*
53 	 * set sign bit of result
54 	 */
55 	if (Dbl_sign(opnd1p1) ^ Dbl_sign(opnd2p1))
56 		Dbl_setnegativezerop1(resultp1);
57 	else Dbl_setzerop1(resultp1);
58 	/*
59 	 * check first operand for NaN's or infinity
60 	 */
61 	if (Dbl_isinfinity_exponent(opnd1p1)) {
62 		if (Dbl_iszero_mantissa(opnd1p1,opnd1p2)) {
63 			if (Dbl_isnotnan(opnd2p1,opnd2p2)) {
64 				if (Dbl_iszero_exponentmantissa(opnd2p1,opnd2p2)) {
65 					/*
66 					 * invalid since operands are infinity
67 					 * and zero
68 					 */
69 					if (Is_invalidtrap_enabled())
70                                 		return(INVALIDEXCEPTION);
71                                 	Set_invalidflag();
72                                 	Dbl_makequietnan(resultp1,resultp2);
73 					Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
74 					return(NOEXCEPTION);
75 				}
76 				/*
77 			 	 * return infinity
78 			 	 */
79 				Dbl_setinfinity_exponentmantissa(resultp1,resultp2);
80 				Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
81 				return(NOEXCEPTION);
82 			}
83 		}
84 		else {
85                 	/*
86                  	 * is NaN; signaling or quiet?
87                  	 */
88                 	if (Dbl_isone_signaling(opnd1p1)) {
89                         	/* trap if INVALIDTRAP enabled */
90                         	if (Is_invalidtrap_enabled())
91                             		return(INVALIDEXCEPTION);
92                         	/* make NaN quiet */
93                         	Set_invalidflag();
94                         	Dbl_set_quiet(opnd1p1);
95                 	}
96 			/*
97 			 * is second operand a signaling NaN?
98 			 */
99 			else if (Dbl_is_signalingnan(opnd2p1)) {
100                         	/* trap if INVALIDTRAP enabled */
101                         	if (Is_invalidtrap_enabled())
102                             		return(INVALIDEXCEPTION);
103                         	/* make NaN quiet */
104                         	Set_invalidflag();
105                         	Dbl_set_quiet(opnd2p1);
106 				Dbl_copytoptr(opnd2p1,opnd2p2,dstptr);
107                 		return(NOEXCEPTION);
108 			}
109                 	/*
110                  	 * return quiet NaN
111                  	 */
112 			Dbl_copytoptr(opnd1p1,opnd1p2,dstptr);
113                 	return(NOEXCEPTION);
114 		}
115 	}
116 	/*
117 	 * check second operand for NaN's or infinity
118 	 */
119 	if (Dbl_isinfinity_exponent(opnd2p1)) {
120 		if (Dbl_iszero_mantissa(opnd2p1,opnd2p2)) {
121 			if (Dbl_iszero_exponentmantissa(opnd1p1,opnd1p2)) {
122 				/* invalid since operands are zero & infinity */
123 				if (Is_invalidtrap_enabled())
124                                 	return(INVALIDEXCEPTION);
125                                 Set_invalidflag();
126                                 Dbl_makequietnan(opnd2p1,opnd2p2);
127 				Dbl_copytoptr(opnd2p1,opnd2p2,dstptr);
128 				return(NOEXCEPTION);
129 			}
130 			/*
131 			 * return infinity
132 			 */
133 			Dbl_setinfinity_exponentmantissa(resultp1,resultp2);
134 			Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
135 			return(NOEXCEPTION);
136 		}
137                 /*
138                  * is NaN; signaling or quiet?
139                  */
140                 if (Dbl_isone_signaling(opnd2p1)) {
141                         /* trap if INVALIDTRAP enabled */
142                         if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
143                         /* make NaN quiet */
144                         Set_invalidflag();
145                         Dbl_set_quiet(opnd2p1);
146                 }
147                 /*
148                  * return quiet NaN
149                  */
150 		Dbl_copytoptr(opnd2p1,opnd2p2,dstptr);
151                 return(NOEXCEPTION);
152 	}
153 	/*
154 	 * Generate exponent
155 	 */
156 	dest_exponent = Dbl_exponent(opnd1p1) + Dbl_exponent(opnd2p1) -DBL_BIAS;
157 
158 	/*
159 	 * Generate mantissa
160 	 */
161 	if (Dbl_isnotzero_exponent(opnd1p1)) {
162 		/* set hidden bit */
163 		Dbl_clear_signexponent_set_hidden(opnd1p1);
164 	}
165 	else {
166 		/* check for zero */
167 		if (Dbl_iszero_mantissa(opnd1p1,opnd1p2)) {
168 			Dbl_setzero_exponentmantissa(resultp1,resultp2);
169 			Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
170 			return(NOEXCEPTION);
171 		}
172                 /* is denormalized, adjust exponent */
173                 Dbl_clear_signexponent(opnd1p1);
174                 Dbl_leftshiftby1(opnd1p1,opnd1p2);
175 		Dbl_normalize(opnd1p1,opnd1p2,dest_exponent);
176 	}
177 	/* opnd2 needs to have hidden bit set with msb in hidden bit */
178 	if (Dbl_isnotzero_exponent(opnd2p1)) {
179 		Dbl_clear_signexponent_set_hidden(opnd2p1);
180 	}
181 	else {
182 		/* check for zero */
183 		if (Dbl_iszero_mantissa(opnd2p1,opnd2p2)) {
184 			Dbl_setzero_exponentmantissa(resultp1,resultp2);
185 			Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
186 			return(NOEXCEPTION);
187 		}
188                 /* is denormalized; want to normalize */
189                 Dbl_clear_signexponent(opnd2p1);
190                 Dbl_leftshiftby1(opnd2p1,opnd2p2);
191 		Dbl_normalize(opnd2p1,opnd2p2,dest_exponent);
192 	}
193 
194 	/* Multiply two source mantissas together */
195 
196 	/* make room for guard bits */
197 	Dbl_leftshiftby7(opnd2p1,opnd2p2);
198 	Dbl_setzero(opnd3p1,opnd3p2);
199         /*
200          * Four bits at a time are inspected in each loop, and a
201          * simple shift and add multiply algorithm is used.
202          */
203 	for (count=1;count<=DBL_P;count+=4) {
204 		stickybit |= Dlow4p2(opnd3p2);
205 		Dbl_rightshiftby4(opnd3p1,opnd3p2);
206 		if (Dbit28p2(opnd1p2)) {
207 	 		/* Twoword_add should be an ADDC followed by an ADD. */
208                         Twoword_add(opnd3p1, opnd3p2, opnd2p1<<3 | opnd2p2>>29,
209 				    opnd2p2<<3);
210 		}
211 		if (Dbit29p2(opnd1p2)) {
212                         Twoword_add(opnd3p1, opnd3p2, opnd2p1<<2 | opnd2p2>>30,
213 				    opnd2p2<<2);
214 		}
215 		if (Dbit30p2(opnd1p2)) {
216                         Twoword_add(opnd3p1, opnd3p2, opnd2p1<<1 | opnd2p2>>31,
217 				    opnd2p2<<1);
218 		}
219 		if (Dbit31p2(opnd1p2)) {
220                         Twoword_add(opnd3p1, opnd3p2, opnd2p1, opnd2p2);
221 		}
222 		Dbl_rightshiftby4(opnd1p1,opnd1p2);
223 	}
224 	if (Dbit3p1(opnd3p1)==0) {
225 		Dbl_leftshiftby1(opnd3p1,opnd3p2);
226 	}
227 	else {
228 		/* result mantissa >= 2. */
229 		dest_exponent++;
230 	}
231 	/* check for denormalized result */
232 	while (Dbit3p1(opnd3p1)==0) {
233 		Dbl_leftshiftby1(opnd3p1,opnd3p2);
234 		dest_exponent--;
235 	}
236 	/*
237 	 * check for guard, sticky and inexact bits
238 	 */
239 	stickybit |= Dallp2(opnd3p2) << 25;
240 	guardbit = (Dallp2(opnd3p2) << 24) >> 31;
241 	inexact = guardbit | stickybit;
242 
243 	/* align result mantissa */
244 	Dbl_rightshiftby8(opnd3p1,opnd3p2);
245 
246 	/*
247 	 * round result
248 	 */
249 	if (inexact && (dest_exponent>0 || Is_underflowtrap_enabled())) {
250 		Dbl_clear_signexponent(opnd3p1);
251 		switch (Rounding_mode()) {
252 			case ROUNDPLUS:
253 				if (Dbl_iszero_sign(resultp1))
254 					Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
255 				break;
256 			case ROUNDMINUS:
257 				if (Dbl_isone_sign(resultp1))
258 					Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
259 				break;
260 			case ROUNDNEAREST:
261 				if (guardbit) {
262 			   	if (stickybit || Dbl_isone_lowmantissap2(opnd3p2))
263 			      	Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
264 				}
265 		}
266 		if (Dbl_isone_hidden(opnd3p1)) dest_exponent++;
267 	}
268 	Dbl_set_mantissa(resultp1,resultp2,opnd3p1,opnd3p2);
269 
270         /*
271          * Test for overflow
272          */
273 	if (dest_exponent >= DBL_INFINITY_EXPONENT) {
274                 /* trap if OVERFLOWTRAP enabled */
275                 if (Is_overflowtrap_enabled()) {
276                         /*
277                          * Adjust bias of result
278                          */
279 			Dbl_setwrapped_exponent(resultp1,dest_exponent,ovfl);
280 			Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
281 			if (inexact)
282 			    if (Is_inexacttrap_enabled())
283 				return (OVERFLOWEXCEPTION | INEXACTEXCEPTION);
284 			    else Set_inexactflag();
285 			return (OVERFLOWEXCEPTION);
286                 }
287 		inexact = TRUE;
288 		Set_overflowflag();
289                 /* set result to infinity or largest number */
290 		Dbl_setoverflow(resultp1,resultp2);
291 	}
292         /*
293          * Test for underflow
294          */
295 	else if (dest_exponent <= 0) {
296                 /* trap if UNDERFLOWTRAP enabled */
297                 if (Is_underflowtrap_enabled()) {
298                         /*
299                          * Adjust bias of result
300                          */
301 			Dbl_setwrapped_exponent(resultp1,dest_exponent,unfl);
302 			Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
303 			if (inexact)
304 			    if (Is_inexacttrap_enabled())
305 				return (UNDERFLOWEXCEPTION | INEXACTEXCEPTION);
306 			    else Set_inexactflag();
307 			return (UNDERFLOWEXCEPTION);
308                 }
309 
310 		/* Determine if should set underflow flag */
311 		is_tiny = TRUE;
312 		if (dest_exponent == 0 && inexact) {
313 			switch (Rounding_mode()) {
314 			case ROUNDPLUS:
315 				if (Dbl_iszero_sign(resultp1)) {
316 					Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
317 					if (Dbl_isone_hiddenoverflow(opnd3p1))
318                 			    is_tiny = FALSE;
319 					Dbl_decrement(opnd3p1,opnd3p2);
320 				}
321 				break;
322 			case ROUNDMINUS:
323 				if (Dbl_isone_sign(resultp1)) {
324 					Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
325 					if (Dbl_isone_hiddenoverflow(opnd3p1))
326                 			    is_tiny = FALSE;
327 					Dbl_decrement(opnd3p1,opnd3p2);
328 				}
329 				break;
330 			case ROUNDNEAREST:
331 				if (guardbit && (stickybit ||
332 				    Dbl_isone_lowmantissap2(opnd3p2))) {
333 				      	Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
334 					if (Dbl_isone_hiddenoverflow(opnd3p1))
335                 			    is_tiny = FALSE;
336 					Dbl_decrement(opnd3p1,opnd3p2);
337 				}
338 				break;
339 			}
340 		}
341 
342 		/*
343 		 * denormalize result or set to signed zero
344 		 */
345 		stickybit = inexact;
346 		Dbl_denormalize(opnd3p1,opnd3p2,dest_exponent,guardbit,
347 		 stickybit,inexact);
348 
349 		/* return zero or smallest number */
350 		if (inexact) {
351 			switch (Rounding_mode()) {
352 			case ROUNDPLUS:
353 				if (Dbl_iszero_sign(resultp1)) {
354 					Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
355 				}
356 				break;
357 			case ROUNDMINUS:
358 				if (Dbl_isone_sign(resultp1)) {
359 					Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
360 				}
361 				break;
362 			case ROUNDNEAREST:
363 				if (guardbit && (stickybit ||
364 				    Dbl_isone_lowmantissap2(opnd3p2))) {
365 			      		Dbl_increment(opnd3p1,opnd3p2);
366 				}
367 				break;
368 			}
369                 	if (is_tiny) Set_underflowflag();
370 		}
371 		Dbl_set_exponentmantissa(resultp1,resultp2,opnd3p1,opnd3p2);
372 	}
373 	else Dbl_set_exponent(resultp1,dest_exponent);
374 	/* check for inexact */
375 	Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
376 	if (inexact) {
377 		if (Is_inexacttrap_enabled()) return(INEXACTEXCEPTION);
378 		else Set_inexactflag();
379 	}
380 	return(NOEXCEPTION);
381 }
382