xref: /freebsd/sys/powerpc/fpu/fpu_implode.c (revision fdafd315)
17e76048aSMarcel Moolenaar /*	$NetBSD: fpu_implode.c,v 1.6 2005/12/11 12:18:42 christos Exp $ */
27e76048aSMarcel Moolenaar 
351369649SPedro F. Giffuni /*-
451369649SPedro F. Giffuni  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
551369649SPedro F. Giffuni  *
67e76048aSMarcel Moolenaar  * Copyright (c) 1992, 1993
77e76048aSMarcel Moolenaar  *	The Regents of the University of California.  All rights reserved.
87e76048aSMarcel Moolenaar  *
97e76048aSMarcel Moolenaar  * This software was developed by the Computer Systems Engineering group
107e76048aSMarcel Moolenaar  * at Lawrence Berkeley Laboratory under DARPA contract BG 91-66 and
117e76048aSMarcel Moolenaar  * contributed to Berkeley.
127e76048aSMarcel Moolenaar  *
137e76048aSMarcel Moolenaar  * All advertising materials mentioning features or use of this software
147e76048aSMarcel Moolenaar  * must display the following acknowledgement:
157e76048aSMarcel Moolenaar  *	This product includes software developed by the University of
167e76048aSMarcel Moolenaar  *	California, Lawrence Berkeley Laboratory.
177e76048aSMarcel Moolenaar  *
187e76048aSMarcel Moolenaar  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
197e76048aSMarcel Moolenaar  * modification, are permitted provided that the following conditions
207e76048aSMarcel Moolenaar  * are met:
217e76048aSMarcel Moolenaar  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
227e76048aSMarcel Moolenaar  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
237e76048aSMarcel Moolenaar  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
247e76048aSMarcel Moolenaar  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
257e76048aSMarcel Moolenaar  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
267e76048aSMarcel Moolenaar  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
277e76048aSMarcel Moolenaar  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
287e76048aSMarcel Moolenaar  *    without specific prior written permission.
297e76048aSMarcel Moolenaar  *
307e76048aSMarcel Moolenaar  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
317e76048aSMarcel Moolenaar  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
327e76048aSMarcel Moolenaar  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
337e76048aSMarcel Moolenaar  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
347e76048aSMarcel Moolenaar  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
357e76048aSMarcel Moolenaar  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
367e76048aSMarcel Moolenaar  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
377e76048aSMarcel Moolenaar  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
387e76048aSMarcel Moolenaar  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
397e76048aSMarcel Moolenaar  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
407e76048aSMarcel Moolenaar  * SUCH DAMAGE.
417e76048aSMarcel Moolenaar  */
427e76048aSMarcel Moolenaar 
437e76048aSMarcel Moolenaar /*
447e76048aSMarcel Moolenaar  * FPU subroutines: `implode' internal format numbers into the machine's
457e76048aSMarcel Moolenaar  * `packed binary' format.
467e76048aSMarcel Moolenaar  */
477e76048aSMarcel Moolenaar 
487e76048aSMarcel Moolenaar #include <sys/types.h>
492aa95aceSPeter Grehan #include <sys/systm.h>
507e76048aSMarcel Moolenaar 
517e76048aSMarcel Moolenaar #include <machine/fpu.h>
527e76048aSMarcel Moolenaar #include <machine/ieee.h>
537e76048aSMarcel Moolenaar #include <machine/ieeefp.h>
547e76048aSMarcel Moolenaar 
557e76048aSMarcel Moolenaar #include <powerpc/fpu/fpu_arith.h>
567e76048aSMarcel Moolenaar #include <powerpc/fpu/fpu_emu.h>
577e76048aSMarcel Moolenaar #include <powerpc/fpu/fpu_extern.h>
587e76048aSMarcel Moolenaar #include <powerpc/fpu/fpu_instr.h>
597e76048aSMarcel Moolenaar 
607e76048aSMarcel Moolenaar static int round(struct fpemu *, struct fpn *);
617e76048aSMarcel Moolenaar static int toinf(struct fpemu *, int);
627e76048aSMarcel Moolenaar 
637e76048aSMarcel Moolenaar /*
647e76048aSMarcel Moolenaar  * Round a number (algorithm from Motorola MC68882 manual, modified for
657e76048aSMarcel Moolenaar  * our internal format).  Set inexact exception if rounding is required.
667e76048aSMarcel Moolenaar  * Return true iff we rounded up.
677e76048aSMarcel Moolenaar  *
687e76048aSMarcel Moolenaar  * After rounding, we discard the guard and round bits by shifting right
697e76048aSMarcel Moolenaar  * 2 bits (a la fpu_shr(), but we do not bother with fp->fp_sticky).
707e76048aSMarcel Moolenaar  * This saves effort later.
717e76048aSMarcel Moolenaar  *
727e76048aSMarcel Moolenaar  * Note that we may leave the value 2.0 in fp->fp_mant; it is the caller's
737e76048aSMarcel Moolenaar  * responsibility to fix this if necessary.
747e76048aSMarcel Moolenaar  */
757e76048aSMarcel Moolenaar static int
round(struct fpemu * fe,struct fpn * fp)767e76048aSMarcel Moolenaar round(struct fpemu *fe, struct fpn *fp)
777e76048aSMarcel Moolenaar {
787e76048aSMarcel Moolenaar 	u_int m0, m1, m2, m3;
797e76048aSMarcel Moolenaar 	int gr, s;
807e76048aSMarcel Moolenaar 	FPU_DECL_CARRY;
817e76048aSMarcel Moolenaar 
827e76048aSMarcel Moolenaar 	m0 = fp->fp_mant[0];
837e76048aSMarcel Moolenaar 	m1 = fp->fp_mant[1];
847e76048aSMarcel Moolenaar 	m2 = fp->fp_mant[2];
857e76048aSMarcel Moolenaar 	m3 = fp->fp_mant[3];
867e76048aSMarcel Moolenaar 	gr = m3 & 3;
877e76048aSMarcel Moolenaar 	s = fp->fp_sticky;
887e76048aSMarcel Moolenaar 
897e76048aSMarcel Moolenaar 	/* mant >>= FP_NG */
907e76048aSMarcel Moolenaar 	m3 = (m3 >> FP_NG) | (m2 << (32 - FP_NG));
917e76048aSMarcel Moolenaar 	m2 = (m2 >> FP_NG) | (m1 << (32 - FP_NG));
927e76048aSMarcel Moolenaar 	m1 = (m1 >> FP_NG) | (m0 << (32 - FP_NG));
937e76048aSMarcel Moolenaar 	m0 >>= FP_NG;
947e76048aSMarcel Moolenaar 
957e76048aSMarcel Moolenaar 	if ((gr | s) == 0)	/* result is exact: no rounding needed */
967e76048aSMarcel Moolenaar 		goto rounddown;
977e76048aSMarcel Moolenaar 
987e76048aSMarcel Moolenaar 	fe->fe_cx |= FPSCR_XX|FPSCR_FI;	/* inexact */
997e76048aSMarcel Moolenaar 
1007e76048aSMarcel Moolenaar 	/* Go to rounddown to round down; break to round up. */
1017e76048aSMarcel Moolenaar 	switch ((fe->fe_fpscr) & FPSCR_RN) {
1027e76048aSMarcel Moolenaar 	case FP_RN:
1037e76048aSMarcel Moolenaar 	default:
1047e76048aSMarcel Moolenaar 		/*
1057e76048aSMarcel Moolenaar 		 * Round only if guard is set (gr & 2).  If guard is set,
1067e76048aSMarcel Moolenaar 		 * but round & sticky both clear, then we want to round
1077e76048aSMarcel Moolenaar 		 * but have a tie, so round to even, i.e., add 1 iff odd.
1087e76048aSMarcel Moolenaar 		 */
1097e76048aSMarcel Moolenaar 		if ((gr & 2) == 0)
1107e76048aSMarcel Moolenaar 			goto rounddown;
1117e76048aSMarcel Moolenaar 		if ((gr & 1) || fp->fp_sticky || (m3 & 1))
1127e76048aSMarcel Moolenaar 			break;
1137e76048aSMarcel Moolenaar 		goto rounddown;
1147e76048aSMarcel Moolenaar 
1157e76048aSMarcel Moolenaar 	case FP_RZ:
1167e76048aSMarcel Moolenaar 		/* Round towards zero, i.e., down. */
1177e76048aSMarcel Moolenaar 		goto rounddown;
1187e76048aSMarcel Moolenaar 
1197e76048aSMarcel Moolenaar 	case FP_RM:
1207e76048aSMarcel Moolenaar 		/* Round towards -Inf: up if negative, down if positive. */
1217e76048aSMarcel Moolenaar 		if (fp->fp_sign)
1227e76048aSMarcel Moolenaar 			break;
1237e76048aSMarcel Moolenaar 		goto rounddown;
1247e76048aSMarcel Moolenaar 
1257e76048aSMarcel Moolenaar 	case FP_RP:
1267e76048aSMarcel Moolenaar 		/* Round towards +Inf: up if positive, down otherwise. */
1277e76048aSMarcel Moolenaar 		if (!fp->fp_sign)
1287e76048aSMarcel Moolenaar 			break;
1297e76048aSMarcel Moolenaar 		goto rounddown;
1307e76048aSMarcel Moolenaar 	}
1317e76048aSMarcel Moolenaar 
1327e76048aSMarcel Moolenaar 	/* Bump low bit of mantissa, with carry. */
1337e76048aSMarcel Moolenaar 	fe->fe_cx |= FPSCR_FR;
1347e76048aSMarcel Moolenaar 
1357e76048aSMarcel Moolenaar 	FPU_ADDS(m3, m3, 1);
1367e76048aSMarcel Moolenaar 	FPU_ADDCS(m2, m2, 0);
1377e76048aSMarcel Moolenaar 	FPU_ADDCS(m1, m1, 0);
1387e76048aSMarcel Moolenaar 	FPU_ADDC(m0, m0, 0);
1397e76048aSMarcel Moolenaar 	fp->fp_mant[0] = m0;
1407e76048aSMarcel Moolenaar 	fp->fp_mant[1] = m1;
1417e76048aSMarcel Moolenaar 	fp->fp_mant[2] = m2;
1427e76048aSMarcel Moolenaar 	fp->fp_mant[3] = m3;
1437e76048aSMarcel Moolenaar 	return (1);
1447e76048aSMarcel Moolenaar 
1457e76048aSMarcel Moolenaar rounddown:
1467e76048aSMarcel Moolenaar 	fp->fp_mant[0] = m0;
1477e76048aSMarcel Moolenaar 	fp->fp_mant[1] = m1;
1487e76048aSMarcel Moolenaar 	fp->fp_mant[2] = m2;
1497e76048aSMarcel Moolenaar 	fp->fp_mant[3] = m3;
1507e76048aSMarcel Moolenaar 	return (0);
1517e76048aSMarcel Moolenaar }
1527e76048aSMarcel Moolenaar 
1537e76048aSMarcel Moolenaar /*
1547e76048aSMarcel Moolenaar  * For overflow: return true if overflow is to go to +/-Inf, according
1557e76048aSMarcel Moolenaar  * to the sign of the overflowing result.  If false, overflow is to go
1567e76048aSMarcel Moolenaar  * to the largest magnitude value instead.
1577e76048aSMarcel Moolenaar  */
1587e76048aSMarcel Moolenaar static int
toinf(struct fpemu * fe,int sign)1597e76048aSMarcel Moolenaar toinf(struct fpemu *fe, int sign)
1607e76048aSMarcel Moolenaar {
1617e76048aSMarcel Moolenaar 	int inf;
1627e76048aSMarcel Moolenaar 
1637e76048aSMarcel Moolenaar 	/* look at rounding direction */
1647e76048aSMarcel Moolenaar 	switch ((fe->fe_fpscr) & FPSCR_RN) {
1657e76048aSMarcel Moolenaar 	default:
1667e76048aSMarcel Moolenaar 	case FP_RN:		/* the nearest value is always Inf */
1677e76048aSMarcel Moolenaar 		inf = 1;
1687e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
1697e76048aSMarcel Moolenaar 
1707e76048aSMarcel Moolenaar 	case FP_RZ:		/* toward 0 => never towards Inf */
1717e76048aSMarcel Moolenaar 		inf = 0;
1727e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
1737e76048aSMarcel Moolenaar 
1747e76048aSMarcel Moolenaar 	case FP_RP:		/* toward +Inf iff positive */
1757e76048aSMarcel Moolenaar 		inf = sign == 0;
1767e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
1777e76048aSMarcel Moolenaar 
1787e76048aSMarcel Moolenaar 	case FP_RM:		/* toward -Inf iff negative */
1797e76048aSMarcel Moolenaar 		inf = sign;
1807e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
1817e76048aSMarcel Moolenaar 	}
1827e76048aSMarcel Moolenaar 	if (inf)
1837e76048aSMarcel Moolenaar 		fe->fe_cx |= FPSCR_OX;
1847e76048aSMarcel Moolenaar 	return (inf);
1857e76048aSMarcel Moolenaar }
1867e76048aSMarcel Moolenaar 
1877e76048aSMarcel Moolenaar /*
1887e76048aSMarcel Moolenaar  * fpn -> int (int value returned as return value).
1897e76048aSMarcel Moolenaar  *
1907e76048aSMarcel Moolenaar  * N.B.: this conversion always rounds towards zero (this is a peculiarity
1917e76048aSMarcel Moolenaar  * of the SPARC instruction set).
1927e76048aSMarcel Moolenaar  */
1937e76048aSMarcel Moolenaar u_int
fpu_ftoi(struct fpemu * fe,struct fpn * fp)1947e76048aSMarcel Moolenaar fpu_ftoi(struct fpemu *fe, struct fpn *fp)
1957e76048aSMarcel Moolenaar {
1967e76048aSMarcel Moolenaar 	u_int i;
1977e76048aSMarcel Moolenaar 	int sign, exp;
1987e76048aSMarcel Moolenaar 
1997e76048aSMarcel Moolenaar 	sign = fp->fp_sign;
2007e76048aSMarcel Moolenaar 	switch (fp->fp_class) {
2017e76048aSMarcel Moolenaar 	case FPC_ZERO:
2027e76048aSMarcel Moolenaar 		return (0);
2037e76048aSMarcel Moolenaar 
2047e76048aSMarcel Moolenaar 	case FPC_NUM:
2057e76048aSMarcel Moolenaar 		/*
2067e76048aSMarcel Moolenaar 		 * If exp >= 2^32, overflow.  Otherwise shift value right
2077e76048aSMarcel Moolenaar 		 * into last mantissa word (this will not exceed 0xffffffff),
2087e76048aSMarcel Moolenaar 		 * shifting any guard and round bits out into the sticky
2097e76048aSMarcel Moolenaar 		 * bit.  Then ``round'' towards zero, i.e., just set an
2107e76048aSMarcel Moolenaar 		 * inexact exception if sticky is set (see round()).
2117e76048aSMarcel Moolenaar 		 * If the result is > 0x80000000, or is positive and equals
2127e76048aSMarcel Moolenaar 		 * 0x80000000, overflow; otherwise the last fraction word
2137e76048aSMarcel Moolenaar 		 * is the result.
2147e76048aSMarcel Moolenaar 		 */
2157e76048aSMarcel Moolenaar 		if ((exp = fp->fp_exp) >= 32)
2167e76048aSMarcel Moolenaar 			break;
2177e76048aSMarcel Moolenaar 		/* NB: the following includes exp < 0 cases */
2187e76048aSMarcel Moolenaar 		if (fpu_shr(fp, FP_NMANT - 1 - exp) != 0)
2197e76048aSMarcel Moolenaar 			fe->fe_cx |= FPSCR_UX;
2207e76048aSMarcel Moolenaar 		i = fp->fp_mant[3];
2217e76048aSMarcel Moolenaar 		if (i >= ((u_int)0x80000000 + sign))
2227e76048aSMarcel Moolenaar 			break;
2237e76048aSMarcel Moolenaar 		return (sign ? -i : i);
2247e76048aSMarcel Moolenaar 
2257e76048aSMarcel Moolenaar 	default:		/* Inf, qNaN, sNaN */
2267e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
2277e76048aSMarcel Moolenaar 	}
2287e76048aSMarcel Moolenaar 	/* overflow: replace any inexact exception with invalid */
2297e76048aSMarcel Moolenaar 	fe->fe_cx |= FPSCR_VXCVI;
2307e76048aSMarcel Moolenaar 	return (0x7fffffff + sign);
2317e76048aSMarcel Moolenaar }
2327e76048aSMarcel Moolenaar 
2337e76048aSMarcel Moolenaar /*
2347e76048aSMarcel Moolenaar  * fpn -> extended int (high bits of int value returned as return value).
2357e76048aSMarcel Moolenaar  *
2367e76048aSMarcel Moolenaar  * N.B.: this conversion always rounds towards zero (this is a peculiarity
2377e76048aSMarcel Moolenaar  * of the SPARC instruction set).
2387e76048aSMarcel Moolenaar  */
2397e76048aSMarcel Moolenaar u_int
fpu_ftox(struct fpemu * fe,struct fpn * fp,u_int * res)2407e76048aSMarcel Moolenaar fpu_ftox(struct fpemu *fe, struct fpn *fp, u_int *res)
2417e76048aSMarcel Moolenaar {
2427e76048aSMarcel Moolenaar 	u_int64_t i;
2437e76048aSMarcel Moolenaar 	int sign, exp;
2447e76048aSMarcel Moolenaar 
2457e76048aSMarcel Moolenaar 	sign = fp->fp_sign;
2467e76048aSMarcel Moolenaar 	switch (fp->fp_class) {
2477e76048aSMarcel Moolenaar 	case FPC_ZERO:
2487e76048aSMarcel Moolenaar 		res[1] = 0;
2497e76048aSMarcel Moolenaar 		return (0);
2507e76048aSMarcel Moolenaar 
2517e76048aSMarcel Moolenaar 	case FPC_NUM:
2527e76048aSMarcel Moolenaar 		/*
2537e76048aSMarcel Moolenaar 		 * If exp >= 2^64, overflow.  Otherwise shift value right
2547e76048aSMarcel Moolenaar 		 * into last mantissa word (this will not exceed 0xffffffffffffffff),
2557e76048aSMarcel Moolenaar 		 * shifting any guard and round bits out into the sticky
2567e76048aSMarcel Moolenaar 		 * bit.  Then ``round'' towards zero, i.e., just set an
2577e76048aSMarcel Moolenaar 		 * inexact exception if sticky is set (see round()).
2587e76048aSMarcel Moolenaar 		 * If the result is > 0x8000000000000000, or is positive and equals
2597e76048aSMarcel Moolenaar 		 * 0x8000000000000000, overflow; otherwise the last fraction word
2607e76048aSMarcel Moolenaar 		 * is the result.
2617e76048aSMarcel Moolenaar 		 */
2627e76048aSMarcel Moolenaar 		if ((exp = fp->fp_exp) >= 64)
2637e76048aSMarcel Moolenaar 			break;
2647e76048aSMarcel Moolenaar 		/* NB: the following includes exp < 0 cases */
2657e76048aSMarcel Moolenaar 		if (fpu_shr(fp, FP_NMANT - 1 - exp) != 0)
2667e76048aSMarcel Moolenaar 			fe->fe_cx |= FPSCR_UX;
2677e76048aSMarcel Moolenaar 		i = ((u_int64_t)fp->fp_mant[2]<<32)|fp->fp_mant[3];
2687e76048aSMarcel Moolenaar 		if (i >= ((u_int64_t)0x8000000000000000LL + sign))
2697e76048aSMarcel Moolenaar 			break;
2707e76048aSMarcel Moolenaar 		return (sign ? -i : i);
2717e76048aSMarcel Moolenaar 
2727e76048aSMarcel Moolenaar 	default:		/* Inf, qNaN, sNaN */
2737e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
2747e76048aSMarcel Moolenaar 	}
2757e76048aSMarcel Moolenaar 	/* overflow: replace any inexact exception with invalid */
2767e76048aSMarcel Moolenaar 	fe->fe_cx |= FPSCR_VXCVI;
2777e76048aSMarcel Moolenaar 	return (0x7fffffffffffffffLL + sign);
2787e76048aSMarcel Moolenaar }
2797e76048aSMarcel Moolenaar 
2807e76048aSMarcel Moolenaar /*
2817e76048aSMarcel Moolenaar  * fpn -> single (32 bit single returned as return value).
2827e76048aSMarcel Moolenaar  * We assume <= 29 bits in a single-precision fraction (1.f part).
2837e76048aSMarcel Moolenaar  */
2847e76048aSMarcel Moolenaar u_int
fpu_ftos(struct fpemu * fe,struct fpn * fp)2857e76048aSMarcel Moolenaar fpu_ftos(struct fpemu *fe, struct fpn *fp)
2867e76048aSMarcel Moolenaar {
2877e76048aSMarcel Moolenaar 	u_int sign = fp->fp_sign << 31;
2887e76048aSMarcel Moolenaar 	int exp;
2897e76048aSMarcel Moolenaar 
2907e76048aSMarcel Moolenaar #define	SNG_EXP(e)	((e) << SNG_FRACBITS)	/* makes e an exponent */
2917e76048aSMarcel Moolenaar #define	SNG_MASK	(SNG_EXP(1) - 1)	/* mask for fraction */
2927e76048aSMarcel Moolenaar 
2937e76048aSMarcel Moolenaar 	/* Take care of non-numbers first. */
2947e76048aSMarcel Moolenaar 	if (ISNAN(fp)) {
2957e76048aSMarcel Moolenaar 		/*
2967e76048aSMarcel Moolenaar 		 * Preserve upper bits of NaN, per SPARC V8 appendix N.
2977e76048aSMarcel Moolenaar 		 * Note that fp->fp_mant[0] has the quiet bit set,
2987e76048aSMarcel Moolenaar 		 * even if it is classified as a signalling NaN.
2997e76048aSMarcel Moolenaar 		 */
3007e76048aSMarcel Moolenaar 		(void) fpu_shr(fp, FP_NMANT - 1 - SNG_FRACBITS);
3017e76048aSMarcel Moolenaar 		exp = SNG_EXP_INFNAN;
3027e76048aSMarcel Moolenaar 		goto done;
3037e76048aSMarcel Moolenaar 	}
3047e76048aSMarcel Moolenaar 	if (ISINF(fp))
3057e76048aSMarcel Moolenaar 		return (sign | SNG_EXP(SNG_EXP_INFNAN));
3067e76048aSMarcel Moolenaar 	if (ISZERO(fp))
3077e76048aSMarcel Moolenaar 		return (sign);
3087e76048aSMarcel Moolenaar 
3097e76048aSMarcel Moolenaar 	/*
3107e76048aSMarcel Moolenaar 	 * Normals (including subnormals).  Drop all the fraction bits
3117e76048aSMarcel Moolenaar 	 * (including the explicit ``implied'' 1 bit) down into the
3127e76048aSMarcel Moolenaar 	 * single-precision range.  If the number is subnormal, move
3137e76048aSMarcel Moolenaar 	 * the ``implied'' 1 into the explicit range as well, and shift
3147e76048aSMarcel Moolenaar 	 * right to introduce leading zeroes.  Rounding then acts
3157e76048aSMarcel Moolenaar 	 * differently for normals and subnormals: the largest subnormal
3167e76048aSMarcel Moolenaar 	 * may round to the smallest normal (1.0 x 2^minexp), or may
3177e76048aSMarcel Moolenaar 	 * remain subnormal.  In the latter case, signal an underflow
3187e76048aSMarcel Moolenaar 	 * if the result was inexact or if underflow traps are enabled.
3197e76048aSMarcel Moolenaar 	 *
3207e76048aSMarcel Moolenaar 	 * Rounding a normal, on the other hand, always produces another
3217e76048aSMarcel Moolenaar 	 * normal (although either way the result might be too big for
3227e76048aSMarcel Moolenaar 	 * single precision, and cause an overflow).  If rounding a
3237e76048aSMarcel Moolenaar 	 * normal produces 2.0 in the fraction, we need not adjust that
3247e76048aSMarcel Moolenaar 	 * fraction at all, since both 1.0 and 2.0 are zero under the
3257e76048aSMarcel Moolenaar 	 * fraction mask.
3267e76048aSMarcel Moolenaar 	 *
3277e76048aSMarcel Moolenaar 	 * Note that the guard and round bits vanish from the number after
3287e76048aSMarcel Moolenaar 	 * rounding.
3297e76048aSMarcel Moolenaar 	 */
3307e76048aSMarcel Moolenaar 	if ((exp = fp->fp_exp + SNG_EXP_BIAS) <= 0) {	/* subnormal */
3317e76048aSMarcel Moolenaar 		/* -NG for g,r; -SNG_FRACBITS-exp for fraction */
3327e76048aSMarcel Moolenaar 		(void) fpu_shr(fp, FP_NMANT - FP_NG - SNG_FRACBITS - exp);
3337e76048aSMarcel Moolenaar 		if (round(fe, fp) && fp->fp_mant[3] == SNG_EXP(1))
3347e76048aSMarcel Moolenaar 			return (sign | SNG_EXP(1) | 0);
3357e76048aSMarcel Moolenaar 		if ((fe->fe_cx & FPSCR_FI) ||
3367e76048aSMarcel Moolenaar 		    (fe->fe_fpscr & FPSCR_UX))
3377e76048aSMarcel Moolenaar 			fe->fe_cx |= FPSCR_UX;
3387e76048aSMarcel Moolenaar 		return (sign | SNG_EXP(0) | fp->fp_mant[3]);
3397e76048aSMarcel Moolenaar 	}
3407e76048aSMarcel Moolenaar 	/* -FP_NG for g,r; -1 for implied 1; -SNG_FRACBITS for fraction */
3417e76048aSMarcel Moolenaar 	(void) fpu_shr(fp, FP_NMANT - FP_NG - 1 - SNG_FRACBITS);
3427e76048aSMarcel Moolenaar #ifdef DIAGNOSTIC
3437e76048aSMarcel Moolenaar 	if ((fp->fp_mant[3] & SNG_EXP(1 << FP_NG)) == 0)
3447e76048aSMarcel Moolenaar 		panic("fpu_ftos");
3457e76048aSMarcel Moolenaar #endif
3467e76048aSMarcel Moolenaar 	if (round(fe, fp) && fp->fp_mant[3] == SNG_EXP(2))
3477e76048aSMarcel Moolenaar 		exp++;
3487e76048aSMarcel Moolenaar 	if (exp >= SNG_EXP_INFNAN) {
3497e76048aSMarcel Moolenaar 		/* overflow to inf or to max single */
3507e76048aSMarcel Moolenaar 		if (toinf(fe, sign))
3517e76048aSMarcel Moolenaar 			return (sign | SNG_EXP(SNG_EXP_INFNAN));
3527e76048aSMarcel Moolenaar 		return (sign | SNG_EXP(SNG_EXP_INFNAN - 1) | SNG_MASK);
3537e76048aSMarcel Moolenaar 	}
3547e76048aSMarcel Moolenaar done:
3557e76048aSMarcel Moolenaar 	/* phew, made it */
3567e76048aSMarcel Moolenaar 	return (sign | SNG_EXP(exp) | (fp->fp_mant[3] & SNG_MASK));
3577e76048aSMarcel Moolenaar }
3587e76048aSMarcel Moolenaar 
3597e76048aSMarcel Moolenaar /*
3607e76048aSMarcel Moolenaar  * fpn -> double (32 bit high-order result returned; 32-bit low order result
3617e76048aSMarcel Moolenaar  * left in res[1]).  Assumes <= 61 bits in double precision fraction.
3627e76048aSMarcel Moolenaar  *
3637e76048aSMarcel Moolenaar  * This code mimics fpu_ftos; see it for comments.
3647e76048aSMarcel Moolenaar  */
3657e76048aSMarcel Moolenaar u_int
fpu_ftod(struct fpemu * fe,struct fpn * fp,u_int * res)3667e76048aSMarcel Moolenaar fpu_ftod(struct fpemu *fe, struct fpn *fp, u_int *res)
3677e76048aSMarcel Moolenaar {
3687e76048aSMarcel Moolenaar 	u_int sign = fp->fp_sign << 31;
3697e76048aSMarcel Moolenaar 	int exp;
3707e76048aSMarcel Moolenaar 
3717e76048aSMarcel Moolenaar #define	DBL_EXP(e)	((e) << (DBL_FRACBITS & 31))
3727e76048aSMarcel Moolenaar #define	DBL_MASK	(DBL_EXP(1) - 1)
3737e76048aSMarcel Moolenaar 
3747e76048aSMarcel Moolenaar 	if (ISNAN(fp)) {
3757e76048aSMarcel Moolenaar 		(void) fpu_shr(fp, FP_NMANT - 1 - DBL_FRACBITS);
3767e76048aSMarcel Moolenaar 		exp = DBL_EXP_INFNAN;
3777e76048aSMarcel Moolenaar 		goto done;
3787e76048aSMarcel Moolenaar 	}
3797e76048aSMarcel Moolenaar 	if (ISINF(fp)) {
3807e76048aSMarcel Moolenaar 		sign |= DBL_EXP(DBL_EXP_INFNAN);
3817e76048aSMarcel Moolenaar 		goto zero;
3827e76048aSMarcel Moolenaar 	}
3837e76048aSMarcel Moolenaar 	if (ISZERO(fp)) {
3847e76048aSMarcel Moolenaar zero:		res[1] = 0;
3857e76048aSMarcel Moolenaar 		return (sign);
3867e76048aSMarcel Moolenaar 	}
3877e76048aSMarcel Moolenaar 
3887e76048aSMarcel Moolenaar 	if ((exp = fp->fp_exp + DBL_EXP_BIAS) <= 0) {
3897e76048aSMarcel Moolenaar 		(void) fpu_shr(fp, FP_NMANT - FP_NG - DBL_FRACBITS - exp);
3907e76048aSMarcel Moolenaar 		if (round(fe, fp) && fp->fp_mant[2] == DBL_EXP(1)) {
3917e76048aSMarcel Moolenaar 			res[1] = 0;
3927e76048aSMarcel Moolenaar 			return (sign | DBL_EXP(1) | 0);
3937e76048aSMarcel Moolenaar 		}
3947e76048aSMarcel Moolenaar 		if ((fe->fe_cx & FPSCR_FI) ||
3957e76048aSMarcel Moolenaar 		    (fe->fe_fpscr & FPSCR_UX))
3967e76048aSMarcel Moolenaar 			fe->fe_cx |= FPSCR_UX;
3977e76048aSMarcel Moolenaar 		exp = 0;
3987e76048aSMarcel Moolenaar 		goto done;
3997e76048aSMarcel Moolenaar 	}
4007e76048aSMarcel Moolenaar 	(void) fpu_shr(fp, FP_NMANT - FP_NG - 1 - DBL_FRACBITS);
4017e76048aSMarcel Moolenaar 	if (round(fe, fp) && fp->fp_mant[2] == DBL_EXP(2))
4027e76048aSMarcel Moolenaar 		exp++;
4037e76048aSMarcel Moolenaar 	if (exp >= DBL_EXP_INFNAN) {
4047e76048aSMarcel Moolenaar 		fe->fe_cx |= FPSCR_OX | FPSCR_UX;
4057e76048aSMarcel Moolenaar 		if (toinf(fe, sign)) {
4067e76048aSMarcel Moolenaar 			res[1] = 0;
4077e76048aSMarcel Moolenaar 			return (sign | DBL_EXP(DBL_EXP_INFNAN) | 0);
4087e76048aSMarcel Moolenaar 		}
4097e76048aSMarcel Moolenaar 		res[1] = ~0;
4107e76048aSMarcel Moolenaar 		return (sign | DBL_EXP(DBL_EXP_INFNAN) | DBL_MASK);
4117e76048aSMarcel Moolenaar 	}
4127e76048aSMarcel Moolenaar done:
4137e76048aSMarcel Moolenaar 	res[1] = fp->fp_mant[3];
4147e76048aSMarcel Moolenaar 	return (sign | DBL_EXP(exp) | (fp->fp_mant[2] & DBL_MASK));
4157e76048aSMarcel Moolenaar }
4167e76048aSMarcel Moolenaar 
4177e76048aSMarcel Moolenaar /*
4187e76048aSMarcel Moolenaar  * Implode an fpn, writing the result into the given space.
4197e76048aSMarcel Moolenaar  */
4207e76048aSMarcel Moolenaar void
fpu_implode(struct fpemu * fe,struct fpn * fp,int type,u_int * space)4217e76048aSMarcel Moolenaar fpu_implode(struct fpemu *fe, struct fpn *fp, int type, u_int *space)
4227e76048aSMarcel Moolenaar {
4237e76048aSMarcel Moolenaar 
4247e76048aSMarcel Moolenaar 	switch (type) {
4257e76048aSMarcel Moolenaar 	case FTYPE_LNG:
4267e76048aSMarcel Moolenaar 		space[0] = fpu_ftox(fe, fp, space);
4277e76048aSMarcel Moolenaar 		DPRINTF(FPE_REG, ("fpu_implode: long %x %x\n",
4287e76048aSMarcel Moolenaar 			space[0], space[1]));
4297e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
4307e76048aSMarcel Moolenaar 
4317e76048aSMarcel Moolenaar 	case FTYPE_INT:
4327e76048aSMarcel Moolenaar 		space[0] = 0;
4337e76048aSMarcel Moolenaar 		space[1] = fpu_ftoi(fe, fp);
4347e76048aSMarcel Moolenaar 		DPRINTF(FPE_REG, ("fpu_implode: int %x\n",
4357e76048aSMarcel Moolenaar 			space[1]));
4367e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
4377e76048aSMarcel Moolenaar 
4387e76048aSMarcel Moolenaar 	case FTYPE_SNG:
4397e76048aSMarcel Moolenaar 		space[0] = fpu_ftos(fe, fp);
4407e76048aSMarcel Moolenaar 		DPRINTF(FPE_REG, ("fpu_implode: single %x\n",
4417e76048aSMarcel Moolenaar 			space[0]));
4427e76048aSMarcel Moolenaar 		break;
4437e76048aSMarcel Moolenaar 
4447e76048aSMarcel Moolenaar 	case FTYPE_DBL:
4457e76048aSMarcel Moolenaar 		space[0] = fpu_ftod(fe, fp, space);
4467e76048aSMarcel Moolenaar 		DPRINTF(FPE_REG, ("fpu_implode: double %x %x\n",
4477e76048aSMarcel Moolenaar 			space[0], space[1]));
4487e76048aSMarcel Moolenaar 		break;		break;
4497e76048aSMarcel Moolenaar 
4507e76048aSMarcel Moolenaar 	default:
4517e76048aSMarcel Moolenaar 		panic("fpu_implode: invalid type %d", type);
4527e76048aSMarcel Moolenaar 	}
4537e76048aSMarcel Moolenaar }
454