xref: /openbmc/linux/arch/mips/math-emu/ieee754dp.c (revision 9d5a6349)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* IEEE754 floating point arithmetic
3  * double precision: common utilities
4  */
5 /*
6  * MIPS floating point support
7  * Copyright (C) 1994-2000 Algorithmics Ltd.
8  */
9 
10 #include <linux/compiler.h>
11 
12 #include "ieee754dp.h"
13 
ieee754dp_class(union ieee754dp x)14 int ieee754dp_class(union ieee754dp x)
15 {
16 	COMPXDP;
17 	EXPLODEXDP;
18 	return xc;
19 }
20 
ieee754dp_isnan(union ieee754dp x)21 static inline int ieee754dp_isnan(union ieee754dp x)
22 {
23 	return ieee754_class_nan(ieee754dp_class(x));
24 }
25 
ieee754dp_issnan(union ieee754dp x)26 static inline int ieee754dp_issnan(union ieee754dp x)
27 {
28 	int qbit;
29 
30 	assert(ieee754dp_isnan(x));
31 	qbit = (DPMANT(x) & DP_MBIT(DP_FBITS - 1)) == DP_MBIT(DP_FBITS - 1);
32 	return ieee754_csr.nan2008 ^ qbit;
33 }
34 
35 
36 /*
37  * Raise the Invalid Operation IEEE 754 exception
38  * and convert the signaling NaN supplied to a quiet NaN.
39  */
ieee754dp_nanxcpt(union ieee754dp r)40 union ieee754dp __cold ieee754dp_nanxcpt(union ieee754dp r)
41 {
42 	assert(ieee754dp_issnan(r));
43 
44 	ieee754_setcx(IEEE754_INVALID_OPERATION);
45 	if (ieee754_csr.nan2008) {
46 		DPMANT(r) |= DP_MBIT(DP_FBITS - 1);
47 	} else {
48 		DPMANT(r) &= ~DP_MBIT(DP_FBITS - 1);
49 		if (!ieee754dp_isnan(r))
50 			DPMANT(r) |= DP_MBIT(DP_FBITS - 2);
51 	}
52 
53 	return r;
54 }
55 
ieee754dp_get_rounding(int sn,u64 xm)56 static u64 ieee754dp_get_rounding(int sn, u64 xm)
57 {
58 	/* inexact must round of 3 bits
59 	 */
60 	if (xm & (DP_MBIT(3) - 1)) {
61 		switch (ieee754_csr.rm) {
62 		case FPU_CSR_RZ:
63 			break;
64 		case FPU_CSR_RN:
65 			xm += 0x3 + ((xm >> 3) & 1);
66 			/* xm += (xm&0x8)?0x4:0x3 */
67 			break;
68 		case FPU_CSR_RU:	/* toward +Infinity */
69 			if (!sn)	/* ?? */
70 				xm += 0x8;
71 			break;
72 		case FPU_CSR_RD:	/* toward -Infinity */
73 			if (sn) /* ?? */
74 				xm += 0x8;
75 			break;
76 		}
77 	}
78 	return xm;
79 }
80 
81 
82 /* generate a normal/denormal number with over,under handling
83  * sn is sign
84  * xe is an unbiased exponent
85  * xm is 3bit extended precision value.
86  */
ieee754dp_format(int sn,int xe,u64 xm)87 union ieee754dp ieee754dp_format(int sn, int xe, u64 xm)
88 {
89 	assert(xm);		/* we don't gen exact zeros (probably should) */
90 
91 	assert((xm >> (DP_FBITS + 1 + 3)) == 0);	/* no excess */
92 	assert(xm & (DP_HIDDEN_BIT << 3));
93 
94 	if (xe < DP_EMIN) {
95 		/* strip lower bits */
96 		int es = DP_EMIN - xe;
97 
98 		if (ieee754_csr.nod) {
99 			ieee754_setcx(IEEE754_UNDERFLOW);
100 			ieee754_setcx(IEEE754_INEXACT);
101 
102 			switch(ieee754_csr.rm) {
103 			case FPU_CSR_RN:
104 			case FPU_CSR_RZ:
105 				return ieee754dp_zero(sn);
106 			case FPU_CSR_RU:    /* toward +Infinity */
107 				if (sn == 0)
108 					return ieee754dp_min(0);
109 				else
110 					return ieee754dp_zero(1);
111 			case FPU_CSR_RD:    /* toward -Infinity */
112 				if (sn == 0)
113 					return ieee754dp_zero(0);
114 				else
115 					return ieee754dp_min(1);
116 			}
117 		}
118 
119 		if (xe == DP_EMIN - 1 &&
120 		    ieee754dp_get_rounding(sn, xm) >> (DP_FBITS + 1 + 3))
121 		{
122 			/* Not tiny after rounding */
123 			ieee754_setcx(IEEE754_INEXACT);
124 			xm = ieee754dp_get_rounding(sn, xm);
125 			xm >>= 1;
126 			/* Clear grs bits */
127 			xm &= ~(DP_MBIT(3) - 1);
128 			xe++;
129 		}
130 		else {
131 			/* sticky right shift es bits
132 			 */
133 			xm = XDPSRS(xm, es);
134 			xe += es;
135 			assert((xm & (DP_HIDDEN_BIT << 3)) == 0);
136 			assert(xe == DP_EMIN);
137 		}
138 	}
139 	if (xm & (DP_MBIT(3) - 1)) {
140 		ieee754_setcx(IEEE754_INEXACT);
141 		if ((xm & (DP_HIDDEN_BIT << 3)) == 0) {
142 			ieee754_setcx(IEEE754_UNDERFLOW);
143 		}
144 
145 		/* inexact must round of 3 bits
146 		 */
147 		xm = ieee754dp_get_rounding(sn, xm);
148 		/* adjust exponent for rounding add overflowing
149 		 */
150 		if (xm >> (DP_FBITS + 3 + 1)) {
151 			/* add causes mantissa overflow */
152 			xm >>= 1;
153 			xe++;
154 		}
155 	}
156 	/* strip grs bits */
157 	xm >>= 3;
158 
159 	assert((xm >> (DP_FBITS + 1)) == 0);	/* no excess */
160 	assert(xe >= DP_EMIN);
161 
162 	if (xe > DP_EMAX) {
163 		ieee754_setcx(IEEE754_OVERFLOW);
164 		ieee754_setcx(IEEE754_INEXACT);
165 		/* -O can be table indexed by (rm,sn) */
166 		switch (ieee754_csr.rm) {
167 		case FPU_CSR_RN:
168 			return ieee754dp_inf(sn);
169 		case FPU_CSR_RZ:
170 			return ieee754dp_max(sn);
171 		case FPU_CSR_RU:	/* toward +Infinity */
172 			if (sn == 0)
173 				return ieee754dp_inf(0);
174 			else
175 				return ieee754dp_max(1);
176 		case FPU_CSR_RD:	/* toward -Infinity */
177 			if (sn == 0)
178 				return ieee754dp_max(0);
179 			else
180 				return ieee754dp_inf(1);
181 		}
182 	}
183 	/* gen norm/denorm/zero */
184 
185 	if ((xm & DP_HIDDEN_BIT) == 0) {
186 		/* we underflow (tiny/zero) */
187 		assert(xe == DP_EMIN);
188 		if (ieee754_csr.mx & IEEE754_UNDERFLOW)
189 			ieee754_setcx(IEEE754_UNDERFLOW);
190 		return builddp(sn, DP_EMIN - 1 + DP_EBIAS, xm);
191 	} else {
192 		assert((xm >> (DP_FBITS + 1)) == 0);	/* no excess */
193 		assert(xm & DP_HIDDEN_BIT);
194 
195 		return builddp(sn, xe + DP_EBIAS, xm & ~DP_HIDDEN_BIT);
196 	}
197 }
198