xref: /openbmc/linux/arch/x86/math-emu/poly_atan.c (revision da957e11)
1da957e11SThomas Gleixner /*---------------------------------------------------------------------------+
2da957e11SThomas Gleixner  |  poly_atan.c                                                              |
3da957e11SThomas Gleixner  |                                                                           |
4da957e11SThomas Gleixner  | Compute the arctan of a FPU_REG, using a polynomial approximation.        |
5da957e11SThomas Gleixner  |                                                                           |
6da957e11SThomas Gleixner  | Copyright (C) 1992,1993,1994,1997                                         |
7da957e11SThomas Gleixner  |                  W. Metzenthen, 22 Parker St, Ormond, Vic 3163, Australia |
8da957e11SThomas Gleixner  |                  E-mail   billm@suburbia.net                              |
9da957e11SThomas Gleixner  |                                                                           |
10da957e11SThomas Gleixner  |                                                                           |
11da957e11SThomas Gleixner  +---------------------------------------------------------------------------*/
12da957e11SThomas Gleixner 
13da957e11SThomas Gleixner #include "exception.h"
14da957e11SThomas Gleixner #include "reg_constant.h"
15da957e11SThomas Gleixner #include "fpu_emu.h"
16da957e11SThomas Gleixner #include "fpu_system.h"
17da957e11SThomas Gleixner #include "status_w.h"
18da957e11SThomas Gleixner #include "control_w.h"
19da957e11SThomas Gleixner #include "poly.h"
20da957e11SThomas Gleixner 
21da957e11SThomas Gleixner 
22da957e11SThomas Gleixner #define	HIPOWERon	6	/* odd poly, negative terms */
23da957e11SThomas Gleixner static const unsigned long long oddnegterms[HIPOWERon] =
24da957e11SThomas Gleixner {
25da957e11SThomas Gleixner   0x0000000000000000LL, /* Dummy (not for - 1.0) */
26da957e11SThomas Gleixner   0x015328437f756467LL,
27da957e11SThomas Gleixner   0x0005dda27b73dec6LL,
28da957e11SThomas Gleixner   0x0000226bf2bfb91aLL,
29da957e11SThomas Gleixner   0x000000ccc439c5f7LL,
30da957e11SThomas Gleixner   0x0000000355438407LL
31da957e11SThomas Gleixner } ;
32da957e11SThomas Gleixner 
33da957e11SThomas Gleixner #define	HIPOWERop	6	/* odd poly, positive terms */
34da957e11SThomas Gleixner static const unsigned long long oddplterms[HIPOWERop] =
35da957e11SThomas Gleixner {
36da957e11SThomas Gleixner /*  0xaaaaaaaaaaaaaaabLL,  transferred to fixedpterm[] */
37da957e11SThomas Gleixner   0x0db55a71875c9ac2LL,
38da957e11SThomas Gleixner   0x0029fce2d67880b0LL,
39da957e11SThomas Gleixner   0x0000dfd3908b4596LL,
40da957e11SThomas Gleixner   0x00000550fd61dab4LL,
41da957e11SThomas Gleixner   0x0000001c9422b3f9LL,
42da957e11SThomas Gleixner   0x000000003e3301e1LL
43da957e11SThomas Gleixner };
44da957e11SThomas Gleixner 
45da957e11SThomas Gleixner static const unsigned long long denomterm = 0xebd9b842c5c53a0eLL;
46da957e11SThomas Gleixner 
47da957e11SThomas Gleixner static const Xsig fixedpterm = MK_XSIG(0xaaaaaaaa, 0xaaaaaaaa, 0xaaaaaaaa);
48da957e11SThomas Gleixner 
49da957e11SThomas Gleixner static const Xsig pi_signif = MK_XSIG(0xc90fdaa2, 0x2168c234, 0xc4c6628b);
50da957e11SThomas Gleixner 
51da957e11SThomas Gleixner 
52da957e11SThomas Gleixner /*--- poly_atan() -----------------------------------------------------------+
53da957e11SThomas Gleixner  |                                                                           |
54da957e11SThomas Gleixner  +---------------------------------------------------------------------------*/
55da957e11SThomas Gleixner void	poly_atan(FPU_REG *st0_ptr, u_char st0_tag,
56da957e11SThomas Gleixner 		  FPU_REG *st1_ptr, u_char st1_tag)
57da957e11SThomas Gleixner {
58da957e11SThomas Gleixner   u_char	transformed, inverted,
59da957e11SThomas Gleixner                 sign1, sign2;
60da957e11SThomas Gleixner   int           exponent;
61da957e11SThomas Gleixner   long int   	dummy_exp;
62da957e11SThomas Gleixner   Xsig          accumulator, Numer, Denom, accumulatore, argSignif,
63da957e11SThomas Gleixner                 argSq, argSqSq;
64da957e11SThomas Gleixner   u_char        tag;
65da957e11SThomas Gleixner 
66da957e11SThomas Gleixner   sign1 = getsign(st0_ptr);
67da957e11SThomas Gleixner   sign2 = getsign(st1_ptr);
68da957e11SThomas Gleixner   if ( st0_tag == TAG_Valid )
69da957e11SThomas Gleixner     {
70da957e11SThomas Gleixner       exponent = exponent(st0_ptr);
71da957e11SThomas Gleixner     }
72da957e11SThomas Gleixner   else
73da957e11SThomas Gleixner     {
74da957e11SThomas Gleixner       /* This gives non-compatible stack contents... */
75da957e11SThomas Gleixner       FPU_to_exp16(st0_ptr, st0_ptr);
76da957e11SThomas Gleixner       exponent = exponent16(st0_ptr);
77da957e11SThomas Gleixner     }
78da957e11SThomas Gleixner   if ( st1_tag == TAG_Valid )
79da957e11SThomas Gleixner     {
80da957e11SThomas Gleixner       exponent -= exponent(st1_ptr);
81da957e11SThomas Gleixner     }
82da957e11SThomas Gleixner   else
83da957e11SThomas Gleixner     {
84da957e11SThomas Gleixner       /* This gives non-compatible stack contents... */
85da957e11SThomas Gleixner       FPU_to_exp16(st1_ptr, st1_ptr);
86da957e11SThomas Gleixner       exponent -= exponent16(st1_ptr);
87da957e11SThomas Gleixner     }
88da957e11SThomas Gleixner 
89da957e11SThomas Gleixner   if ( (exponent < 0) || ((exponent == 0) &&
90da957e11SThomas Gleixner 			  ((st0_ptr->sigh < st1_ptr->sigh) ||
91da957e11SThomas Gleixner 			   ((st0_ptr->sigh == st1_ptr->sigh) &&
92da957e11SThomas Gleixner 			    (st0_ptr->sigl < st1_ptr->sigl))) ) )
93da957e11SThomas Gleixner     {
94da957e11SThomas Gleixner       inverted = 1;
95da957e11SThomas Gleixner       Numer.lsw = Denom.lsw = 0;
96da957e11SThomas Gleixner       XSIG_LL(Numer) = significand(st0_ptr);
97da957e11SThomas Gleixner       XSIG_LL(Denom) = significand(st1_ptr);
98da957e11SThomas Gleixner     }
99da957e11SThomas Gleixner   else
100da957e11SThomas Gleixner     {
101da957e11SThomas Gleixner       inverted = 0;
102da957e11SThomas Gleixner       exponent = -exponent;
103da957e11SThomas Gleixner       Numer.lsw = Denom.lsw = 0;
104da957e11SThomas Gleixner       XSIG_LL(Numer) = significand(st1_ptr);
105da957e11SThomas Gleixner       XSIG_LL(Denom) = significand(st0_ptr);
106da957e11SThomas Gleixner      }
107da957e11SThomas Gleixner   div_Xsig(&Numer, &Denom, &argSignif);
108da957e11SThomas Gleixner   exponent += norm_Xsig(&argSignif);
109da957e11SThomas Gleixner 
110da957e11SThomas Gleixner   if ( (exponent >= -1)
111da957e11SThomas Gleixner       || ((exponent == -2) && (argSignif.msw > 0xd413ccd0)) )
112da957e11SThomas Gleixner     {
113da957e11SThomas Gleixner       /* The argument is greater than sqrt(2)-1 (=0.414213562...) */
114da957e11SThomas Gleixner       /* Convert the argument by an identity for atan */
115da957e11SThomas Gleixner       transformed = 1;
116da957e11SThomas Gleixner 
117da957e11SThomas Gleixner       if ( exponent >= 0 )
118da957e11SThomas Gleixner 	{
119da957e11SThomas Gleixner #ifdef PARANOID
120da957e11SThomas Gleixner 	  if ( !( (exponent == 0) &&
121da957e11SThomas Gleixner 		 (argSignif.lsw == 0) && (argSignif.midw == 0) &&
122da957e11SThomas Gleixner 		 (argSignif.msw == 0x80000000) ) )
123da957e11SThomas Gleixner 	    {
124da957e11SThomas Gleixner 	      EXCEPTION(EX_INTERNAL|0x104);  /* There must be a logic error */
125da957e11SThomas Gleixner 	      return;
126da957e11SThomas Gleixner 	    }
127da957e11SThomas Gleixner #endif /* PARANOID */
128da957e11SThomas Gleixner 	  argSignif.msw = 0;   /* Make the transformed arg -> 0.0 */
129da957e11SThomas Gleixner 	}
130da957e11SThomas Gleixner       else
131da957e11SThomas Gleixner 	{
132da957e11SThomas Gleixner 	  Numer.lsw = Denom.lsw = argSignif.lsw;
133da957e11SThomas Gleixner 	  XSIG_LL(Numer) = XSIG_LL(Denom) = XSIG_LL(argSignif);
134da957e11SThomas Gleixner 
135da957e11SThomas Gleixner 	  if ( exponent < -1 )
136da957e11SThomas Gleixner 	    shr_Xsig(&Numer, -1-exponent);
137da957e11SThomas Gleixner 	  negate_Xsig(&Numer);
138da957e11SThomas Gleixner 
139da957e11SThomas Gleixner 	  shr_Xsig(&Denom, -exponent);
140da957e11SThomas Gleixner 	  Denom.msw |= 0x80000000;
141da957e11SThomas Gleixner 
142da957e11SThomas Gleixner 	  div_Xsig(&Numer, &Denom, &argSignif);
143da957e11SThomas Gleixner 
144da957e11SThomas Gleixner 	  exponent = -1 + norm_Xsig(&argSignif);
145da957e11SThomas Gleixner 	}
146da957e11SThomas Gleixner     }
147da957e11SThomas Gleixner   else
148da957e11SThomas Gleixner     {
149da957e11SThomas Gleixner       transformed = 0;
150da957e11SThomas Gleixner     }
151da957e11SThomas Gleixner 
152da957e11SThomas Gleixner   argSq.lsw = argSignif.lsw; argSq.midw = argSignif.midw;
153da957e11SThomas Gleixner   argSq.msw = argSignif.msw;
154da957e11SThomas Gleixner   mul_Xsig_Xsig(&argSq, &argSq);
155da957e11SThomas Gleixner 
156da957e11SThomas Gleixner   argSqSq.lsw = argSq.lsw; argSqSq.midw = argSq.midw; argSqSq.msw = argSq.msw;
157da957e11SThomas Gleixner   mul_Xsig_Xsig(&argSqSq, &argSqSq);
158da957e11SThomas Gleixner 
159da957e11SThomas Gleixner   accumulatore.lsw = argSq.lsw;
160da957e11SThomas Gleixner   XSIG_LL(accumulatore) = XSIG_LL(argSq);
161da957e11SThomas Gleixner 
162da957e11SThomas Gleixner   shr_Xsig(&argSq, 2*(-1-exponent-1));
163da957e11SThomas Gleixner   shr_Xsig(&argSqSq, 4*(-1-exponent-1));
164da957e11SThomas Gleixner 
165da957e11SThomas Gleixner   /* Now have argSq etc with binary point at the left
166da957e11SThomas Gleixner      .1xxxxxxxx */
167da957e11SThomas Gleixner 
168da957e11SThomas Gleixner   /* Do the basic fixed point polynomial evaluation */
169da957e11SThomas Gleixner   accumulator.msw = accumulator.midw = accumulator.lsw = 0;
170da957e11SThomas Gleixner   polynomial_Xsig(&accumulator, &XSIG_LL(argSqSq),
171da957e11SThomas Gleixner 		   oddplterms, HIPOWERop-1);
172da957e11SThomas Gleixner   mul64_Xsig(&accumulator, &XSIG_LL(argSq));
173da957e11SThomas Gleixner   negate_Xsig(&accumulator);
174da957e11SThomas Gleixner   polynomial_Xsig(&accumulator, &XSIG_LL(argSqSq), oddnegterms, HIPOWERon-1);
175da957e11SThomas Gleixner   negate_Xsig(&accumulator);
176da957e11SThomas Gleixner   add_two_Xsig(&accumulator, &fixedpterm, &dummy_exp);
177da957e11SThomas Gleixner 
178da957e11SThomas Gleixner   mul64_Xsig(&accumulatore, &denomterm);
179da957e11SThomas Gleixner   shr_Xsig(&accumulatore, 1 + 2*(-1-exponent));
180da957e11SThomas Gleixner   accumulatore.msw |= 0x80000000;
181da957e11SThomas Gleixner 
182da957e11SThomas Gleixner   div_Xsig(&accumulator, &accumulatore, &accumulator);
183da957e11SThomas Gleixner 
184da957e11SThomas Gleixner   mul_Xsig_Xsig(&accumulator, &argSignif);
185da957e11SThomas Gleixner   mul_Xsig_Xsig(&accumulator, &argSq);
186da957e11SThomas Gleixner 
187da957e11SThomas Gleixner   shr_Xsig(&accumulator, 3);
188da957e11SThomas Gleixner   negate_Xsig(&accumulator);
189da957e11SThomas Gleixner   add_Xsig_Xsig(&accumulator, &argSignif);
190da957e11SThomas Gleixner 
191da957e11SThomas Gleixner   if ( transformed )
192da957e11SThomas Gleixner     {
193da957e11SThomas Gleixner       /* compute pi/4 - accumulator */
194da957e11SThomas Gleixner       shr_Xsig(&accumulator, -1-exponent);
195da957e11SThomas Gleixner       negate_Xsig(&accumulator);
196da957e11SThomas Gleixner       add_Xsig_Xsig(&accumulator, &pi_signif);
197da957e11SThomas Gleixner       exponent = -1;
198da957e11SThomas Gleixner     }
199da957e11SThomas Gleixner 
200da957e11SThomas Gleixner   if ( inverted )
201da957e11SThomas Gleixner     {
202da957e11SThomas Gleixner       /* compute pi/2 - accumulator */
203da957e11SThomas Gleixner       shr_Xsig(&accumulator, -exponent);
204da957e11SThomas Gleixner       negate_Xsig(&accumulator);
205da957e11SThomas Gleixner       add_Xsig_Xsig(&accumulator, &pi_signif);
206da957e11SThomas Gleixner       exponent = 0;
207da957e11SThomas Gleixner     }
208da957e11SThomas Gleixner 
209da957e11SThomas Gleixner   if ( sign1 )
210da957e11SThomas Gleixner     {
211da957e11SThomas Gleixner       /* compute pi - accumulator */
212da957e11SThomas Gleixner       shr_Xsig(&accumulator, 1 - exponent);
213da957e11SThomas Gleixner       negate_Xsig(&accumulator);
214da957e11SThomas Gleixner       add_Xsig_Xsig(&accumulator, &pi_signif);
215da957e11SThomas Gleixner       exponent = 1;
216da957e11SThomas Gleixner     }
217da957e11SThomas Gleixner 
218da957e11SThomas Gleixner   exponent += round_Xsig(&accumulator);
219da957e11SThomas Gleixner 
220da957e11SThomas Gleixner   significand(st1_ptr) = XSIG_LL(accumulator);
221da957e11SThomas Gleixner   setexponent16(st1_ptr, exponent);
222da957e11SThomas Gleixner 
223da957e11SThomas Gleixner   tag = FPU_round(st1_ptr, 1, 0, FULL_PRECISION, sign2);
224da957e11SThomas Gleixner   FPU_settagi(1, tag);
225da957e11SThomas Gleixner 
226da957e11SThomas Gleixner   set_precision_flag_up();  /* We do not really know if up or down,
227da957e11SThomas Gleixner 			       use this as the default. */
228da957e11SThomas Gleixner 
229da957e11SThomas Gleixner }
230