// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Linux/PA-RISC Project (http://www.parisc-linux.org/)
 *
 * Floating-point emulation code
 *  Copyright (C) 2001 Hewlett-Packard (Paul Bame) <bame@debian.org>
 */
/*
 * BEGIN_DESC
 *
 *  File:
 * @(#) pa/spmath/sfadd.c  $Revision: 1.1 $
 *
 *  Purpose:
 * Single_add: add two single precision values.
 *
 *  External Interfaces:
 * sgl_fadd(leftptr, rightptr, dstptr, status)
 *
 *  Internal Interfaces:
 *
 *  Theory:
 * <<please update with a overview of the operation of this file>>
 *
 * END_DESC
*/


#include "float.h"
#include "sgl_float.h"

/*
 * Single_add: add two single precision values.
 */
int
sgl_fadd(
    sgl_floating_point *leftptr,
    sgl_floating_point *rightptr,
    sgl_floating_point *dstptr,
    unsigned int *status)
    {
    register unsigned int left, right, result, extent;
    register unsigned int signless_upper_left, signless_upper_right, save;
    
    
    register int result_exponent, right_exponent, diff_exponent;
    register int sign_save, jumpsize;
    register boolean inexact = FALSE;
    register boolean underflowtrap;
        
    /* Create local copies of the numbers */
    left = *leftptr;
    right = *rightptr;

    /* A zero "save" helps discover equal operands (for later),  *
     * and is used in swapping operands (if needed).             */
    Sgl_xortointp1(left,right,/*to*/save);

    /*
     * check first operand for NaN's or infinity
     */
    if ((result_exponent = Sgl_exponent(left)) == SGL_INFINITY_EXPONENT)
 {
 if (Sgl_iszero_mantissa(left)) 
     {
     if (Sgl_isnotnan(right)) 
  {
  if (Sgl_isinfinity(right) && save!=0) 
      {
      /* 
       * invalid since operands are opposite signed infinity's
     */
      if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
                    Set_invalidflag();
                    Sgl_makequietnan(result);
      *dstptr = result;
      return(NOEXCEPTION);
      }
  /*
    * return infinity
   */
  *dstptr = left;
  return(NOEXCEPTION);
  }
     }
 else 
     {
            /*
             * is NaN; signaling or quiet?
             */
            if (Sgl_isone_signaling(left)) 
  {
                /* trap if INVALIDTRAP enabled */
  if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
         /* make NaN quiet */
         Set_invalidflag();
         Sgl_set_quiet(left);
         }
     /* 
      * is second operand a signaling NaN? 
     */
     else if (Sgl_is_signalingnan(right)) 
  {
         /* trap if INVALIDTRAP enabled */
                if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
  /* make NaN quiet */
  Set_invalidflag();
  Sgl_set_quiet(right);
  *dstptr = right;
  return(NOEXCEPTION);
  }
     /*
       * return quiet NaN
       */
      *dstptr = left;
      return(NOEXCEPTION);
     }
 } /* End left NaN or Infinity processing */
    /*
     * check second operand for NaN's or infinity
     */
    if (Sgl_isinfinity_exponent(right)) 
 {
 if (Sgl_iszero_mantissa(right)) 
     {
     /* return infinity */
     *dstptr = right;
     return(NOEXCEPTION);
     }
        /*
         * is NaN; signaling or quiet?
         */
        if (Sgl_isone_signaling(right)) 
     {
            /* trap if INVALIDTRAP enabled */
     if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
     /* make NaN quiet */
     Set_invalidflag();
     Sgl_set_quiet(right);
     }
 /*
  * return quiet NaN
   */
 *dstptr = right;
 return(NOEXCEPTION);
     } /* End right NaN or Infinity processing */

    /* Invariant: Must be dealing with finite numbers */

    /* Compare operands by removing the sign */
    Sgl_copytoint_exponentmantissa(left,signless_upper_left);
    Sgl_copytoint_exponentmantissa(right,signless_upper_right);

    /* sign difference selects add or sub operation. */
    if(Sgl_ismagnitudeless(signless_upper_left,signless_upper_right))
 {
 /* Set the left operand to the larger one by XOR swap *
 *  First finish the first word using "save"          */
 Sgl_xorfromintp1(save,right,/*to*/right);
 Sgl_xorfromintp1(save,left,/*to*/left);
 result_exponent = Sgl_exponent(left);
 }
    /* Invariant:  left is not smaller than right. */ 

    if((right_exponent = Sgl_exponent(right)) == 0)
        {
 /* Denormalized operands.  First look for zeroes */
 if(Sgl_iszero_mantissa(right)) 
     {
     /* right is zero */
     if(Sgl_iszero_exponentmantissa(left))
  {
  /* Both operands are zeros */
  if(Is_rounding_mode(ROUNDMINUS))
      {
      Sgl_or_signs(left,/*with*/right);
      }
  else
      {
      Sgl_and_signs(left,/*with*/right);
      }
  }
     else 
  {
  /* Left is not a zero and must be the result.  Trapped
   * underflows are signaled if left is denormalized.  Result
 * is always exact. */
  if( (result_exponent == 0) && Is_underflowtrap_enabled() )
      {
      /* need to normalize results mantissa */
          sign_save = Sgl_signextendedsign(left);
      Sgl_leftshiftby1(left);
      Sgl_normalize(left,result_exponent);
      Sgl_set_sign(left,/*using*/sign_save);
      Sgl_setwrapped_exponent(left,result_exponent,unfl);
      *dstptr = left;
      return(UNDERFLOWEXCEPTION);
      }
  }
     *dstptr = left;
     return(NOEXCEPTION);
     }

 /* Neither are zeroes */
 Sgl_clear_sign(right); /* Exponent is already cleared */
 if(result_exponent == 0 )
     {
     /* Both operands are denormalized.  The result must be exact
      * and is simply calculated.  A sum could become normalized and a
     * difference could cancel to a true zero. */
     if( (/*signed*/int) save < 0 )
  {
  Sgl_subtract(left,/*minus*/right,/*into*/result);
  if(Sgl_iszero_mantissa(result))
      {
      if(Is_rounding_mode(ROUNDMINUS))
   {
   Sgl_setone_sign(result);
   }
      else
   {
   Sgl_setzero_sign(result);
   }
      *dstptr = result;
      return(NOEXCEPTION);
      }
  }
     else
  {
  Sgl_addition(left,right,/*into*/result);
  if(Sgl_isone_hidden(result))
      {
      *dstptr = result;
      return(NOEXCEPTION);
      }
  }
     if(Is_underflowtrap_enabled())
  {
  /* need to normalize result */
      sign_save = Sgl_signextendedsign(result);
  Sgl_leftshiftby1(result);
  Sgl_normalize(result,result_exponent);
  Sgl_set_sign(result,/*using*/sign_save);
                Sgl_setwrapped_exponent(result,result_exponent,unfl);
  *dstptr = result;
  return(UNDERFLOWEXCEPTION);
  }
     *dstptr = result;
     return(NOEXCEPTION);
     }
 right_exponent = 1; /* Set exponent to reflect different bias
 * with denormalized numbers. */
 }
    else
 {
 Sgl_clear_signexponent_set_hidden(right);
 }
    Sgl_clear_exponent_set_hidden(left);
    diff_exponent = result_exponent - right_exponent;

    /* 
     * Special case alignment of operands that would force alignment 
     * beyond the extent of the extension.  A further optimization
     * could special case this but only reduces the path length for this
     * infrequent case.
     */
    if(diff_exponent > SGL_THRESHOLD)
 {
 diff_exponent = SGL_THRESHOLD;
 }
    
    /* Align right operand by shifting to right */
    Sgl_right_align(/*operand*/right,/*shifted by*/diff_exponent,
     /*and lower to*/extent);

    /* Treat sum and difference of the operands separately. */
    if( (/*signed*/int) save < 0 )
 {
 /*
  * Difference of the two operands.  Their can be no overflow.  A
  * borrow can occur out of the hidden bit and force a post
  * normalization phase.
 */
 Sgl_subtract_withextension(left,/*minus*/right,/*with*/extent,/*into*/result);
 if(Sgl_iszero_hidden(result))
     {
     /* Handle normalization */
     /* A straightforward algorithm would now shift the result
      * and extension left until the hidden bit becomes one.  Not
      * all of the extension bits need participate in the shift.
      * Only the two most significant bits (round and guard) are
      * needed.  If only a single shift is needed then the guard
      * bit becomes a significant low order bit and the extension
      * must participate in the rounding.  If more than a single 
      * shift is needed, then all bits to the right of the guard 
     * bit are zeros, and the guard bit may or may not be zero. */
     sign_save = Sgl_signextendedsign(result);
            Sgl_leftshiftby1_withextent(result,extent,result);

            /* Need to check for a zero result.  The sign and exponent
      * fields have already been zeroed.  The more efficient test
      * of the full object can be used.
     */
         if(Sgl_iszero(result))
  /* Must have been "x-x" or "x+(-x)". */
  {
  if(Is_rounding_mode(ROUNDMINUS)) Sgl_setone_sign(result);
  *dstptr = result;
  return(NOEXCEPTION);
  }
     result_exponent--;
     /* Look to see if normalization is finished. */
     if(Sgl_isone_hidden(result))
  {
  if(result_exponent==0)
      {
      /* Denormalized, exponent should be zero.  Left operand *
       * was normalized, so extent (guard, round) was zero    */
      goto underflow;
      }
  else
      {
      /* No further normalization is needed. */
      Sgl_set_sign(result,/*using*/sign_save);
          Ext_leftshiftby1(extent);
      goto round;
      }
  }

     /* Check for denormalized, exponent should be zero.  Left    * 
     * operand was normalized, so extent (guard, round) was zero */
     if(!(underflowtrap = Is_underflowtrap_enabled()) &&
        result_exponent==0) goto underflow;

     /* Shift extension to complete one bit of normalization and
     * update exponent. */
     Ext_leftshiftby1(extent);

     /* Discover first one bit to determine shift amount.  Use a
      * modified binary search.  We have already shifted the result
      * one position right and still not found a one so the remainder
     * of the extension must be zero and simplifies rounding. */
     /* Scan bytes */
     while(Sgl_iszero_hiddenhigh7mantissa(result))
  {
  Sgl_leftshiftby8(result);
  if((result_exponent -= 8) <= 0  && !underflowtrap)
      goto underflow;
  }
     /* Now narrow it down to the nibble */
     if(Sgl_iszero_hiddenhigh3mantissa(result))
  {
  /* The lower nibble contains the normalizing one */
  Sgl_leftshiftby4(result);
  if((result_exponent -= 4) <= 0 && !underflowtrap)
      goto underflow;
  }
     /* Select case were first bit is set (already normalized)
     * otherwise select the proper shift. */
     if((jumpsize = Sgl_hiddenhigh3mantissa(result)) > 7)
  {
  /* Already normalized */
  if(result_exponent <= 0) goto underflow;
  Sgl_set_sign(result,/*using*/sign_save);
  Sgl_set_exponent(result,/*using*/result_exponent);
  *dstptr = result;
  return(NOEXCEPTION);
  }
     Sgl_sethigh4bits(result,/*using*/sign_save);
     switch(jumpsize) 
  {
  case 1:
      {
      Sgl_leftshiftby3(result);
      result_exponent -= 3;
      break;
      }
  case 2:
  case 3:
      {
      Sgl_leftshiftby2(result);
      result_exponent -= 2;
      break;
      }
  case 4:
  case 5:
  case 6:
  case 7:
      {
      Sgl_leftshiftby1(result);
      result_exponent -= 1;
      break;
      }
  }
     if(result_exponent > 0) 
  {
  Sgl_set_exponent(result,/*using*/result_exponent);
  *dstptr = result;
  return(NOEXCEPTION); /* Sign bit is already set */
  }
     /* Fixup potential underflows */
   underflow:
     if(Is_underflowtrap_enabled())
  {
  Sgl_set_sign(result,sign_save);
                Sgl_setwrapped_exponent(result,result_exponent,unfl);
  *dstptr = result;
  /* inexact = FALSE; */
  return(UNDERFLOWEXCEPTION);
  }
     /* 
      * Since we cannot get an inexact denormalized result,
      * we can now return.
     */
     Sgl_right_align(result,/*by*/(1-result_exponent),extent);
     Sgl_clear_signexponent(result);
     Sgl_set_sign(result,sign_save);
     *dstptr = result;
     return(NOEXCEPTION);
     } /* end if(hidden...)... */
 /* Fall through and round */
 } /* end if(save < 0)... */
    else 
 {
 /* Add magnitudes */
 Sgl_addition(left,right,/*to*/result);
 if(Sgl_isone_hiddenoverflow(result))
     {
     /* Prenormalization required. */
     Sgl_rightshiftby1_withextent(result,extent,extent);
     Sgl_arithrightshiftby1(result);
     result_exponent++;
     } /* end if hiddenoverflow... */
 } /* end else ...add magnitudes... */
    
    /* Round the result.  If the extension is all zeros,then the result is
     * exact.  Otherwise round in the correct direction.  No underflow is
     * possible. If a postnormalization is necessary, then the mantissa is
     * all zeros so no shift is needed. */
  round:
    if(Ext_isnotzero(extent))
 {
 inexact = TRUE;
 switch(Rounding_mode())
     {
     case ROUNDNEAREST: /* The default. */
     if(Ext_isone_sign(extent))
  {
  /* at least 1/2 ulp */
  if(Ext_isnotzero_lower(extent)  ||
    Sgl_isone_lowmantissa(result))
      {
      /* either exactly half way and odd or more than 1/2ulp */
      Sgl_increment(result);
      }
  }
     break;

     case ROUNDPLUS:
     if(Sgl_iszero_sign(result))
  {
  /* Round up positive results */
  Sgl_increment(result);
  }
     break;
     
     case ROUNDMINUS:
     if(Sgl_isone_sign(result))
  {
  /* Round down negative results */
  Sgl_increment(result);
  }
     
     case ROUNDZERO:;
     /* truncate is simple */
     } /* end switch... */
 if(Sgl_isone_hiddenoverflow(result)) result_exponent++;
 }
    if(result_exponent == SGL_INFINITY_EXPONENT)
        {
        /* Overflow */
        if(Is_overflowtrap_enabled())
     {
     Sgl_setwrapped_exponent(result,result_exponent,ovfl);
     *dstptr = result;
     if (inexact)
  if (Is_inexacttrap_enabled())
      return(OVERFLOWEXCEPTION | INEXACTEXCEPTION);
  else Set_inexactflag();
     return(OVERFLOWEXCEPTION);
     }
        else
     {
     Set_overflowflag();
     inexact = TRUE;
     Sgl_setoverflow(result);
     }
 }
    else Sgl_set_exponent(result,result_exponent);
    *dstptr = result;
    if(inexact) 
 if(Is_inexacttrap_enabled()) return(INEXACTEXCEPTION);
 else Set_inexactflag();
    return(NOEXCEPTION);
    }