// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * IEEE754 floating point arithmetic
 * single precision: MADDF.f (Fused Multiply Add)
 * MADDF.fmt: FPR[fd] = FPR[fd] + (FPR[fs] x FPR[ft])
 *
 * MIPS floating point support
 * Copyright (C) 2015 Imagination Technologies, Ltd.
 * Author: Markos Chandras <markos.chandras@imgtec.com>
 */

#include "ieee754sp.h"


static union ieee754sp _sp_maddf(union ieee754sp z, union ieee754sp x,
     union ieee754sp y, enum maddf_flags flags)
{
 int re;
 int rs;
 unsigned int rm;
 u64 rm64;
 u64 zm64;
 int s;

 COMPXSP;
 COMPYSP;
 COMPZSP;

 EXPLODEXSP;
 EXPLODEYSP;
 EXPLODEZSP;

 FLUSHXSP;
 FLUSHYSP;
 FLUSHZSP;

 ieee754_clearcx();

 rs = xs ^ ys;
 if (flags & MADDF_NEGATE_PRODUCT)
  rs ^= 1;
 if (flags & MADDF_NEGATE_ADDITION)
  zs ^= 1;

 /*
  * Handle the cases when at least one of x, y or z is a NaN.
  * Order of precedence is sNaN, qNaN and z, x, y.
 */
 if (zc == IEEE754_CLASS_SNAN)
  return ieee754sp_nanxcpt(z);
 if (xc == IEEE754_CLASS_SNAN)
  return ieee754sp_nanxcpt(x);
 if (yc == IEEE754_CLASS_SNAN)
  return ieee754sp_nanxcpt(y);
 if (zc == IEEE754_CLASS_QNAN)
  return z;
 if (xc == IEEE754_CLASS_QNAN)
  return x;
 if (yc == IEEE754_CLASS_QNAN)
  return y;

 if (zc == IEEE754_CLASS_DNORM)
  SPDNORMZ;
 /* ZERO z cases are handled separately below */

 switch (CLPAIR(xc, yc)) {


 /*
  * Infinity handling
 */
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_INF, IEEE754_CLASS_ZERO):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_ZERO, IEEE754_CLASS_INF):
  ieee754_setcx(IEEE754_INVALID_OPERATION);
  return ieee754sp_indef();

 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_NORM, IEEE754_CLASS_INF):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_DNORM, IEEE754_CLASS_INF):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_INF, IEEE754_CLASS_NORM):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_INF, IEEE754_CLASS_DNORM):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_INF, IEEE754_CLASS_INF):
  if ((zc == IEEE754_CLASS_INF) && (zs != rs)) {
   /*
    * Cases of addition of infinities with opposite signs
    * or subtraction of infinities with same signs.
 */
   ieee754_setcx(IEEE754_INVALID_OPERATION);
   return ieee754sp_indef();
  }
  /*
   * z is here either not an infinity, or an infinity having the
   * same sign as product (x*y). The result must be an infinity,
   * and its sign is determined only by the sign of product (x*y).
 */
  return ieee754sp_inf(rs);

 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_ZERO, IEEE754_CLASS_ZERO):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_ZERO, IEEE754_CLASS_NORM):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_ZERO, IEEE754_CLASS_DNORM):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_NORM, IEEE754_CLASS_ZERO):
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_DNORM, IEEE754_CLASS_ZERO):
  if (zc == IEEE754_CLASS_INF)
   return ieee754sp_inf(zs);
  if (zc == IEEE754_CLASS_ZERO) {
   /* Handle cases +0 + (-0) and similar ones. */
   if (zs == rs)
    /*
     * Cases of addition of zeros of equal signs
     * or subtraction of zeroes of opposite signs.
     * The sign of the resulting zero is in any
     * such case determined only by the sign of z.
 */
    return z;

   return ieee754sp_zero(ieee754_csr.rm == FPU_CSR_RD);
  }
  /* x*y is here 0, and z is not 0, so just return z */
  return z;

 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_DNORM, IEEE754_CLASS_DNORM):
  SPDNORMX;
  fallthrough;
 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_NORM, IEEE754_CLASS_DNORM):
  if (zc == IEEE754_CLASS_INF)
   return ieee754sp_inf(zs);
  SPDNORMY;
  break;

 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_DNORM, IEEE754_CLASS_NORM):
  if (zc == IEEE754_CLASS_INF)
   return ieee754sp_inf(zs);
  SPDNORMX;
  break;

 case CLPAIR(IEEE754_CLASS_NORM, IEEE754_CLASS_NORM):
  if (zc == IEEE754_CLASS_INF)
   return ieee754sp_inf(zs);
  /* continue to real computations */
 }

 /* Finally get to do some computation */

 /*
  * Do the multiplication bit first
  *
  * rm = xm * ym, re = xe + ye basically
  *
  * At this point xm and ym should have been normalized.
 */

 /* rm = xm * ym, re = xe+ye basically */
 assert(xm & SP_HIDDEN_BIT);
 assert(ym & SP_HIDDEN_BIT);

 re = xe + ye;

 /* Multiple 24 bit xm and ym to give 48 bit results */
 rm64 = (uint64_t)xm * ym;

 /* Shunt to top of word */
 rm64 = rm64 << 16;

 /* Put explicit bit at bit 62 if necessary */
 if ((int64_t) rm64 < 0) {
  rm64 = rm64 >> 1;
  re++;
 }

 assert(rm64 & (1 << 62));

 if (zc == IEEE754_CLASS_ZERO) {
  /*
   * Move explicit bit from bit 62 to bit 26 since the
   * ieee754sp_format code expects the mantissa to be
   * 27 bits wide (24 + 3 rounding bits).
 */
  rm = XSPSRS64(rm64, (62 - 26));
  return ieee754sp_format(rs, re, rm);
 }

 /* Move explicit bit from bit 23 to bit 62 */
 zm64 = (uint64_t)zm << (62 - 23);
 assert(zm64 & (1 << 62));

 /* Make the exponents the same */
 if (ze > re) {
  /*
   * Have to shift r fraction right to align.
 */
  s = ze - re;
  rm64 = XSPSRS64(rm64, s);
  re += s;
 } else if (re > ze) {
  /*
   * Have to shift z fraction right to align.
 */
  s = re - ze;
  zm64 = XSPSRS64(zm64, s);
  ze += s;
 }
 assert(ze == re);
 assert(ze <= SP_EMAX);

 /* Do the addition */
 if (zs == rs) {
  /*
   * Generate 64 bit result by adding two 63 bit numbers
   * leaving result in zm64, zs and ze.
 */
  zm64 = zm64 + rm64;
  if ((int64_t)zm64 < 0) { /* carry out */
   zm64 = XSPSRS1(zm64);
   ze++;
  }
 } else {
  if (zm64 >= rm64) {
   zm64 = zm64 - rm64;
  } else {
   zm64 = rm64 - zm64;
   zs = rs;
  }
  if (zm64 == 0)
   return ieee754sp_zero(ieee754_csr.rm == FPU_CSR_RD);

  /*
   * Put explicit bit at bit 62 if necessary.
 */
  while ((zm64 >> 62) == 0) {
   zm64 <<= 1;
   ze--;
  }
 }

 /*
  * Move explicit bit from bit 62 to bit 26 since the
  * ieee754sp_format code expects the mantissa to be
  * 27 bits wide (24 + 3 rounding bits).
 */
 zm = XSPSRS64(zm64, (62 - 26));

 return ieee754sp_format(zs, ze, zm);
}

union ieee754sp ieee754sp_maddf(union ieee754sp z, union ieee754sp x,
    union ieee754sp y)
{
 return _sp_maddf(z, x, y, 0);
}

union ieee754sp ieee754sp_msubf(union ieee754sp z, union ieee754sp x,
    union ieee754sp y)
{
 return _sp_maddf(z, x, y, MADDF_NEGATE_PRODUCT);
}

union ieee754sp ieee754sp_madd(union ieee754sp z, union ieee754sp x,
    union ieee754sp y)
{
 return _sp_maddf(z, x, y, 0);
}

union ieee754sp ieee754sp_msub(union ieee754sp z, union ieee754sp x,
    union ieee754sp y)
{
 return _sp_maddf(z, x, y, MADDF_NEGATE_ADDITION);
}

union ieee754sp ieee754sp_nmadd(union ieee754sp z, union ieee754sp x,
    union ieee754sp y)
{
 return _sp_maddf(z, x, y, MADDF_NEGATE_PRODUCT|MADDF_NEGATE_ADDITION);
}

union ieee754sp ieee754sp_nmsub(union ieee754sp z, union ieee754sp x,
    union ieee754sp y)
{
 return _sp_maddf(z, x, y, MADDF_NEGATE_PRODUCT);
}