Quelle  reg_round.S   Sprache: Sparc

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
 .file "reg_round.S"
/*---------------------------------------------------------------------------+
 |  reg_round.S                                                              |
 |                                                                           |
 | Rounding/truncation/etc for FPU basic arithmetic functions.               |
 |                                                                           |
 | Copyright (C) 1993,1995,1997                                              |
 |                       W. Metzenthen, 22 Parker St, Ormond, Vic 3163,      |
 |                       Australia.  E-mail billm@suburbia.net               |
 |                                                                           |
 | This code has four possible entry points.                                 |
 | The following must be entered by a jmp instruction:                       |
 |   fpu_reg_round, fpu_reg_round_sqrt, and fpu_Arith_exit.                  |
 |                                                                           |
 | The FPU_round entry point is intended to be used by C code.               |
 | From C, call as:                                                          |
 |  int FPU_round(FPU_REG *arg, unsigned int extent, unsigned int control_w) |
 |                                                                           |
 |    Return value is the tag of the answer, or-ed with FPU_Exception if     |
 |    one was raised, or -1 on internal error.                               |
 |                                                                           |
 | For correct "up" and "down" rounding, the argument must have the correct  |
 | sign.                                                                     |
 |                                                                           |
 +---------------------------------------------------------------------------*/

/*---------------------------------------------------------------------------+
 | Four entry points.                                                        |
 |                                                                           |
 | Needed by both the fpu_reg_round and fpu_reg_round_sqrt entry points:     |
 |  %eax:%ebx  64 bit significand                                            |
 |  %edx       32 bit extension of the significand                           |
 |  %edi       pointer to an FPU_REG for the result to be stored             |
 |  stack      calling function must have set up a C stack frame and         |
 |             pushed %esi, %edi, and %ebx                                   |
 |                                                                           |
 | Needed just for the fpu_reg_round_sqrt entry point:                       |
 |  %cx  A control word in the same format as the FPU control word.          |
 | Otherwise, PARAM4 must give such a value.                                 |
 |                                                                           |
 |                                                                           |
 | The significand and its extension are assumed to be exact in the          |
 | following sense:                                                          |
 |   If the significand by itself is the exact result then the significand   |
 |   extension (%edx) must contain 0, otherwise the significand extension    |
 |   must be non-zero.                                                       |
 |   If the significand extension is non-zero then the significand is        |
 |   smaller than the magnitude of the correct exact result by an amount     |
 |   greater than zero and less than one ls bit of the significand.          |
 |   The significand extension is only required to have three possible       |
 |   non-zero values:                                                        |
 |       less than 0x80000000  <=> the significand is less than 1/2 an ls    |
 |                                 bit smaller than the magnitude of the     |
 |                                 true exact result.                        |
 |         exactly 0x80000000  <=> the significand is exactly 1/2 an ls bit  |
 |                                 smaller than the magnitude of the true    |
 |                                 exact result.                             |
 |    greater than 0x80000000  <=> the significand is more than 1/2 an ls    |
 |                                 bit smaller than the magnitude of the     |
 |                                 true exact result.                        |
 |                                                                           |
 +---------------------------------------------------------------------------*/

/*---------------------------------------------------------------------------+
 |  The code in this module has become quite complex, but it should handle   |
 |  all of the FPU flags which are set at this stage of the basic arithmetic |
 |  computations.                                                            |
 |  There are a few rare cases where the results are not set identically to  |
 |  a real FPU. These require a bit more thought because at this stage the   |
 |  results of the code here appear to be more consistent...                 |
 |  This may be changed in a future version.                                 |
 +---------------------------------------------------------------------------*/


#include "fpu_emu.h"
#include "exception.h"
#include "control_w.h"

/* Flags for FPU_bits_lost */
#define LOST_DOWN $1
#define LOST_UP  $2

/* Flags for FPU_denormal */
#define DENORMAL $1
#define UNMASKED_UNDERFLOW $2


#ifndef NON_REENTRANT_FPU
/* Make the code re-entrant by putting
local storage on the stack: */
#define FPU_bits_lost (%esp)
#define FPU_denormal 1(%esp)

#else
/* Not re-entrant, so we can gain speed by putting
local storage in a static area: */
.data
 .align 4,0
FPU_bits_lost:
 .byte 0
FPU_denormal:
 .byte 0
#endif /* NON_REENTRANT_FPU */


.text
.globl fpu_reg_round
.globl fpu_Arith_exit

/* Entry point when called from C */
SYM_FUNC_START(FPU_round)
 pushl %ebp
 movl %esp,%ebp
 pushl %esi
 pushl %edi
 pushl %ebx

 movl PARAM1,%edi
 movl SIGH(%edi),%eax
 movl SIGL(%edi),%ebx
 movl PARAM2,%edx

fpu_reg_round:   /* Normal entry point */
 movl PARAM4,%ecx

#ifndef NON_REENTRANT_FPU
 pushl %ebx  /* adjust the stack pointer */
#endif /* NON_REENTRANT_FPU */ 

#ifdef PARANOID
/* Cannot use this here yet */
/* orl %eax,%eax */
/* jns L_entry_bugged */
#endif /* PARANOID */

 cmpw EXP_UNDER,EXP(%edi)
 jle L_Make_denorm   /* The number is a de-normal */

 movb $0,FPU_denormal   /* 0 -> not a de-normal */

Denorm_done:
 movb $0,FPU_bits_lost  /* No bits yet lost in rounding */

 movl %ecx,%esi
 andl CW_PC,%ecx
 cmpl PR_64_BITS,%ecx
 je LRound_To_64

 cmpl PR_53_BITS,%ecx
 je LRound_To_53

 cmpl PR_24_BITS,%ecx
 je LRound_To_24

#ifdef PECULIAR_486
/* With the precision control bits set to 01 "(reserved)", a real 80486
   behaves as if the precision control bits were set to 11 "64 bits" */
 cmpl PR_RESERVED_BITS,%ecx
 je LRound_To_64
#ifdef PARANOID
 jmp L_bugged_denorm_486
#endif /* PARANOID */ 
#else
#ifdef PARANOID
 jmp L_bugged_denorm /* There is no bug, just a bad control word */
#endif /* PARANOID */ 
#endif /* PECULIAR_486 */


/* Round etc to 24 bit precision */
LRound_To_24:
 movl %esi,%ecx
 andl CW_RC,%ecx
 cmpl RC_RND,%ecx
 je LRound_nearest_24

 cmpl RC_CHOP,%ecx
 je LCheck_truncate_24

 cmpl RC_UP,%ecx  /* Towards +infinity */
 je LUp_24

 cmpl RC_DOWN,%ecx  /* Towards -infinity */
 je LDown_24

#ifdef PARANOID
 jmp L_bugged_round24
#endif /* PARANOID */ 

LUp_24:
 cmpb SIGN_POS,PARAM5
 jne LCheck_truncate_24 /* If negative then  up==truncate */

 jmp LCheck_24_round_up

LDown_24:
 cmpb SIGN_POS,PARAM5
 je LCheck_truncate_24 /* If positive then  down==truncate */

LCheck_24_round_up:
 movl %eax,%ecx
 andl $0x000000ff,%ecx
 orl %ebx,%ecx
 orl %edx,%ecx
 jnz LDo_24_round_up
 jmp L_Re_normalise

LRound_nearest_24:
 /* Do rounding of the 24th bit if needed (nearest or even) */
 movl %eax,%ecx
 andl $0x000000ff,%ecx
 cmpl $0x00000080,%ecx
 jc LCheck_truncate_24 /* less than half, no increment needed */

 jne LGreater_Half_24 /* greater than half, increment needed */

 /* Possibly half, we need to check the ls bits */
 orl %ebx,%ebx
 jnz LGreater_Half_24 /* greater than half, increment needed */

 orl %edx,%edx
 jnz LGreater_Half_24 /* greater than half, increment needed */

 /* Exactly half, increment only if 24th bit is 1 (round to even) */
 testl $0x00000100,%eax
 jz LDo_truncate_24

LGreater_Half_24:   /* Rounding: increment at the 24th bit */
LDo_24_round_up:
 andl $0xffffff00,%eax /* Truncate to 24 bits */
 xorl %ebx,%ebx
 movb LOST_UP,FPU_bits_lost
 addl $0x00000100,%eax
 jmp LCheck_Round_Overflow

LCheck_truncate_24:
 movl %eax,%ecx
 andl $0x000000ff,%ecx
 orl %ebx,%ecx
 orl %edx,%ecx
 jz L_Re_normalise  /* No truncation needed */

LDo_truncate_24:
 andl $0xffffff00,%eax /* Truncate to 24 bits */
 xorl %ebx,%ebx
 movb LOST_DOWN,FPU_bits_lost
 jmp L_Re_normalise


/* Round etc to 53 bit precision */
LRound_To_53:
 movl %esi,%ecx
 andl CW_RC,%ecx
 cmpl RC_RND,%ecx
 je LRound_nearest_53

 cmpl RC_CHOP,%ecx
 je LCheck_truncate_53

 cmpl RC_UP,%ecx  /* Towards +infinity */
 je LUp_53

 cmpl RC_DOWN,%ecx  /* Towards -infinity */
 je LDown_53

#ifdef PARANOID
 jmp L_bugged_round53
#endif /* PARANOID */ 

LUp_53:
 cmpb SIGN_POS,PARAM5
 jne LCheck_truncate_53 /* If negative then  up==truncate */

 jmp LCheck_53_round_up

LDown_53:
 cmpb SIGN_POS,PARAM5
 je LCheck_truncate_53 /* If positive then  down==truncate */

LCheck_53_round_up:
 movl %ebx,%ecx
 andl $0x000007ff,%ecx
 orl %edx,%ecx
 jnz LDo_53_round_up
 jmp L_Re_normalise

LRound_nearest_53:
 /* Do rounding of the 53rd bit if needed (nearest or even) */
 movl %ebx,%ecx
 andl $0x000007ff,%ecx
 cmpl $0x00000400,%ecx
 jc LCheck_truncate_53 /* less than half, no increment needed */

 jnz LGreater_Half_53 /* greater than half, increment needed */

 /* Possibly half, we need to check the ls bits */
 orl %edx,%edx
 jnz LGreater_Half_53 /* greater than half, increment needed */

 /* Exactly half, increment only if 53rd bit is 1 (round to even) */
 testl $0x00000800,%ebx
 jz LTruncate_53

LGreater_Half_53:   /* Rounding: increment at the 53rd bit */
LDo_53_round_up:
 movb LOST_UP,FPU_bits_lost
 andl $0xfffff800,%ebx /* Truncate to 53 bits */
 addl $0x00000800,%ebx
 adcl $0,%eax
 jmp LCheck_Round_Overflow

LCheck_truncate_53:
 movl %ebx,%ecx
 andl $0x000007ff,%ecx
 orl %edx,%ecx
 jz L_Re_normalise

LTruncate_53:
 movb LOST_DOWN,FPU_bits_lost
 andl $0xfffff800,%ebx /* Truncate to 53 bits */
 jmp L_Re_normalise


/* Round etc to 64 bit precision */
LRound_To_64:
 movl %esi,%ecx
 andl CW_RC,%ecx
 cmpl RC_RND,%ecx
 je LRound_nearest_64

 cmpl RC_CHOP,%ecx
 je LCheck_truncate_64

 cmpl RC_UP,%ecx  /* Towards +infinity */
 je LUp_64

 cmpl RC_DOWN,%ecx  /* Towards -infinity */
 je LDown_64

#ifdef PARANOID
 jmp L_bugged_round64
#endif /* PARANOID */ 

LUp_64:
 cmpb SIGN_POS,PARAM5
 jne LCheck_truncate_64 /* If negative then  up==truncate */

 orl %edx,%edx
 jnz LDo_64_round_up
 jmp L_Re_normalise

LDown_64:
 cmpb SIGN_POS,PARAM5
 je LCheck_truncate_64 /* If positive then  down==truncate */

 orl %edx,%edx
 jnz LDo_64_round_up
 jmp L_Re_normalise

LRound_nearest_64:
 cmpl $0x80000000,%edx
 jc LCheck_truncate_64

 jne LDo_64_round_up

 /* Now test for round-to-even */
 testb $1,%bl
 jz LCheck_truncate_64

LDo_64_round_up:
 movb LOST_UP,FPU_bits_lost
 addl $1,%ebx
 adcl $0,%eax

LCheck_Round_Overflow:
 jnc L_Re_normalise

 /* Overflow, adjust the result (significand to 1.0) */
 rcrl $1,%eax
 rcrl $1,%ebx
 incw EXP(%edi)
 jmp L_Re_normalise

LCheck_truncate_64:
 orl %edx,%edx
 jz L_Re_normalise

LTruncate_64:
 movb LOST_DOWN,FPU_bits_lost

L_Re_normalise:
 testb $0xff,FPU_denormal
 jnz Normalise_result

L_Normalised:
 movl TAG_Valid,%edx

L_deNormalised:
 cmpb LOST_UP,FPU_bits_lost
 je L_precision_lost_up

 cmpb LOST_DOWN,FPU_bits_lost
 je L_precision_lost_down

L_no_precision_loss:
 /* store the result */

L_Store_significand:
 movl %eax,SIGH(%edi)
 movl %ebx,SIGL(%edi)

 cmpw EXP_OVER,EXP(%edi)
 jge L_overflow

 movl %edx,%eax

 /* Convert the exponent to 80x87 form. */
 addw EXTENDED_Ebias,EXP(%edi)
 andw $0x7fff,EXP(%edi)

fpu_reg_round_signed_special_exit:

 cmpb SIGN_POS,PARAM5
 je fpu_reg_round_special_exit

 orw $0x8000,EXP(%edi) /* Negative sign for the result. */

fpu_reg_round_special_exit:

#ifndef NON_REENTRANT_FPU
 popl %ebx  /* adjust the stack pointer */
#endif /* NON_REENTRANT_FPU */ 

fpu_Arith_exit:
 popl %ebx
 popl %edi
 popl %esi
 leave
 RET


/*
 * Set the FPU status flags to represent precision loss due to
 * round-up.
 */
L_precision_lost_up:
 push %edx
 push %eax
 call set_precision_flag_up
 popl %eax
 popl %edx
 jmp L_no_precision_loss

/*
 * Set the FPU status flags to represent precision loss due to
 * truncation.
 */
L_precision_lost_down:
 push %edx
 push %eax
 call set_precision_flag_down
 popl %eax
 popl %edx
 jmp L_no_precision_loss


/*
 * The number is a denormal (which might get rounded up to a normal)
 * Shift the number right the required number of bits, which will
 * have to be undone later...
 */
L_Make_denorm:
 /* The action to be taken depends upon whether the underflow
   exception is masked */
 testb CW_Underflow,%cl  /* Underflow mask. */
 jz Unmasked_underflow  /* Do not make a denormal. */

 movb DENORMAL,FPU_denormal

 pushl %ecx  /* Save */
 movw EXP_UNDER+1,%cx
 subw EXP(%edi),%cx

 cmpw $64,%cx /* shrd only works for 0..31 bits */
 jnc Denorm_shift_more_than_63

 cmpw $32,%cx /* shrd only works for 0..31 bits */
 jnc Denorm_shift_more_than_32

/*
 * We got here without jumps by assuming that the most common requirement
 *   is for a small de-normalising shift.
 * Shift by [1..31] bits
 */
 addw %cx,EXP(%edi)
 orl %edx,%edx /* extension */
 setne %ch  /* Save whether %edx is non-zero */
 xorl %edx,%edx
 shrd %cl,%ebx,%edx
 shrd %cl,%eax,%ebx
 shr %cl,%eax
 orb %ch,%dl
 popl %ecx
 jmp Denorm_done

/* Shift by [32..63] bits */
Denorm_shift_more_than_32:
 addw %cx,EXP(%edi)
 subb $32,%cl
 orl %edx,%edx
 setne %ch
 orb %ch,%bl
 xorl %edx,%edx
 shrd %cl,%ebx,%edx
 shrd %cl,%eax,%ebx
 shr %cl,%eax
 orl %edx,%edx  /* test these 32 bits */
 setne %cl
 orb %ch,%bl
 orb %cl,%bl
 movl %ebx,%edx
 movl %eax,%ebx
 xorl %eax,%eax
 popl %ecx
 jmp Denorm_done

/* Shift by [64..) bits */
Denorm_shift_more_than_63:
 cmpw $64,%cx
 jne Denorm_shift_more_than_64

/* Exactly 64 bit shift */
 addw %cx,EXP(%edi)
 xorl %ecx,%ecx
 orl %edx,%edx
 setne %cl
 orl %ebx,%ebx
 setne %ch
 orb %ch,%cl
 orb %cl,%al
 movl %eax,%edx
 xorl %eax,%eax
 xorl %ebx,%ebx
 popl %ecx
 jmp Denorm_done

Denorm_shift_more_than_64:
 movw EXP_UNDER+1,EXP(%edi)
/* This is easy, %eax must be non-zero, so.. */
 movl $1,%edx
 xorl %eax,%eax
 xorl %ebx,%ebx
 popl %ecx
 jmp Denorm_done


Unmasked_underflow:
 movb UNMASKED_UNDERFLOW,FPU_denormal
 jmp Denorm_done


/* Undo the de-normalisation. */
Normalise_result:
 cmpb UNMASKED_UNDERFLOW,FPU_denormal
 je Signal_underflow

/* The number must be a denormal if we got here. */
#ifdef PARANOID
 /* But check it... just in case. */
 cmpw EXP_UNDER+1,EXP(%edi)
 jne L_norm_bugged
#endif /* PARANOID */

#ifdef PECULIAR_486
 /*
  * This implements a special feature of 80486 behaviour.
  * Underflow will be signaled even if the number is
  * not a denormal after rounding.
  * This difference occurs only for masked underflow, and not
  * in the unmasked case.
  * Actual 80486 behaviour differs from this in some circumstances.
 */
 orl %eax,%eax  /* ms bits */
 js LPseudoDenormal  /* Will be masked underflow */
#else
 orl %eax,%eax  /* ms bits */
 js L_Normalised  /* No longer a denormal */
#endif /* PECULIAR_486 */ 

 jnz LDenormal_adj_exponent

 orl %ebx,%ebx
 jz L_underflow_to_zero /* The contents are zero */

LDenormal_adj_exponent:
 decw EXP(%edi)

LPseudoDenormal:
 testb $0xff,FPU_bits_lost /* bits lost == underflow */
 movl TAG_Special,%edx
 jz L_deNormalised

 /* There must be a masked underflow */
 push %eax
 pushl EX_Underflow
 call EXCEPTION
 popl %eax
 popl %eax
 movl TAG_Special,%edx
 jmp L_deNormalised


/*
 * The operations resulted in a number too small to represent.
 * Masked response.
 */
L_underflow_to_zero:
 push %eax
 call set_precision_flag_down
 popl %eax

 push %eax
 pushl EX_Underflow
 call EXCEPTION
 popl %eax
 popl %eax

/* Reduce the exponent to EXP_UNDER */
 movw EXP_UNDER,EXP(%edi)
 movl TAG_Zero,%edx
 jmp L_Store_significand


/* The operations resulted in a number too large to represent. */
L_overflow:
 addw EXTENDED_Ebias,EXP(%edi) /* Set for unmasked response. */
 push %edi
 call arith_overflow
 pop %edi
 jmp fpu_reg_round_signed_special_exit


Signal_underflow:
 /* The number may have been changed to a non-denormal */
 /* by the rounding operations. */
 cmpw EXP_UNDER,EXP(%edi)
 jle Do_unmasked_underflow

 jmp L_Normalised

Do_unmasked_underflow:
 /* Increase the exponent by the magic number */
 addw $(3*(1<<13)),EXP(%edi)
 push %eax
 pushl EX_Underflow
 call EXCEPTION
 popl %eax
 popl %eax
 jmp L_Normalised


#ifdef PARANOID
#ifdef PECULIAR_486
L_bugged_denorm_486:
 pushl EX_INTERNAL|0x236
 call EXCEPTION
 popl %ebx
 jmp L_exception_exit
#else
L_bugged_denorm:
 pushl EX_INTERNAL|0x230
 call EXCEPTION
 popl %ebx
 jmp L_exception_exit
#endif /* PECULIAR_486 */ 

L_bugged_round24:
 pushl EX_INTERNAL|0x231
 call EXCEPTION
 popl %ebx
 jmp L_exception_exit

L_bugged_round53:
 pushl EX_INTERNAL|0x232
 call EXCEPTION
 popl %ebx
 jmp L_exception_exit

L_bugged_round64:
 pushl EX_INTERNAL|0x233
 call EXCEPTION
 popl %ebx
 jmp L_exception_exit

L_norm_bugged:
 pushl EX_INTERNAL|0x234
 call EXCEPTION
 popl %ebx
 jmp L_exception_exit

L_entry_bugged:
 pushl EX_INTERNAL|0x235
 call EXCEPTION
 popl %ebx
L_exception_exit:
 mov $-1,%eax
 jmp fpu_reg_round_special_exit
#endif /* PARANOID */ 

SYM_FUNC_END(FPU_round)