arch/arm/vfp/vfpsingle.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/vfp/vfpsingle.c
   3  *
   4  * This code is derived in part from John R. Housers softfloat library, which
   5  * carries the following notice:
   6  *
   7  * ===========================================================================
   8  * This C source file is part of the SoftFloat IEC/IEEE Floating-point
   9  * Arithmetic Package, Release 2.
  10  *
  11  * Written by John R. Hauser.  This work was made possible in part by the
  12  * International Computer Science Institute, located at Suite 600, 1947 Center
  13  * Street, Berkeley, California 94704.  Funding was partially provided by the
  14  * National Science Foundation under grant MIP-9311980.  The original version
  15  * of this code was written as part of a project to build a fixed-point vector
  16  * processor in collaboration with the University of California at Berkeley,
  17  * overseen by Profs. Nelson Morgan and John Wawrzynek.  More information
  18  * is available through the web page `http://HTTP.CS.Berkeley.EDU/~jhauser/
  19  * arithmetic/softfloat.html'.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS DISTRIBUTED AS IS, FOR FREE.  Although reasonable effort
  22  * has been made to avoid it, THIS SOFTWARE MAY CONTAIN FAULTS THAT WILL AT
  23  * TIMES RESULT IN INCORRECT BEHAVIOR.  USE OF THIS SOFTWARE IS RESTRICTED TO
  24  * PERSONS AND ORGANIZATIONS WHO CAN AND WILL TAKE FULL RESPONSIBILITY FOR ANY
  25  * AND ALL LOSSES, COSTS, OR OTHER PROBLEMS ARISING FROM ITS USE.
  26  *
  27  * Derivative works are acceptable, even for commercial purposes, so long as
  28  * (1) they include prominent notice that the work is derivative, and (2) they
  29  * include prominent notice akin to these three paragraphs for those parts of
  30  * this code that are retained.
  31  * ===========================================================================
  32  */
  33 #include <linux/kernel.h>
  34 #include <linux/bitops.h>
  35
  36 #include <asm/div64.h>
  37 #include <asm/ptrace.h>
  38 #include <asm/vfp.h>
  39
  40 #include "vfpinstr.h"
  41 #include "vfp.h"
  42
  43 static struct vfp_single vfp_single_default_qnan = {
  44         .exponent       = 255,
  45         .sign           = 0,
  46         .significand    = VFP_SINGLE_SIGNIFICAND_QNAN,
  47 };
  48
  49 static void vfp_single_dump(const char *str, struct vfp_single *s)
  50 {
  51         pr_debug("VFP: %s: sign=%d exponent=%d significand=%08x\n",
  52                  str, s->sign != 0, s->exponent, s->significand);
  53 }
  54
  55 static void vfp_single_normalise_denormal(struct vfp_single *vs)
  56 {
  57         int bits = 31 - fls(vs->significand);
  58
  59         vfp_single_dump("normalise_denormal: in", vs);
  60
  61         if (bits) {
  62                 vs->exponent -= bits - 1;
  63                 vs->significand <<= bits;
  64         }
  65
  66         vfp_single_dump("normalise_denormal: out", vs);
  67 }
  68
  69 #ifndef DEBUG
  70 #define vfp_single_normaliseround(sd,vsd,fpscr,except,func) __vfp_single_normaliseround(sd,vsd,fpscr,except)
  71 u32 __vfp_single_normaliseround(int sd, struct vfp_single *vs, u32 fpscr, u32 exceptions)
  72 #else
  73 u32 vfp_single_normaliseround(int sd, struct vfp_single *vs, u32 fpscr, u32 exceptions, const char *func)
  74 #endif
  75 {
  76         u32 significand, incr, rmode;
  77         int exponent, shift, underflow;
  78
  79         vfp_single_dump("pack: in", vs);
  80
  81         /*
  82          * Infinities and NaNs are a special case.
  83          */
  84         if (vs->exponent == 255 && (vs->significand == 0 || exceptions))
  85                 goto pack;
  86
  87         /*
  88          * Special-case zero.
  89          */
  90         if (vs->significand == 0) {
  91                 vs->exponent = 0;
  92                 goto pack;
  93         }
  94
  95         exponent = vs->exponent;
  96         significand = vs->significand;
  97
  98         /*
  99          * Normalise first.  Note that we shift the significand up to
 100          * bit 31, so we have VFP_SINGLE_LOW_BITS + 1 below the least
 101          * significant bit.
 102          */
 103         shift = 32 - fls(significand);
 104         if (shift < 32 && shift) {
 105                 exponent -= shift;
 106                 significand <<= shift;
 107         }
 108
 109 #ifdef DEBUG
 110         vs->exponent = exponent;
 111         vs->significand = significand;
 112         vfp_single_dump("pack: normalised", vs);
 113 #endif
 114
 115         /*
 116          * Tiny number?
 117          */
 118         underflow = exponent < 0;
 119         if (underflow) {
 120                 significand = vfp_shiftright32jamming(significand, -exponent);
 121                 exponent = 0;
 122 #ifdef DEBUG
 123                 vs->exponent = exponent;
 124                 vs->significand = significand;
 125                 vfp_single_dump("pack: tiny number", vs);
 126 #endif
 127                 if (!(significand & ((1 << (VFP_SINGLE_LOW_BITS + 1)) - 1)))
 128                         underflow = 0;
 129         }
 130
 131         /*
 132          * Select rounding increment.
 133          */
 134         incr = 0;
 135         rmode = fpscr & FPSCR_RMODE_MASK;
 136
 137         if (rmode == FPSCR_ROUND_NEAREST) {
 138                 incr = 1 << VFP_SINGLE_LOW_BITS;
 139                 if ((significand & (1 << (VFP_SINGLE_LOW_BITS + 1))) == 0)
 140                         incr -= 1;
 141         } else if (rmode == FPSCR_ROUND_TOZERO) {
 142                 incr = 0;
 143         } else if ((rmode == FPSCR_ROUND_PLUSINF) ^ (vs->sign != 0))
 144                 incr = (1 << (VFP_SINGLE_LOW_BITS + 1)) - 1;
 145
 146         pr_debug("VFP: rounding increment = 0x%08x\n", incr);
 147
 148         /*
 149          * Is our rounding going to overflow?
 150          */
 151         if ((significand + incr) < significand) {
 152                 exponent += 1;
 153                 significand = (significand >> 1) | (significand & 1);
 154                 incr >>= 1;
 155 #ifdef DEBUG
 156                 vs->exponent = exponent;
 157                 vs->significand = significand;
 158                 vfp_single_dump("pack: overflow", vs);
 159 #endif
 160         }
 161
 162         /*
 163          * If any of the low bits (which will be shifted out of the
 164          * number) are non-zero, the result is inexact.
 165          */
 166         if (significand & ((1 << (VFP_SINGLE_LOW_BITS + 1)) - 1))
 167                 exceptions |= FPSCR_IXC;
 168
 169         /*
 170          * Do our rounding.
 171          */
 172         significand += incr;
 173
 174         /*
 175          * Infinity?
 176          */
 177         if (exponent >= 254) {
 178                 exceptions |= FPSCR_OFC | FPSCR_IXC;
 179                 if (incr == 0) {
 180                         vs->exponent = 253;
 181                         vs->significand = 0x7fffffff;
 182                 } else {
 183                         vs->exponent = 255;             /* infinity */
 184                         vs->significand = 0;
 185                 }
 186         } else {
 187                 if (significand >> (VFP_SINGLE_LOW_BITS + 1) == 0)
 188                         exponent = 0;
 189                 if (exponent || significand > 0x80000000)
 190                         underflow = 0;
 191                 if (underflow)
 192                         exceptions |= FPSCR_UFC;
 193                 vs->exponent = exponent;
 194                 vs->significand = significand >> 1;
 195         }
 196
 197  pack:
 198         vfp_single_dump("pack: final", vs);
 199         {
 200                 s32 d = vfp_single_pack(vs);
 201                 pr_debug("VFP: %s: d(s%d)=%08x exceptions=%08x\n", func,
 202                          sd, d, exceptions);
 203                 vfp_put_float(sd, d);
 204         }
 205
 206         return exceptions;
 207 }
 208
 209 /*
 210  * Propagate the NaN, setting exceptions if it is signalling.
 211  * 'n' is always a NaN.  'm' may be a number, NaN or infinity.
 212  */
 213 static u32
 214 vfp_propagate_nan(struct vfp_single *vsd, struct vfp_single *vsn,
 215                   struct vfp_single *vsm, u32 fpscr)
 216 {
 217         struct vfp_single *nan;
 218         int tn, tm = 0;
 219
 220         tn = vfp_single_type(vsn);
 221
 222         if (vsm)
 223                 tm = vfp_single_type(vsm);
 224
 225         if (fpscr & FPSCR_DEFAULT_NAN)
 226                 /*
 227                  * Default NaN mode - always returns a quiet NaN
 228                  */
 229                 nan = &vfp_single_default_qnan;
 230         else {
 231                 /*
 232                  * Contemporary mode - select the first signalling
 233                  * NAN, or if neither are signalling, the first
 234                  * quiet NAN.
 235                  */
 236                 if (tn == VFP_SNAN || (tm != VFP_SNAN && tn == VFP_QNAN))
 237                         nan = vsn;
 238                 else
 239                         nan = vsm;
 240                 /*
 241                  * Make the NaN quiet.
 242                  */
 243                 nan->significand |= VFP_SINGLE_SIGNIFICAND_QNAN;
 244         }
 245
 246         *vsd = *nan;
 247
 248         /*
 249          * If one was a signalling NAN, raise invalid operation.
 250          */
 251         return tn == VFP_SNAN || tm == VFP_SNAN ? FPSCR_IOC : VFP_NAN_FLAG;
 252 }
 253
 254
 255 /*
 256  * Extended operations
 257  */
 258 static u32 vfp_single_fabs(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 259 {
 260         vfp_put_float(sd, vfp_single_packed_abs(m));
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 static u32 vfp_single_fcpy(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 265 {
 266         vfp_put_float(sd, m);
 267         return 0;
 268 }
 269
 270 static u32 vfp_single_fneg(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 271 {
 272         vfp_put_float(sd, vfp_single_packed_negate(m));
 273         return 0;
 274 }
 275
 276 static const u16 sqrt_oddadjust[] = {
 277         0x0004, 0x0022, 0x005d, 0x00b1, 0x011d, 0x019f, 0x0236, 0x02e0,
 278         0x039c, 0x0468, 0x0545, 0x0631, 0x072b, 0x0832, 0x0946, 0x0a67
 279 };
 280
 281 static const u16 sqrt_evenadjust[] = {
 282         0x0a2d, 0x08af, 0x075a, 0x0629, 0x051a, 0x0429, 0x0356, 0x029e,
 283         0x0200, 0x0179, 0x0109, 0x00af, 0x0068, 0x0034, 0x0012, 0x0002
 284 };
 285
 286 u32 vfp_estimate_sqrt_significand(u32 exponent, u32 significand)
 287 {
 288         int index;
 289         u32 z, a;
 290
 291         if ((significand & 0xc0000000) != 0x40000000) {
 292                 printk(KERN_WARNING "VFP: estimate_sqrt: invalid significand\n");
 293         }
 294
 295         a = significand << 1;
 296         index = (a >> 27) & 15;
 297         if (exponent & 1) {
 298                 z = 0x4000 + (a >> 17) - sqrt_oddadjust[index];
 299                 z = ((a / z) << 14) + (z << 15);
 300                 a >>= 1;
 301         } else {
 302                 z = 0x8000 + (a >> 17) - sqrt_evenadjust[index];
 303                 z = a / z + z;
 304                 z = (z >= 0x20000) ? 0xffff8000 : (z << 15);
 305                 if (z <= a)
 306                         return (s32)a >> 1;
 307         }
 308         {
 309                 u64 v = (u64)a << 31;
 310                 do_div(v, z);
 311                 return v + (z >> 1);
 312         }
 313 }
 314
 315 static u32 vfp_single_fsqrt(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 316 {
 317         struct vfp_single vsm, vsd;
 318         int ret, tm;
 319
 320         vfp_single_unpack(&vsm, m);
 321         tm = vfp_single_type(&vsm);
 322         if (tm & (VFP_NAN|VFP_INFINITY)) {
 323                 struct vfp_single *vsp = &vsd;
 324
 325                 if (tm & VFP_NAN)
 326                         ret = vfp_propagate_nan(vsp, &vsm, NULL, fpscr);
 327                 else if (vsm.sign == 0) {
 328  sqrt_copy:
 329                         vsp = &vsm;
 330                         ret = 0;
 331                 } else {
 332  sqrt_invalid:
 333                         vsp = &vfp_single_default_qnan;
 334                         ret = FPSCR_IOC;
 335                 }
 336                 vfp_put_float(sd, vfp_single_pack(vsp));
 337                 return ret;
 338         }
 339
 340         /*
 341          * sqrt(+/- 0) == +/- 0
 342          */
 343         if (tm & VFP_ZERO)
 344                 goto sqrt_copy;
 345
 346         /*
 347          * Normalise a denormalised number
 348          */
 349         if (tm & VFP_DENORMAL)
 350                 vfp_single_normalise_denormal(&vsm);
 351
 352         /*
 353          * sqrt(<0) = invalid
 354          */
 355         if (vsm.sign)
 356                 goto sqrt_invalid;
 357
 358         vfp_single_dump("sqrt", &vsm);
 359
 360         /*
 361          * Estimate the square root.
 362          */
 363         vsd.sign = 0;
 364         vsd.exponent = ((vsm.exponent - 127) >> 1) + 127;
 365         vsd.significand = vfp_estimate_sqrt_significand(vsm.exponent, vsm.significand) + 2;
 366
 367         vfp_single_dump("sqrt estimate", &vsd);
 368
 369         /*
 370          * And now adjust.
 371          */
 372         if ((vsd.significand & VFP_SINGLE_LOW_BITS_MASK) <= 5) {
 373                 if (vsd.significand < 2) {
 374                         vsd.significand = 0xffffffff;
 375                 } else {
 376                         u64 term;
 377                         s64 rem;
 378                         vsm.significand <<= !(vsm.exponent & 1);
 379                         term = (u64)vsd.significand * vsd.significand;
 380                         rem = ((u64)vsm.significand << 32) - term;
 381
 382                         pr_debug("VFP: term=%016llx rem=%016llx\n", term, rem);
 383
 384                         while (rem < 0) {
 385                                 vsd.significand -= 1;
 386                                 rem += ((u64)vsd.significand << 1) | 1;
 387                         }
 388                         vsd.significand |= rem != 0;
 389                 }
 390         }
 391         vsd.significand = vfp_shiftright32jamming(vsd.significand, 1);
 392
 393         return vfp_single_normaliseround(sd, &vsd, fpscr, 0, "fsqrt");
 394 }
 395
 396 /*
 397  * Equal        := ZC
 398  * Less than    := N
 399  * Greater than := C
 400  * Unordered    := CV
 401  */
 402 static u32 vfp_compare(int sd, int signal_on_qnan, s32 m, u32 fpscr)
 403 {
 404         s32 d;
 405         u32 ret = 0;
 406
 407         d = vfp_get_float(sd);
 408         if (vfp_single_packed_exponent(m) == 255 && vfp_single_packed_mantissa(m)) {
 409                 ret |= FPSCR_C | FPSCR_V;
 410                 if (signal_on_qnan || !(vfp_single_packed_mantissa(m) & (1 << (VFP_SINGLE_MANTISSA_BITS - 1))))
 411                         /*
 412                          * Signalling NaN, or signalling on quiet NaN
 413                          */
 414                         ret |= FPSCR_IOC;
 415         }
 416
 417         if (vfp_single_packed_exponent(d) == 255 && vfp_single_packed_mantissa(d)) {
 418                 ret |= FPSCR_C | FPSCR_V;
 419                 if (signal_on_qnan || !(vfp_single_packed_mantissa(d) & (1 << (VFP_SINGLE_MANTISSA_BITS - 1))))
 420                         /*
 421                          * Signalling NaN, or signalling on quiet NaN
 422                          */
 423                         ret |= FPSCR_IOC;
 424         }
 425
 426         if (ret == 0) {
 427                 if (d == m || vfp_single_packed_abs(d | m) == 0) {
 428                         /*
 429                          * equal
 430                          */
 431                         ret |= FPSCR_Z | FPSCR_C;
 432                 } else if (vfp_single_packed_sign(d ^ m)) {
 433                         /*
 434                          * different signs
 435                          */
 436                         if (vfp_single_packed_sign(d))
 437                                 /*
 438                                  * d is negative, so d < m
 439                                  */
 440                                 ret |= FPSCR_N;
 441                         else
 442                                 /*
 443                                  * d is positive, so d > m
 444                                  */
 445                                 ret |= FPSCR_C;
 446                 } else if ((vfp_single_packed_sign(d) != 0) ^ (d < m)) {
 447                         /*
 448                          * d < m
 449                          */
 450                         ret |= FPSCR_N;
 451                 } else if ((vfp_single_packed_sign(d) != 0) ^ (d > m)) {
 452                         /*
 453                          * d > m
 454                          */
 455                         ret |= FPSCR_C;
 456                 }
 457         }
 458         return ret;
 459 }
 460
 461 static u32 vfp_single_fcmp(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 462 {
 463         return vfp_compare(sd, 0, m, fpscr);
 464 }
 465
 466 static u32 vfp_single_fcmpe(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 467 {
 468         return vfp_compare(sd, 1, m, fpscr);
 469 }
 470
 471 static u32 vfp_single_fcmpz(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 472 {
 473         return vfp_compare(sd, 0, 0, fpscr);
 474 }
 475
 476 static u32 vfp_single_fcmpez(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 477 {
 478         return vfp_compare(sd, 1, 0, fpscr);
 479 }
 480
 481 static u32 vfp_single_fcvtd(int dd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 482 {
 483         struct vfp_single vsm;
 484         struct vfp_double vdd;
 485         int tm;
 486         u32 exceptions = 0;
 487
 488         vfp_single_unpack(&vsm, m);
 489
 490         tm = vfp_single_type(&vsm);
 491
 492         /*
 493          * If we have a signalling NaN, signal invalid operation.
 494          */
 495         if (tm == VFP_SNAN)
 496                 exceptions = FPSCR_IOC;
 497
 498         if (tm & VFP_DENORMAL)
 499                 vfp_single_normalise_denormal(&vsm);
 500
 501         vdd.sign = vsm.sign;
 502         vdd.significand = (u64)vsm.significand << 32;
 503
 504         /*
 505          * If we have an infinity or NaN, the exponent must be 2047.
 506          */
 507         if (tm & (VFP_INFINITY|VFP_NAN)) {
 508                 vdd.exponent = 2047;
 509                 if (tm & VFP_NAN)
 510                         vdd.significand |= VFP_DOUBLE_SIGNIFICAND_QNAN;
 511                 goto pack_nan;
 512         } else if (tm & VFP_ZERO)
 513                 vdd.exponent = 0;
 514         else
 515                 vdd.exponent = vsm.exponent + (1023 - 127);
 516
 517         /*
 518          * Technically, if bit 0 of dd is set, this is an invalid
 519          * instruction.  However, we ignore this for efficiency.
 520          */
 521         return vfp_double_normaliseround(dd, &vdd, fpscr, exceptions, "fcvtd");
 522
 523  pack_nan:
 524         vfp_put_double(dd, vfp_double_pack(&vdd));
 525         return exceptions;
 526 }
 527
 528 static u32 vfp_single_fuito(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 529 {
 530         struct vfp_single vs;
 531
 532         vs.sign = 0;
 533         vs.exponent = 127 + 31 - 1;
 534         vs.significand = (u32)m;
 535
 536         return vfp_single_normaliseround(sd, &vs, fpscr, 0, "fuito");
 537 }
 538
 539 static u32 vfp_single_fsito(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 540 {
 541         struct vfp_single vs;
 542
 543         vs.sign = (m & 0x80000000) >> 16;
 544         vs.exponent = 127 + 31 - 1;
 545         vs.significand = vs.sign ? -m : m;
 546
 547         return vfp_single_normaliseround(sd, &vs, fpscr, 0, "fsito");
 548 }
 549
 550 static u32 vfp_single_ftoui(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 551 {
 552         struct vfp_single vsm;
 553         u32 d, exceptions = 0;
 554         int rmode = fpscr & FPSCR_RMODE_MASK;
 555         int tm;
 556
 557         vfp_single_unpack(&vsm, m);
 558         vfp_single_dump("VSM", &vsm);
 559
 560         /*
 561          * Do we have a denormalised number?
 562          */
 563         tm = vfp_single_type(&vsm);
 564         if (tm & VFP_DENORMAL)
 565                 exceptions |= FPSCR_IDC;
 566
 567         if (tm & VFP_NAN)
 568                 vsm.sign = 0;
 569
 570         if (vsm.exponent >= 127 + 32) {
 571                 d = vsm.sign ? 0 : 0xffffffff;
 572                 exceptions = FPSCR_IOC;
 573         } else if (vsm.exponent >= 127 - 1) {
 574                 int shift = 127 + 31 - vsm.exponent;
 575                 u32 rem, incr = 0;
 576
 577                 /*
 578                  * 2^0 <= m < 2^32-2^8
 579                  */
 580                 d = (vsm.significand << 1) >> shift;
 581                 rem = vsm.significand << (33 - shift);
 582
 583                 if (rmode == FPSCR_ROUND_NEAREST) {
 584                         incr = 0x80000000;
 585                         if ((d & 1) == 0)
 586                                 incr -= 1;
 587                 } else if (rmode == FPSCR_ROUND_TOZERO) {
 588                         incr = 0;
 589                 } else if ((rmode == FPSCR_ROUND_PLUSINF) ^ (vsm.sign != 0)) {
 590                         incr = ~0;
 591                 }
 592
 593                 if ((rem + incr) < rem) {
 594                         if (d < 0xffffffff)
 595                                 d += 1;
 596                         else
 597                                 exceptions |= FPSCR_IOC;
 598                 }
 599
 600                 if (d && vsm.sign) {
 601                         d = 0;
 602                         exceptions |= FPSCR_IOC;
 603                 } else if (rem)
 604                         exceptions |= FPSCR_IXC;
 605         } else {
 606                 d = 0;
 607                 if (vsm.exponent | vsm.significand) {
 608                         exceptions |= FPSCR_IXC;
 609                         if (rmode == FPSCR_ROUND_PLUSINF && vsm.sign == 0)
 610                                 d = 1;
 611                         else if (rmode == FPSCR_ROUND_MINUSINF && vsm.sign) {
 612                                 d = 0;
 613                                 exceptions |= FPSCR_IOC;
 614                         }
 615                 }
 616         }
 617
 618         pr_debug("VFP: ftoui: d(s%d)=%08x exceptions=%08x\n", sd, d, exceptions);
 619
 620         vfp_put_float(sd, d);
 621
 622         return exceptions;
 623 }
 624
 625 static u32 vfp_single_ftouiz(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 626 {
 627         return vfp_single_ftoui(sd, unused, m, FPSCR_ROUND_TOZERO);
 628 }
 629
 630 static u32 vfp_single_ftosi(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 631 {
 632         struct vfp_single vsm;
 633         u32 d, exceptions = 0;
 634         int rmode = fpscr & FPSCR_RMODE_MASK;
 635         int tm;
 636
 637         vfp_single_unpack(&vsm, m);
 638         vfp_single_dump("VSM", &vsm);
 639
 640         /*
 641          * Do we have a denormalised number?
 642          */
 643         tm = vfp_single_type(&vsm);
 644         if (vfp_single_type(&vsm) & VFP_DENORMAL)
 645                 exceptions |= FPSCR_IDC;
 646
 647         if (tm & VFP_NAN) {
 648                 d = 0;
 649                 exceptions |= FPSCR_IOC;
 650         } else if (vsm.exponent >= 127 + 32) {
 651                 /*
 652                  * m >= 2^31-2^7: invalid
 653                  */
 654                 d = 0x7fffffff;
 655                 if (vsm.sign)
 656                         d = ~d;
 657                 exceptions |= FPSCR_IOC;
 658         } else if (vsm.exponent >= 127 - 1) {
 659                 int shift = 127 + 31 - vsm.exponent;
 660                 u32 rem, incr = 0;
 661
 662                 /* 2^0 <= m <= 2^31-2^7 */
 663                 d = (vsm.significand << 1) >> shift;
 664                 rem = vsm.significand << (33 - shift);
 665
 666                 if (rmode == FPSCR_ROUND_NEAREST) {
 667                         incr = 0x80000000;
 668                         if ((d & 1) == 0)
 669                                 incr -= 1;
 670                 } else if (rmode == FPSCR_ROUND_TOZERO) {
 671                         incr = 0;
 672                 } else if ((rmode == FPSCR_ROUND_PLUSINF) ^ (vsm.sign != 0)) {
 673                         incr = ~0;
 674                 }
 675
 676                 if ((rem + incr) < rem && d < 0xffffffff)
 677                         d += 1;
 678                 if (d > 0x7fffffff + (vsm.sign != 0)) {
 679                         d = 0x7fffffff + (vsm.sign != 0);
 680                         exceptions |= FPSCR_IOC;
 681                 } else if (rem)
 682                         exceptions |= FPSCR_IXC;
 683
 684                 if (vsm.sign)
 685                         d = -d;
 686         } else {
 687                 d = 0;
 688                 if (vsm.exponent | vsm.significand) {
 689                         exceptions |= FPSCR_IXC;
 690                         if (rmode == FPSCR_ROUND_PLUSINF && vsm.sign == 0)
 691                                 d = 1;
 692                         else if (rmode == FPSCR_ROUND_MINUSINF && vsm.sign)
 693                                 d = -1;
 694                 }
 695         }
 696
 697         pr_debug("VFP: ftosi: d(s%d)=%08x exceptions=%08x\n", sd, d, exceptions);
 698
 699         vfp_put_float(sd, (s32)d);
 700
 701         return exceptions;
 702 }
 703
 704 static u32 vfp_single_ftosiz(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr)
 705 {
 706         return vfp_single_ftosi(sd, unused, m, FPSCR_ROUND_TOZERO);
 707 }
 708
 709 static u32 (* const fop_extfns[32])(int sd, int unused, s32 m, u32 fpscr) = {
 710         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FCPY)]        = vfp_single_fcpy,
 711         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FABS)]        = vfp_single_fabs,
 712         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FNEG)]        = vfp_single_fneg,
 713         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FSQRT)]       = vfp_single_fsqrt,
 714         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FCMP)]        = vfp_single_fcmp,
 715         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FCMPE)]       = vfp_single_fcmpe,
 716         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FCMPZ)]       = vfp_single_fcmpz,
 717         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FCMPEZ)]      = vfp_single_fcmpez,
 718         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FCVT)]        = vfp_single_fcvtd,
 719         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FUITO)]       = vfp_single_fuito,
 720         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FSITO)]       = vfp_single_fsito,
 721         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FTOUI)]       = vfp_single_ftoui,
 722         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FTOUIZ)]      = vfp_single_ftouiz,
 723         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FTOSI)]       = vfp_single_ftosi,
 724         [FEXT_TO_IDX(FEXT_FTOSIZ)]      = vfp_single_ftosiz,
 725 };
 726
 727
 728
 729
 730
 731 static u32
 732 vfp_single_fadd_nonnumber(struct vfp_single *vsd, struct vfp_single *vsn,
 733                           struct vfp_single *vsm, u32 fpscr)
 734 {
 735         struct vfp_single *vsp;
 736         u32 exceptions = 0;
 737         int tn, tm;
 738
 739         tn = vfp_single_type(vsn);
 740         tm = vfp_single_type(vsm);
 741
 742         if (tn & tm & VFP_INFINITY) {
 743                 /*
 744                  * Two infinities.  Are they different signs?
 745                  */
 746                 if (vsn->sign ^ vsm->sign) {
 747                         /*
 748                          * different signs -> invalid
 749                          */
 750                         exceptions = FPSCR_IOC;
 751                         vsp = &vfp_single_default_qnan;
 752                 } else {
 753                         /*
 754                          * same signs -> valid
 755                          */
 756                         vsp = vsn;
 757                 }
 758         } else if (tn & VFP_INFINITY && tm & VFP_NUMBER) {
 759                 /*
 760                  * One infinity and one number -> infinity
 761                  */
 762                 vsp = vsn;
 763         } else {
 764                 /*
 765                  * 'n' is a NaN of some type
 766                  */
 767                 return vfp_propagate_nan(vsd, vsn, vsm, fpscr);
 768         }
 769         *vsd = *vsp;
 770         return exceptions;
 771 }
 772
 773 static u32
 774 vfp_single_add(struct vfp_single *vsd, struct vfp_single *vsn,
 775                struct vfp_single *vsm, u32 fpscr)
 776 {
 777         u32 exp_diff, m_sig;
 778
 779         if (vsn->significand & 0x80000000 ||
 780             vsm->significand & 0x80000000) {
 781                 pr_info("VFP: bad FP values in %s\n", __func__);
 782                 vfp_single_dump("VSN", vsn);
 783                 vfp_single_dump("VSM", vsm);
 784         }
 785
 786         /*
 787          * Ensure that 'n' is the largest magnitude number.  Note that
 788          * if 'n' and 'm' have equal exponents, we do not swap them.
 789          * This ensures that NaN propagation works correctly.
 790          */
 791         if (vsn->exponent < vsm->exponent) {
 792                 struct vfp_single *t = vsn;
 793                 vsn = vsm;
 794                 vsm = t;
 795         }
 796
 797         /*
 798          * Is 'n' an infinity or a NaN?  Note that 'm' may be a number,
 799          * infinity or a NaN here.
 800          */
 801         if (vsn->exponent == 255)
 802                 return vfp_single_fadd_nonnumber(vsd, vsn, vsm, fpscr);
 803
 804         /*
 805          * We have two proper numbers, where 'vsn' is the larger magnitude.
 806          *
 807          * Copy 'n' to 'd' before doing the arithmetic.
 808          */
 809         *vsd = *vsn;
 810
 811         /*
 812          * Align both numbers.
 813          */
 814         exp_diff = vsn->exponent - vsm->exponent;
 815         m_sig = vfp_shiftright32jamming(vsm->significand, exp_diff);
 816
 817         /*
 818          * If the signs are different, we are really subtracting.
 819          */
 820         if (vsn->sign ^ vsm->sign) {
 821                 m_sig = vsn->significand - m_sig;
 822                 if ((s32)m_sig < 0) {
 823                         vsd->sign = vfp_sign_negate(vsd->sign);
 824                         m_sig = -m_sig;
 825                 } else if (m_sig == 0) {
 826                         vsd->sign = (fpscr & FPSCR_RMODE_MASK) ==
 827                                       FPSCR_ROUND_MINUSINF ? 0x8000 : 0;
 828                 }
 829         } else {
 830                 m_sig = vsn->significand + m_sig;
 831         }
 832         vsd->significand = m_sig;
 833
 834         return 0;
 835 }
 836
 837 static u32
 838 vfp_single_multiply(struct vfp_single *vsd, struct vfp_single *vsn, struct vfp_single *vsm, u32 fpscr)
 839 {
 840         vfp_single_dump("VSN", vsn);
 841         vfp_single_dump("VSM", vsm);
 842
 843         /*
 844          * Ensure that 'n' is the largest magnitude number.  Note that
 845          * if 'n' and 'm' have equal exponents, we do not swap them.
 846          * This ensures that NaN propagation works correctly.
 847          */
 848         if (vsn->exponent < vsm->exponent) {
 849                 struct vfp_single *t = vsn;
 850                 vsn = vsm;
 851                 vsm = t;
 852                 pr_debug("VFP: swapping M <-> N\n");
 853         }
 854
 855         vsd->sign = vsn->sign ^ vsm->sign;
 856
 857         /*
 858          * If 'n' is an infinity or NaN, handle it.  'm' may be anything.
 859          */
 860         if (vsn->exponent == 255) {
 861                 if (vsn->significand || (vsm->exponent == 255 && vsm->significand))
 862                         return vfp_propagate_nan(vsd, vsn, vsm, fpscr);
 863                 if ((vsm->exponent | vsm->significand) == 0) {
 864                         *vsd = vfp_single_default_qnan;
 865                         return FPSCR_IOC;
 866                 }
 867                 vsd->exponent = vsn->exponent;
 868                 vsd->significand = 0;
 869                 return 0;
 870         }
 871
 872         /*
 873          * If 'm' is zero, the result is always zero.  In this case,
 874          * 'n' may be zero or a number, but it doesn't matter which.
 875          */
 876         if ((vsm->exponent | vsm->significand) == 0) {
 877                 vsd->exponent = 0;
 878                 vsd->significand = 0;
 879                 return 0;
 880         }
 881
 882         /*
 883          * We add 2 to the destination exponent for the same reason as
 884          * the addition case - though this time we have +1 from each
 885          * input operand.
 886          */
 887         vsd->exponent = vsn->exponent + vsm->exponent - 127 + 2;
 888         vsd->significand = vfp_hi64to32jamming((u64)vsn->significand * vsm->significand);
 889
 890         vfp_single_dump("VSD", vsd);
 891         return 0;
 892 }
 893
 894 #define NEG_MULTIPLY    (1 << 0)
 895 #define NEG_SUBTRACT    (1 << 1)
 896
 897 static u32
 898 vfp_single_multiply_accumulate(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr, u32 negate, char *func)
 899 {
 900         struct vfp_single vsd, vsp, vsn, vsm;
 901         u32 exceptions;
 902         s32 v;
 903
 904         v = vfp_get_float(sn);
 905         pr_debug("VFP: s%u = %08x\n", sn, v);
 906         vfp_single_unpack(&vsn, v);
 907         if (vsn.exponent == 0 && vsn.significand)
 908                 vfp_single_normalise_denormal(&vsn);
 909
 910         vfp_single_unpack(&vsm, m);
 911         if (vsm.exponent == 0 && vsm.significand)
 912                 vfp_single_normalise_denormal(&vsm);
 913
 914         exceptions = vfp_single_multiply(&vsp, &vsn, &vsm, fpscr);
 915         if (negate & NEG_MULTIPLY)
 916                 vsp.sign = vfp_sign_negate(vsp.sign);
 917
 918         v = vfp_get_float(sd);
 919         pr_debug("VFP: s%u = %08x\n", sd, v);
 920         vfp_single_unpack(&vsn, v);
 921         if (negate & NEG_SUBTRACT)
 922                 vsn.sign = vfp_sign_negate(vsn.sign);
 923
 924         exceptions |= vfp_single_add(&vsd, &vsn, &vsp, fpscr);
 925
 926         return vfp_single_normaliseround(sd, &vsd, fpscr, exceptions, func);
 927 }
 928
 929 /*
 930  * Standard operations
 931  */
 932
 933 /*
 934  * sd = sd + (sn * sm)
 935  */
 936 static u32 vfp_single_fmac(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
 937 {
 938         return vfp_single_multiply_accumulate(sd, sn, m, fpscr, 0, "fmac");
 939 }
 940
 941 /*
 942  * sd = sd - (sn * sm)
 943  */
 944 static u32 vfp_single_fnmac(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
 945 {
 946         return vfp_single_multiply_accumulate(sd, sn, m, fpscr, NEG_MULTIPLY, "fnmac");
 947 }
 948
 949 /*
 950  * sd = -sd + (sn * sm)
 951  */
 952 static u32 vfp_single_fmsc(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
 953 {
 954         return vfp_single_multiply_accumulate(sd, sn, m, fpscr, NEG_SUBTRACT, "fmsc");
 955 }
 956
 957 /*
 958  * sd = -sd - (sn * sm)
 959  */
 960 static u32 vfp_single_fnmsc(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
 961 {
 962         return vfp_single_multiply_accumulate(sd, sn, m, fpscr, NEG_SUBTRACT | NEG_MULTIPLY, "fnmsc");
 963 }
 964
 965 /*
 966  * sd = sn * sm
 967  */
 968 static u32 vfp_single_fmul(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
 969 {
 970         struct vfp_single vsd, vsn, vsm;
 971         u32 exceptions;
 972         s32 n = vfp_get_float(sn);
 973
 974         pr_debug("VFP: s%u = %08x\n", sn, n);
 975
 976         vfp_single_unpack(&vsn, n);
 977         if (vsn.exponent == 0 && vsn.significand)
 978                 vfp_single_normalise_denormal(&vsn);
 979
 980         vfp_single_unpack(&vsm, m);
 981         if (vsm.exponent == 0 && vsm.significand)
 982                 vfp_single_normalise_denormal(&vsm);
 983
 984         exceptions = vfp_single_multiply(&vsd, &vsn, &vsm, fpscr);
 985         return vfp_single_normaliseround(sd, &vsd, fpscr, exceptions, "fmul");
 986 }
 987
 988 /*
 989  * sd = -(sn * sm)
 990  */
 991 static u32 vfp_single_fnmul(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
 992 {
 993         struct vfp_single vsd, vsn, vsm;
 994         u32 exceptions;
 995         s32 n = vfp_get_float(sn);
 996
 997         pr_debug("VFP: s%u = %08x\n", sn, n);
 998
 999         vfp_single_unpack(&vsn, n);
1000         if (vsn.exponent == 0 && vsn.significand)
1001                 vfp_single_normalise_denormal(&vsn);
1002
1003         vfp_single_unpack(&vsm, m);
1004         if (vsm.exponent == 0 && vsm.significand)
1005                 vfp_single_normalise_denormal(&vsm);
1006
1007         exceptions = vfp_single_multiply(&vsd, &vsn, &vsm, fpscr);
1008         vsd.sign = vfp_sign_negate(vsd.sign);
1009         return vfp_single_normaliseround(sd, &vsd, fpscr, exceptions, "fnmul");
1010 }
1011
1012 /*
1013  * sd = sn + sm
1014  */
1015 static u32 vfp_single_fadd(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
1016 {
1017         struct vfp_single vsd, vsn, vsm;
1018         u32 exceptions;
1019         s32 n = vfp_get_float(sn);
1020
1021         pr_debug("VFP: s%u = %08x\n", sn, n);
1022
1023         /*
1024          * Unpack and normalise denormals.
1025          */
1026         vfp_single_unpack(&vsn, n);
1027         if (vsn.exponent == 0 && vsn.significand)
1028                 vfp_single_normalise_denormal(&vsn);
1029
1030         vfp_single_unpack(&vsm, m);
1031         if (vsm.exponent == 0 && vsm.significand)
1032                 vfp_single_normalise_denormal(&vsm);
1033
1034         exceptions = vfp_single_add(&vsd, &vsn, &vsm, fpscr);
1035
1036         return vfp_single_normaliseround(sd, &vsd, fpscr, exceptions, "fadd");
1037 }
1038
1039 /*
1040  * sd = sn - sm
1041  */
1042 static u32 vfp_single_fsub(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
1043 {
1044         /*
1045          * Subtraction is addition with one sign inverted.
1046          */
1047         return vfp_single_fadd(sd, sn, vfp_single_packed_negate(m), fpscr);
1048 }
1049
1050 /*
1051  * sd = sn / sm
1052  */
1053 static u32 vfp_single_fdiv(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr)
1054 {
1055         struct vfp_single vsd, vsn, vsm;
1056         u32 exceptions = 0;
1057         s32 n = vfp_get_float(sn);
1058         int tm, tn;
1059
1060         pr_debug("VFP: s%u = %08x\n", sn, n);
1061
1062         vfp_single_unpack(&vsn, n);
1063         vfp_single_unpack(&vsm, m);
1064
1065         vsd.sign = vsn.sign ^ vsm.sign;
1066
1067         tn = vfp_single_type(&vsn);
1068         tm = vfp_single_type(&vsm);
1069
1070         /*
1071          * Is n a NAN?
1072          */
1073         if (tn & VFP_NAN)
1074                 goto vsn_nan;
1075
1076         /*
1077          * Is m a NAN?
1078          */
1079         if (tm & VFP_NAN)
1080                 goto vsm_nan;
1081
1082         /*
1083          * If n and m are infinity, the result is invalid
1084          * If n and m are zero, the result is invalid
1085          */
1086         if (tm & tn & (VFP_INFINITY|VFP_ZERO))
1087                 goto invalid;
1088
1089         /*
1090          * If n is infinity, the result is infinity
1091          */
1092         if (tn & VFP_INFINITY)
1093                 goto infinity;
1094
1095         /*
1096          * If m is zero, raise div0 exception
1097          */
1098         if (tm & VFP_ZERO)
1099                 goto divzero;
1100
1101         /*
1102          * If m is infinity, or n is zero, the result is zero
1103          */
1104         if (tm & VFP_INFINITY || tn & VFP_ZERO)
1105                 goto zero;
1106
1107         if (tn & VFP_DENORMAL)
1108                 vfp_single_normalise_denormal(&vsn);
1109         if (tm & VFP_DENORMAL)
1110                 vfp_single_normalise_denormal(&vsm);
1111
1112         /*
1113          * Ok, we have two numbers, we can perform division.
1114          */
1115         vsd.exponent = vsn.exponent - vsm.exponent + 127 - 1;
1116         vsm.significand <<= 1;
1117         if (vsm.significand <= (2 * vsn.significand)) {
1118                 vsn.significand >>= 1;
1119                 vsd.exponent++;
1120         }
1121         {
1122                 u64 significand = (u64)vsn.significand << 32;
1123                 do_div(significand, vsm.significand);
1124                 vsd.significand = significand;
1125         }
1126         if ((vsd.significand & 0x3f) == 0)
1127                 vsd.significand |= ((u64)vsm.significand * vsd.significand != (u64)vsn.significand << 32);
1128
1129         return vfp_single_normaliseround(sd, &vsd, fpscr, 0, "fdiv");
1130
1131  vsn_nan:
1132         exceptions = vfp_propagate_nan(&vsd, &vsn, &vsm, fpscr);
1133  pack:
1134         vfp_put_float(sd, vfp_single_pack(&vsd));
1135         return exceptions;
1136
1137  vsm_nan:
1138         exceptions = vfp_propagate_nan(&vsd, &vsm, &vsn, fpscr);
1139         goto pack;
1140
1141  zero:
1142         vsd.exponent = 0;
1143         vsd.significand = 0;
1144         goto pack;
1145
1146  divzero:
1147         exceptions = FPSCR_DZC;
1148  infinity:
1149         vsd.exponent = 255;
1150         vsd.significand = 0;
1151         goto pack;
1152
1153  invalid:
1154         vfp_put_float(sd, vfp_single_pack(&vfp_single_default_qnan));
1155         return FPSCR_IOC;
1156 }
1157
1158 static u32 (* const fop_fns[16])(int sd, int sn, s32 m, u32 fpscr) = {
1159         [FOP_TO_IDX(FOP_FMAC)]  = vfp_single_fmac,
1160         [FOP_TO_IDX(FOP_FNMAC)] = vfp_single_fnmac,
1161         [FOP_TO_IDX(FOP_FMSC)]  = vfp_single_fmsc,
1162         [FOP_TO_IDX(FOP_FNMSC)] = vfp_single_fnmsc,
1163         [FOP_TO_IDX(FOP_FMUL)]  = vfp_single_fmul,
1164         [FOP_TO_IDX(FOP_FNMUL)] = vfp_single_fnmul,
1165         [FOP_TO_IDX(FOP_FADD)]  = vfp_single_fadd,
1166         [FOP_TO_IDX(FOP_FSUB)]  = vfp_single_fsub,
1167         [FOP_TO_IDX(FOP_FDIV)]  = vfp_single_fdiv,
1168 };
1169
1170 #define FREG_BANK(x)    ((x) & 0x18)
1171 #define FREG_IDX(x)     ((x) & 7)
1172
1173 u32 vfp_single_cpdo(u32 inst, u32 fpscr)
1174 {
1175         u32 op = inst & FOP_MASK;
1176         u32 exceptions = 0;
1177         unsigned int sd = vfp_get_sd(inst);
1178         unsigned int sn = vfp_get_sn(inst);
1179         unsigned int sm = vfp_get_sm(inst);
1180         unsigned int vecitr, veclen, vecstride;
1181         u32 (*fop)(int, int, s32, u32);
1182
1183         veclen = fpscr & FPSCR_LENGTH_MASK;
1184         vecstride = 1 + ((fpscr & FPSCR_STRIDE_MASK) == FPSCR_STRIDE_MASK);
1185
1186         /*
1187          * If destination bank is zero, vector length is always '1'.
1188          * ARM DDI0100F C5.1.3, C5.3.2.
1189          */
1190         if (FREG_BANK(sd) == 0)
1191                 veclen = 0;
1192
1193         pr_debug("VFP: vecstride=%u veclen=%u\n", vecstride,
1194                  (veclen >> FPSCR_LENGTH_BIT) + 1);
1195
1196         fop = (op == FOP_EXT) ? fop_extfns[FEXT_TO_IDX(inst)] : fop_fns[FOP_TO_IDX(op)];
1197         if (!fop)
1198                 goto invalid;
1199
1200         for (vecitr = 0; vecitr <= veclen; vecitr += 1 << FPSCR_LENGTH_BIT) {
1201                 s32 m = vfp_get_float(sm);
1202                 u32 except;
1203
1204                 if (op == FOP_EXT)
1205                         pr_debug("VFP: itr%d (s%u) = op[%u] (s%u=%08x)\n",
1206                                  vecitr >> FPSCR_LENGTH_BIT, sd, sn, sm, m);
1207                 else
1208                         pr_debug("VFP: itr%d (s%u) = (s%u) op[%u] (s%u=%08x)\n",
1209                                  vecitr >> FPSCR_LENGTH_BIT, sd, sn,
1210                                  FOP_TO_IDX(op), sm, m);
1211
1212                 except = fop(sd, sn, m, fpscr);
1213                 pr_debug("VFP: itr%d: exceptions=%08x\n",
1214                          vecitr >> FPSCR_LENGTH_BIT, except);
1215
1216                 exceptions |= except;
1217
1218                 /*
1219                  * This ensures that comparisons only operate on scalars;
1220                  * comparisons always return with one FPSCR status bit set.
1221                  */
1222                 if (except & (FPSCR_N|FPSCR_Z|FPSCR_C|FPSCR_V))
1223                         break;
1224
1225                 /*
1226                  * CHECK: It appears to be undefined whether we stop when
1227                  * we encounter an exception.  We continue.
1228                  */
1229
1230                 sd = FREG_BANK(sd) + ((FREG_IDX(sd) + vecstride) & 7);
1231                 sn = FREG_BANK(sn) + ((FREG_IDX(sn) + vecstride) & 7);
1232                 if (FREG_BANK(sm) != 0)
1233                         sm = FREG_BANK(sm) + ((FREG_IDX(sm) + vecstride) & 7);
1234         }
1235         return exceptions;
1236
1237  invalid:
1238         return (u32)-1;
1239 }