sparc64: Tighten checks in kstack_valid().
[linux-2.6.git] / arch / x86 / math-emu / reg_round.S
1         .file "reg_round.S"
2 /*---------------------------------------------------------------------------+
3  |  reg_round.S                                                              |
4  |                                                                           |
5  | Rounding/truncation/etc for FPU basic arithmetic functions.               |
6  |                                                                           |
7  | Copyright (C) 1993,1995,1997                                              |
8  |                       W. Metzenthen, 22 Parker St, Ormond, Vic 3163,      |
9  |                       Australia.  E-mail billm@suburbia.net               |
10  |                                                                           |
11  | This code has four possible entry points.                                 |
12  | The following must be entered by a jmp instruction:                       |
13  |   fpu_reg_round, fpu_reg_round_sqrt, and fpu_Arith_exit.                  |
14  |                                                                           |
15  | The FPU_round entry point is intended to be used by C code.               |
16  | From C, call as:                                                          |
17  |  int FPU_round(FPU_REG *arg, unsigned int extent, unsigned int control_w) |
18  |                                                                           |
19  |    Return value is the tag of the answer, or-ed with FPU_Exception if     |
20  |    one was raised, or -1 on internal error.                               |
21  |                                                                           |
22  | For correct "up" and "down" rounding, the argument must have the correct  |
23  | sign.                                                                     |
24  |                                                                           |
25  +---------------------------------------------------------------------------*/
26
27 /*---------------------------------------------------------------------------+
28  | Four entry points.                                                        |
29  |                                                                           |
30  | Needed by both the fpu_reg_round and fpu_reg_round_sqrt entry points:     |
31  |  %eax:%ebx  64 bit significand                                            |
32  |  %edx       32 bit extension of the significand                           |
33  |  %edi       pointer to an FPU_REG for the result to be stored             |
34  |  stack      calling function must have set up a C stack frame and         |
35  |             pushed %esi, %edi, and %ebx                                   |
36  |                                                                           |
37  | Needed just for the fpu_reg_round_sqrt entry point:                       |
38  |  %cx  A control word in the same format as the FPU control word.          |
39  | Otherwise, PARAM4 must give such a value.                                 |
40  |                                                                           |
41  |                                                                           |
42  | The significand and its extension are assumed to be exact in the          |
43  | following sense:                                                          |
44  |   If the significand by itself is the exact result then the significand   |
45  |   extension (%edx) must contain 0, otherwise the significand extension    |
46  |   must be non-zero.                                                       |
47  |   If the significand extension is non-zero then the significand is        |
48  |   smaller than the magnitude of the correct exact result by an amount     |
49  |   greater than zero and less than one ls bit of the significand.          |
50  |   The significand extension is only required to have three possible       |
51  |   non-zero values:                                                        |
52  |       less than 0x80000000  <=> the significand is less than 1/2 an ls    |
53  |                                 bit smaller than the magnitude of the     |
54  |                                 true exact result.                        |
55  |         exactly 0x80000000  <=> the significand is exactly 1/2 an ls bit  |
56  |                                 smaller than the magnitude of the true    |
57  |                                 exact result.                             |
58  |    greater than 0x80000000  <=> the significand is more than 1/2 an ls    |
59  |                                 bit smaller than the magnitude of the     |
60  |                                 true exact result.                        |
61  |                                                                           |
62  +---------------------------------------------------------------------------*/
63
64 /*---------------------------------------------------------------------------+
65  |  The code in this module has become quite complex, but it should handle   |
66  |  all of the FPU flags which are set at this stage of the basic arithmetic |
67  |  computations.                                                            |
68  |  There are a few rare cases where the results are not set identically to  |
69  |  a real FPU. These require a bit more thought because at this stage the   |
70  |  results of the code here appear to be more consistent...                 |
71  |  This may be changed in a future version.                                 |
72  +---------------------------------------------------------------------------*/
73
74
75 #include "fpu_emu.h"
76 #include "exception.h"
77 #include "control_w.h"
78
79 /* Flags for FPU_bits_lost */
80 #define LOST_DOWN       $1
81 #define LOST_UP         $2
82
83 /* Flags for FPU_denormal */
84 #define DENORMAL        $1
85 #define UNMASKED_UNDERFLOW $2
86
87
88 #ifndef NON_REENTRANT_FPU
89 /*      Make the code re-entrant by putting
90         local storage on the stack: */
91 #define FPU_bits_lost   (%esp)
92 #define FPU_denormal    1(%esp)
93
94 #else
95 /*      Not re-entrant, so we can gain speed by putting
96         local storage in a static area: */
97 .data
98         .align 4,0
99 FPU_bits_lost:
100         .byte   0
101 FPU_denormal:
102         .byte   0
103 #endif /* NON_REENTRANT_FPU */
104
105
106 .text
107 .globl fpu_reg_round
108 .globl fpu_Arith_exit
109
110 /* Entry point when called from C */
111 ENTRY(FPU_round)
112         pushl   %ebp
113         movl    %esp,%ebp
114         pushl   %esi
115         pushl   %edi
116         pushl   %ebx
117
118         movl    PARAM1,%edi
119         movl    SIGH(%edi),%eax
120         movl    SIGL(%edi),%ebx
121         movl    PARAM2,%edx
122
123 fpu_reg_round:                  /* Normal entry point */
124         movl    PARAM4,%ecx
125
126 #ifndef NON_REENTRANT_FPU
127         pushl   %ebx            /* adjust the stack pointer */
128 #endif /* NON_REENTRANT_FPU */ 
129
130 #ifdef PARANOID
131 /* Cannot use this here yet */
132 /*      orl     %eax,%eax */
133 /*      jns     L_entry_bugged */
134 #endif /* PARANOID */
135
136         cmpw    EXP_UNDER,EXP(%edi)
137         jle     L_Make_denorm                   /* The number is a de-normal */
138
139         movb    $0,FPU_denormal                 /* 0 -> not a de-normal */
140
141 Denorm_done:
142         movb    $0,FPU_bits_lost                /* No bits yet lost in rounding */
143
144         movl    %ecx,%esi
145         andl    CW_PC,%ecx
146         cmpl    PR_64_BITS,%ecx
147         je      LRound_To_64
148
149         cmpl    PR_53_BITS,%ecx
150         je      LRound_To_53
151
152         cmpl    PR_24_BITS,%ecx
153         je      LRound_To_24
154
155 #ifdef PECULIAR_486
156 /* With the precision control bits set to 01 "(reserved)", a real 80486
157    behaves as if the precision control bits were set to 11 "64 bits" */
158         cmpl    PR_RESERVED_BITS,%ecx
159         je      LRound_To_64
160 #ifdef PARANOID
161         jmp     L_bugged_denorm_486
162 #endif /* PARANOID */ 
163 #else
164 #ifdef PARANOID
165         jmp     L_bugged_denorm /* There is no bug, just a bad control word */
166 #endif /* PARANOID */ 
167 #endif /* PECULIAR_486 */
168
169
170 /* Round etc to 24 bit precision */
171 LRound_To_24:
172         movl    %esi,%ecx
173         andl    CW_RC,%ecx
174         cmpl    RC_RND,%ecx
175         je      LRound_nearest_24
176
177         cmpl    RC_CHOP,%ecx
178         je      LCheck_truncate_24
179
180         cmpl    RC_UP,%ecx              /* Towards +infinity */
181         je      LUp_24
182
183         cmpl    RC_DOWN,%ecx            /* Towards -infinity */
184         je      LDown_24
185
186 #ifdef PARANOID
187         jmp     L_bugged_round24
188 #endif /* PARANOID */ 
189
190 LUp_24:
191         cmpb    SIGN_POS,PARAM5
192         jne     LCheck_truncate_24      /* If negative then  up==truncate */
193
194         jmp     LCheck_24_round_up
195
196 LDown_24:
197         cmpb    SIGN_POS,PARAM5
198         je      LCheck_truncate_24      /* If positive then  down==truncate */
199
200 LCheck_24_round_up:
201         movl    %eax,%ecx
202         andl    $0x000000ff,%ecx
203         orl     %ebx,%ecx
204         orl     %edx,%ecx
205         jnz     LDo_24_round_up
206         jmp     L_Re_normalise
207
208 LRound_nearest_24:
209         /* Do rounding of the 24th bit if needed (nearest or even) */
210         movl    %eax,%ecx
211         andl    $0x000000ff,%ecx
212         cmpl    $0x00000080,%ecx
213         jc      LCheck_truncate_24      /* less than half, no increment needed */
214
215         jne     LGreater_Half_24        /* greater than half, increment needed */
216
217         /* Possibly half, we need to check the ls bits */
218         orl     %ebx,%ebx
219         jnz     LGreater_Half_24        /* greater than half, increment needed */
220
221         orl     %edx,%edx
222         jnz     LGreater_Half_24        /* greater than half, increment needed */
223
224         /* Exactly half, increment only if 24th bit is 1 (round to even) */
225         testl   $0x00000100,%eax
226         jz      LDo_truncate_24
227
228 LGreater_Half_24:                       /* Rounding: increment at the 24th bit */
229 LDo_24_round_up:
230         andl    $0xffffff00,%eax        /* Truncate to 24 bits */
231         xorl    %ebx,%ebx
232         movb    LOST_UP,FPU_bits_lost
233         addl    $0x00000100,%eax
234         jmp     LCheck_Round_Overflow
235
236 LCheck_truncate_24:
237         movl    %eax,%ecx
238         andl    $0x000000ff,%ecx
239         orl     %ebx,%ecx
240         orl     %edx,%ecx
241         jz      L_Re_normalise          /* No truncation needed */
242
243 LDo_truncate_24:
244         andl    $0xffffff00,%eax        /* Truncate to 24 bits */
245         xorl    %ebx,%ebx
246         movb    LOST_DOWN,FPU_bits_lost
247         jmp     L_Re_normalise
248
249
250 /* Round etc to 53 bit precision */
251 LRound_To_53:
252         movl    %esi,%ecx
253         andl    CW_RC,%ecx
254         cmpl    RC_RND,%ecx
255         je      LRound_nearest_53
256
257         cmpl    RC_CHOP,%ecx
258         je      LCheck_truncate_53
259
260         cmpl    RC_UP,%ecx              /* Towards +infinity */
261         je      LUp_53
262
263         cmpl    RC_DOWN,%ecx            /* Towards -infinity */
264         je      LDown_53
265
266 #ifdef PARANOID
267         jmp     L_bugged_round53
268 #endif /* PARANOID */ 
269
270 LUp_53:
271         cmpb    SIGN_POS,PARAM5
272         jne     LCheck_truncate_53      /* If negative then  up==truncate */
273
274         jmp     LCheck_53_round_up
275
276 LDown_53:
277         cmpb    SIGN_POS,PARAM5
278         je      LCheck_truncate_53      /* If positive then  down==truncate */
279
280 LCheck_53_round_up:
281         movl    %ebx,%ecx
282         andl    $0x000007ff,%ecx
283         orl     %edx,%ecx
284         jnz     LDo_53_round_up
285         jmp     L_Re_normalise
286
287 LRound_nearest_53:
288         /* Do rounding of the 53rd bit if needed (nearest or even) */
289         movl    %ebx,%ecx
290         andl    $0x000007ff,%ecx
291         cmpl    $0x00000400,%ecx
292         jc      LCheck_truncate_53      /* less than half, no increment needed */
293
294         jnz     LGreater_Half_53        /* greater than half, increment needed */
295
296         /* Possibly half, we need to check the ls bits */
297         orl     %edx,%edx
298         jnz     LGreater_Half_53        /* greater than half, increment needed */
299
300         /* Exactly half, increment only if 53rd bit is 1 (round to even) */
301         testl   $0x00000800,%ebx
302         jz      LTruncate_53
303
304 LGreater_Half_53:                       /* Rounding: increment at the 53rd bit */
305 LDo_53_round_up:
306         movb    LOST_UP,FPU_bits_lost
307         andl    $0xfffff800,%ebx        /* Truncate to 53 bits */
308         addl    $0x00000800,%ebx
309         adcl    $0,%eax
310         jmp     LCheck_Round_Overflow
311
312 LCheck_truncate_53:
313         movl    %ebx,%ecx
314         andl    $0x000007ff,%ecx
315         orl     %edx,%ecx
316         jz      L_Re_normalise
317
318 LTruncate_53:
319         movb    LOST_DOWN,FPU_bits_lost
320         andl    $0xfffff800,%ebx        /* Truncate to 53 bits */
321         jmp     L_Re_normalise
322
323
324 /* Round etc to 64 bit precision */
325 LRound_To_64:
326         movl    %esi,%ecx
327         andl    CW_RC,%ecx
328         cmpl    RC_RND,%ecx
329         je      LRound_nearest_64
330
331         cmpl    RC_CHOP,%ecx
332         je      LCheck_truncate_64
333
334         cmpl    RC_UP,%ecx              /* Towards +infinity */
335         je      LUp_64
336
337         cmpl    RC_DOWN,%ecx            /* Towards -infinity */
338         je      LDown_64
339
340 #ifdef PARANOID
341         jmp     L_bugged_round64
342 #endif /* PARANOID */ 
343
344 LUp_64:
345         cmpb    SIGN_POS,PARAM5
346         jne     LCheck_truncate_64      /* If negative then  up==truncate */
347
348         orl     %edx,%edx
349         jnz     LDo_64_round_up
350         jmp     L_Re_normalise
351
352 LDown_64:
353         cmpb    SIGN_POS,PARAM5
354         je      LCheck_truncate_64      /* If positive then  down==truncate */
355
356         orl     %edx,%edx
357         jnz     LDo_64_round_up
358         jmp     L_Re_normalise
359
360 LRound_nearest_64:
361         cmpl    $0x80000000,%edx
362         jc      LCheck_truncate_64
363
364         jne     LDo_64_round_up
365
366         /* Now test for round-to-even */
367         testb   $1,%bl
368         jz      LCheck_truncate_64
369
370 LDo_64_round_up:
371         movb    LOST_UP,FPU_bits_lost
372         addl    $1,%ebx
373         adcl    $0,%eax
374
375 LCheck_Round_Overflow:
376         jnc     L_Re_normalise
377
378         /* Overflow, adjust the result (significand to 1.0) */
379         rcrl    $1,%eax
380         rcrl    $1,%ebx
381         incw    EXP(%edi)
382         jmp     L_Re_normalise
383
384 LCheck_truncate_64:
385         orl     %edx,%edx
386         jz      L_Re_normalise
387
388 LTruncate_64:
389         movb    LOST_DOWN,FPU_bits_lost
390
391 L_Re_normalise:
392         testb   $0xff,FPU_denormal
393         jnz     Normalise_result
394
395 L_Normalised:
396         movl    TAG_Valid,%edx
397
398 L_deNormalised:
399         cmpb    LOST_UP,FPU_bits_lost
400         je      L_precision_lost_up
401
402         cmpb    LOST_DOWN,FPU_bits_lost
403         je      L_precision_lost_down
404
405 L_no_precision_loss:
406         /* store the result */
407
408 L_Store_significand:
409         movl    %eax,SIGH(%edi)
410         movl    %ebx,SIGL(%edi)
411
412         cmpw    EXP_OVER,EXP(%edi)
413         jge     L_overflow
414
415         movl    %edx,%eax
416
417         /* Convert the exponent to 80x87 form. */
418         addw    EXTENDED_Ebias,EXP(%edi)
419         andw    $0x7fff,EXP(%edi)
420
421 fpu_reg_round_signed_special_exit:
422
423         cmpb    SIGN_POS,PARAM5
424         je      fpu_reg_round_special_exit
425
426         orw     $0x8000,EXP(%edi)       /* Negative sign for the result. */
427
428 fpu_reg_round_special_exit:
429
430 #ifndef NON_REENTRANT_FPU
431         popl    %ebx            /* adjust the stack pointer */
432 #endif /* NON_REENTRANT_FPU */ 
433
434 fpu_Arith_exit:
435         popl    %ebx
436         popl    %edi
437         popl    %esi
438         leave
439         ret
440
441
442 /*
443  * Set the FPU status flags to represent precision loss due to
444  * round-up.
445  */
446 L_precision_lost_up:
447         push    %edx
448         push    %eax
449         call    set_precision_flag_up
450         popl    %eax
451         popl    %edx
452         jmp     L_no_precision_loss
453
454 /*
455  * Set the FPU status flags to represent precision loss due to
456  * truncation.
457  */
458 L_precision_lost_down:
459         push    %edx
460         push    %eax
461         call    set_precision_flag_down
462         popl    %eax
463         popl    %edx
464         jmp     L_no_precision_loss
465
466
467 /*
468  * The number is a denormal (which might get rounded up to a normal)
469  * Shift the number right the required number of bits, which will
470  * have to be undone later...
471  */
472 L_Make_denorm:
473         /* The action to be taken depends upon whether the underflow
474            exception is masked */
475         testb   CW_Underflow,%cl                /* Underflow mask. */
476         jz      Unmasked_underflow              /* Do not make a denormal. */
477
478         movb    DENORMAL,FPU_denormal
479
480         pushl   %ecx            /* Save */
481         movw    EXP_UNDER+1,%cx
482         subw    EXP(%edi),%cx
483
484         cmpw    $64,%cx /* shrd only works for 0..31 bits */
485         jnc     Denorm_shift_more_than_63
486
487         cmpw    $32,%cx /* shrd only works for 0..31 bits */
488         jnc     Denorm_shift_more_than_32
489
490 /*
491  * We got here without jumps by assuming that the most common requirement
492  *   is for a small de-normalising shift.
493  * Shift by [1..31] bits
494  */
495         addw    %cx,EXP(%edi)
496         orl     %edx,%edx       /* extension */
497         setne   %ch             /* Save whether %edx is non-zero */
498         xorl    %edx,%edx
499         shrd    %cl,%ebx,%edx
500         shrd    %cl,%eax,%ebx
501         shr     %cl,%eax
502         orb     %ch,%dl
503         popl    %ecx
504         jmp     Denorm_done
505
506 /* Shift by [32..63] bits */
507 Denorm_shift_more_than_32:
508         addw    %cx,EXP(%edi)
509         subb    $32,%cl
510         orl     %edx,%edx
511         setne   %ch
512         orb     %ch,%bl
513         xorl    %edx,%edx
514         shrd    %cl,%ebx,%edx
515         shrd    %cl,%eax,%ebx
516         shr     %cl,%eax
517         orl     %edx,%edx               /* test these 32 bits */
518         setne   %cl
519         orb     %ch,%bl
520         orb     %cl,%bl
521         movl    %ebx,%edx
522         movl    %eax,%ebx
523         xorl    %eax,%eax
524         popl    %ecx
525         jmp     Denorm_done
526
527 /* Shift by [64..) bits */
528 Denorm_shift_more_than_63:
529         cmpw    $64,%cx
530         jne     Denorm_shift_more_than_64
531
532 /* Exactly 64 bit shift */
533         addw    %cx,EXP(%edi)
534         xorl    %ecx,%ecx
535         orl     %edx,%edx
536         setne   %cl
537         orl     %ebx,%ebx
538         setne   %ch
539         orb     %ch,%cl
540         orb     %cl,%al
541         movl    %eax,%edx
542         xorl    %eax,%eax
543         xorl    %ebx,%ebx
544         popl    %ecx
545         jmp     Denorm_done
546
547 Denorm_shift_more_than_64:
548         movw    EXP_UNDER+1,EXP(%edi)
549 /* This is easy, %eax must be non-zero, so.. */
550         movl    $1,%edx
551         xorl    %eax,%eax
552         xorl    %ebx,%ebx
553         popl    %ecx
554         jmp     Denorm_done
555
556
557 Unmasked_underflow:
558         movb    UNMASKED_UNDERFLOW,FPU_denormal
559         jmp     Denorm_done
560
561
562 /* Undo the de-normalisation. */
563 Normalise_result:
564         cmpb    UNMASKED_UNDERFLOW,FPU_denormal
565         je      Signal_underflow
566
567 /* The number must be a denormal if we got here. */
568 #ifdef PARANOID
569         /* But check it... just in case. */
570         cmpw    EXP_UNDER+1,EXP(%edi)
571         jne     L_norm_bugged
572 #endif /* PARANOID */
573
574 #ifdef PECULIAR_486
575         /*
576          * This implements a special feature of 80486 behaviour.
577          * Underflow will be signalled even if the number is
578          * not a denormal after rounding.
579          * This difference occurs only for masked underflow, and not
580          * in the unmasked case.
581          * Actual 80486 behaviour differs from this in some circumstances.
582          */
583         orl     %eax,%eax               /* ms bits */
584         js      LPseudoDenormal         /* Will be masked underflow */
585 #else
586         orl     %eax,%eax               /* ms bits */
587         js      L_Normalised            /* No longer a denormal */
588 #endif /* PECULIAR_486 */ 
589
590         jnz     LDenormal_adj_exponent
591
592         orl     %ebx,%ebx
593         jz      L_underflow_to_zero     /* The contents are zero */
594
595 LDenormal_adj_exponent:
596         decw    EXP(%edi)
597
598 LPseudoDenormal:
599         testb   $0xff,FPU_bits_lost     /* bits lost == underflow */
600         movl    TAG_Special,%edx
601         jz      L_deNormalised
602
603         /* There must be a masked underflow */
604         push    %eax
605         pushl   EX_Underflow
606         call    EXCEPTION
607         popl    %eax
608         popl    %eax
609         movl    TAG_Special,%edx
610         jmp     L_deNormalised
611
612
613 /*
614  * The operations resulted in a number too small to represent.
615  * Masked response.
616  */
617 L_underflow_to_zero:
618         push    %eax
619         call    set_precision_flag_down
620         popl    %eax
621
622         push    %eax
623         pushl   EX_Underflow
624         call    EXCEPTION
625         popl    %eax
626         popl    %eax
627
628 /* Reduce the exponent to EXP_UNDER */
629         movw    EXP_UNDER,EXP(%edi)
630         movl    TAG_Zero,%edx
631         jmp     L_Store_significand
632
633
634 /* The operations resulted in a number too large to represent. */
635 L_overflow:
636         addw    EXTENDED_Ebias,EXP(%edi)        /* Set for unmasked response. */
637         push    %edi
638         call    arith_overflow
639         pop     %edi
640         jmp     fpu_reg_round_signed_special_exit
641
642
643 Signal_underflow:
644         /* The number may have been changed to a non-denormal */
645         /* by the rounding operations. */
646         cmpw    EXP_UNDER,EXP(%edi)
647         jle     Do_unmasked_underflow
648
649         jmp     L_Normalised
650
651 Do_unmasked_underflow:
652         /* Increase the exponent by the magic number */
653         addw    $(3*(1<<13)),EXP(%edi)
654         push    %eax
655         pushl   EX_Underflow
656         call    EXCEPTION
657         popl    %eax
658         popl    %eax
659         jmp     L_Normalised
660
661
662 #ifdef PARANOID
663 #ifdef PECULIAR_486
664 L_bugged_denorm_486:
665         pushl   EX_INTERNAL|0x236
666         call    EXCEPTION
667         popl    %ebx
668         jmp     L_exception_exit
669 #else
670 L_bugged_denorm:
671         pushl   EX_INTERNAL|0x230
672         call    EXCEPTION
673         popl    %ebx
674         jmp     L_exception_exit
675 #endif /* PECULIAR_486 */ 
676
677 L_bugged_round24:
678         pushl   EX_INTERNAL|0x231
679         call    EXCEPTION
680         popl    %ebx
681         jmp     L_exception_exit
682
683 L_bugged_round53:
684         pushl   EX_INTERNAL|0x232
685         call    EXCEPTION
686         popl    %ebx
687         jmp     L_exception_exit
688
689 L_bugged_round64:
690         pushl   EX_INTERNAL|0x233
691         call    EXCEPTION
692         popl    %ebx
693         jmp     L_exception_exit
694
695 L_norm_bugged:
696         pushl   EX_INTERNAL|0x234
697         call    EXCEPTION
698         popl    %ebx
699         jmp     L_exception_exit
700
701 L_entry_bugged:
702         pushl   EX_INTERNAL|0x235
703         call    EXCEPTION
704         popl    %ebx
705 L_exception_exit:
706         mov     $-1,%eax
707         jmp     fpu_reg_round_special_exit
708 #endif /* PARANOID */