Linux-2.6.12-rc2
[linux-3.10.git] / arch / arm26 / nwfpe / fpopcode.h
1 /*
2     NetWinder Floating Point Emulator
3     (c) Rebel.COM, 1998,1999
4
5     Direct questions, comments to Scott Bambrough <scottb@netwinder.org>
6
7     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8     it under the terms of the GNU General Public License as published by
9     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10     (at your option) any later version.
11
12     This program is distributed in the hope that it will be useful,
13     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15     GNU General Public License for more details.
16
17     You should have received a copy of the GNU General Public License
18     along with this program; if not, write to the Free Software
19     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
20 */
21
22 #ifndef __FPOPCODE_H__
23 #define __FPOPCODE_H__
24
25 /*
26 ARM Floating Point Instruction Classes
27 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 
28 |c o n d|1 1 0 P|U|u|W|L|   Rn  |v|  Fd |0|0|0|1|  o f f s e t  | CPDT
29 |c o n d|1 1 0 P|U|w|W|L|   Rn  |x|  Fd |0|0|0|1|  o f f s e t  | CPDT
30 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 
31 |c o n d|1 1 1 0|a|b|c|d|e|  Fn |j|  Fd |0|0|0|1|f|g|h|0|i|  Fm | CPDO
32 |c o n d|1 1 1 0|a|b|c|L|e|  Fn |   Rd  |0|0|0|1|f|g|h|1|i|  Fm | CPRT
33 |c o n d|1 1 1 0|a|b|c|1|e|  Fn |1|1|1|1|0|0|0|1|f|g|h|1|i|  Fm | comparisons
34 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 
35
36 CPDT            data transfer instructions
37                 LDF, STF, LFM, SFM
38                 
39 CPDO            dyadic arithmetic instructions
40                 ADF, MUF, SUF, RSF, DVF, RDF,
41                 POW, RPW, RMF, FML, FDV, FRD, POL
42
43 CPDO            monadic arithmetic instructions
44                 MVF, MNF, ABS, RND, SQT, LOG, LGN, EXP,
45                 SIN, COS, TAN, ASN, ACS, ATN, URD, NRM
46                 
47 CPRT            joint arithmetic/data transfer instructions
48                 FIX (arithmetic followed by load/store)
49                 FLT (load/store followed by arithmetic)
50                 CMF, CNF CMFE, CNFE (comparisons)
51                 WFS, RFS (write/read floating point status register)
52                 WFC, RFC (write/read floating point control register)
53
54 cond            condition codes
55 P               pre/post index bit: 0 = postindex, 1 = preindex
56 U               up/down bit: 0 = stack grows down, 1 = stack grows up
57 W               write back bit: 1 = update base register (Rn)
58 L               load/store bit: 0 = store, 1 = load
59 Rn              base register
60 Rd              destination/source register             
61 Fd              floating point destination register
62 Fn              floating point source register
63 Fm              floating point source register or floating point constant
64
65 uv              transfer length (TABLE 1)
66 wx              register count (TABLE 2)
67 abcd            arithmetic opcode (TABLES 3 & 4)
68 ef              destination size (rounding precision) (TABLE 5)
69 gh              rounding mode (TABLE 6)
70 j               dyadic/monadic bit: 0 = dyadic, 1 = monadic
71 i               constant bit: 1 = constant (TABLE 6)
72 */
73
74 /*
75 TABLE 1
76 +-------------------------+---+---+---------+---------+
77 |  Precision              | u | v | FPSR.EP | length  |
78 +-------------------------+---+---+---------+---------+
79 | Single                  | 0 ü 0 |    x    | 1 words |
80 | Double                  | 1 ü 1 |    x    | 2 words |
81 | Extended                | 1 ü 1 |    x    | 3 words |
82 | Packed decimal          | 1 ü 1 |    0    | 3 words |
83 | Expanded packed decimal | 1 ü 1 |    1    | 4 words |
84 +-------------------------+---+---+---------+---------+
85 Note: x = don't care
86 */
87
88 /*
89 TABLE 2
90 +---+---+---------------------------------+
91 | w | x | Number of registers to transfer |
92 +---+---+---------------------------------+
93 | 0 ü 1 |  1                              |
94 | 1 ü 0 |  2                              |
95 | 1 ü 1 |  3                              |
96 | 0 ü 0 |  4                              |
97 +---+---+---------------------------------+
98 */
99
100 /*
101 TABLE 3: Dyadic Floating Point Opcodes
102 +---+---+---+---+----------+-----------------------+-----------------------+
103 | a | b | c | d | Mnemonic | Description           | Operation             |
104 +---+---+---+---+----------+-----------------------+-----------------------+
105 | 0 | 0 | 0 | 0 | ADF      | Add                   | Fd := Fn + Fm         |
106 | 0 | 0 | 0 | 1 | MUF      | Multiply              | Fd := Fn * Fm         |
107 | 0 | 0 | 1 | 0 | SUF      | Subtract              | Fd := Fn - Fm         |
108 | 0 | 0 | 1 | 1 | RSF      | Reverse subtract      | Fd := Fm - Fn         |
109 | 0 | 1 | 0 | 0 | DVF      | Divide                | Fd := Fn / Fm         |
110 | 0 | 1 | 0 | 1 | RDF      | Reverse divide        | Fd := Fm / Fn         |
111 | 0 | 1 | 1 | 0 | POW      | Power                 | Fd := Fn ^ Fm         |
112 | 0 | 1 | 1 | 1 | RPW      | Reverse power         | Fd := Fm ^ Fn         |
113 | 1 | 0 | 0 | 0 | RMF      | Remainder             | Fd := IEEE rem(Fn/Fm) |
114 | 1 | 0 | 0 | 1 | FML      | Fast Multiply         | Fd := Fn * Fm         |
115 | 1 | 0 | 1 | 0 | FDV      | Fast Divide           | Fd := Fn / Fm         |
116 | 1 | 0 | 1 | 1 | FRD      | Fast reverse divide   | Fd := Fm / Fn         |
117 | 1 | 1 | 0 | 0 | POL      | Polar angle (ArcTan2) | Fd := arctan2(Fn,Fm)  |
118 | 1 | 1 | 0 | 1 |          | undefined instruction | trap                  |
119 | 1 | 1 | 1 | 0 |          | undefined instruction | trap                  |
120 | 1 | 1 | 1 | 1 |          | undefined instruction | trap                  |
121 +---+---+---+---+----------+-----------------------+-----------------------+
122 Note: POW, RPW, POL are deprecated, and are available for backwards
123       compatibility only.
124 */
125
126 /*
127 TABLE 4: Monadic Floating Point Opcodes
128 +---+---+---+---+----------+-----------------------+-----------------------+
129 | a | b | c | d | Mnemonic | Description           | Operation             |
130 +---+---+---+---+----------+-----------------------+-----------------------+
131 | 0 | 0 | 0 | 0 | MVF      | Move                  | Fd := Fm              |
132 | 0 | 0 | 0 | 1 | MNF      | Move negated          | Fd := - Fm            |
133 | 0 | 0 | 1 | 0 | ABS      | Absolute value        | Fd := abs(Fm)         |
134 | 0 | 0 | 1 | 1 | RND      | Round to integer      | Fd := int(Fm)         |
135 | 0 | 1 | 0 | 0 | SQT      | Square root           | Fd := sqrt(Fm)        |
136 | 0 | 1 | 0 | 1 | LOG      | Log base 10           | Fd := log10(Fm)       |
137 | 0 | 1 | 1 | 0 | LGN      | Log base e            | Fd := ln(Fm)          |
138 | 0 | 1 | 1 | 1 | EXP      | Exponent              | Fd := e ^ Fm          |
139 | 1 | 0 | 0 | 0 | SIN      | Sine                  | Fd := sin(Fm)         |
140 | 1 | 0 | 0 | 1 | COS      | Cosine                | Fd := cos(Fm)         |
141 | 1 | 0 | 1 | 0 | TAN      | Tangent               | Fd := tan(Fm)         |
142 | 1 | 0 | 1 | 1 | ASN      | Arc Sine              | Fd := arcsin(Fm)      |
143 | 1 | 1 | 0 | 0 | ACS      | Arc Cosine            | Fd := arccos(Fm)      |
144 | 1 | 1 | 0 | 1 | ATN      | Arc Tangent           | Fd := arctan(Fm)      |
145 | 1 | 1 | 1 | 0 | URD      | Unnormalized round    | Fd := int(Fm)         |
146 | 1 | 1 | 1 | 1 | NRM      | Normalize             | Fd := norm(Fm)        |
147 +---+---+---+---+----------+-----------------------+-----------------------+
148 Note: LOG, LGN, EXP, SIN, COS, TAN, ASN, ACS, ATN are deprecated, and are
149       available for backwards compatibility only.
150 */
151
152 /*
153 TABLE 5
154 +-------------------------+---+---+
155 |  Rounding Precision     | e | f |
156 +-------------------------+---+---+
157 | IEEE Single precision   | 0 ü 0 |
158 | IEEE Double precision   | 0 ü 1 |
159 | IEEE Extended precision | 1 ü 0 |
160 | undefined (trap)        | 1 ü 1 |
161 +-------------------------+---+---+
162 */
163
164 /*
165 TABLE 5
166 +---------------------------------+---+---+
167 |  Rounding Mode                  | g | h |
168 +---------------------------------+---+---+
169 | Round to nearest (default)      | 0 ü 0 |
170 | Round toward plus infinity      | 0 ü 1 |
171 | Round toward negative infinity  | 1 ü 0 |
172 | Round toward zero               | 1 ü 1 |
173 +---------------------------------+---+---+
174 */
175
176 /*
177 ===
178 === Definitions for load and store instructions
179 ===
180 */
181
182 /* bit masks */
183 #define BIT_PREINDEX    0x01000000
184 #define BIT_UP          0x00800000
185 #define BIT_WRITE_BACK  0x00200000
186 #define BIT_LOAD        0x00100000
187
188 /* masks for load/store */
189 #define MASK_CPDT               0x0c000000  /* data processing opcode */
190 #define MASK_OFFSET             0x000000ff
191 #define MASK_TRANSFER_LENGTH    0x00408000
192 #define MASK_REGISTER_COUNT     MASK_TRANSFER_LENGTH
193 #define MASK_COPROCESSOR        0x00000f00
194
195 /* Tests for transfer length */
196 #define TRANSFER_SINGLE         0x00000000
197 #define TRANSFER_DOUBLE         0x00008000
198 #define TRANSFER_EXTENDED       0x00400000
199 #define TRANSFER_PACKED         MASK_TRANSFER_LENGTH
200
201 /* Get the coprocessor number from the opcode. */
202 #define getCoprocessorNumber(opcode)    ((opcode & MASK_COPROCESSOR) >> 8)
203
204 /* Get the offset from the opcode. */
205 #define getOffset(opcode)               (opcode & MASK_OFFSET)
206
207 /* Tests for specific data transfer load/store opcodes. */
208 #define TEST_OPCODE(opcode,mask)        (((opcode) & (mask)) == (mask))
209
210 #define LOAD_OP(opcode)   TEST_OPCODE((opcode),MASK_CPDT | BIT_LOAD)
211 #define STORE_OP(opcode)  ((opcode & (MASK_CPDT | BIT_LOAD)) == MASK_CPDT)
212
213 #define LDF_OP(opcode)  (LOAD_OP(opcode) && (getCoprocessorNumber(opcode) == 1))
214 #define LFM_OP(opcode)  (LOAD_OP(opcode) && (getCoprocessorNumber(opcode) == 2))
215 #define STF_OP(opcode)  (STORE_OP(opcode) && (getCoprocessorNumber(opcode) == 1))
216 #define SFM_OP(opcode)  (STORE_OP(opcode) && (getCoprocessorNumber(opcode) == 2))
217
218 #define PREINDEXED(opcode)              ((opcode & BIT_PREINDEX) != 0)
219 #define POSTINDEXED(opcode)             ((opcode & BIT_PREINDEX) == 0)
220 #define BIT_UP_SET(opcode)              ((opcode & BIT_UP) != 0)
221 #define BIT_UP_CLEAR(opcode)            ((opcode & BIT_DOWN) == 0)
222 #define WRITE_BACK(opcode)              ((opcode & BIT_WRITE_BACK) != 0)
223 #define LOAD(opcode)                    ((opcode & BIT_LOAD) != 0)
224 #define STORE(opcode)                   ((opcode & BIT_LOAD) == 0)
225
226 /*
227 ===
228 === Definitions for arithmetic instructions
229 ===
230 */
231 /* bit masks */
232 #define BIT_MONADIC     0x00008000
233 #define BIT_CONSTANT    0x00000008
234
235 #define CONSTANT_FM(opcode)             ((opcode & BIT_CONSTANT) != 0)
236 #define MONADIC_INSTRUCTION(opcode)     ((opcode & BIT_MONADIC) != 0)
237
238 /* instruction identification masks */
239 #define MASK_CPDO               0x0e000000  /* arithmetic opcode */
240 #define MASK_ARITHMETIC_OPCODE  0x00f08000
241 #define MASK_DESTINATION_SIZE   0x00080080
242
243 /* dyadic arithmetic opcodes. */
244 #define ADF_CODE        0x00000000
245 #define MUF_CODE        0x00100000
246 #define SUF_CODE        0x00200000
247 #define RSF_CODE        0x00300000
248 #define DVF_CODE        0x00400000
249 #define RDF_CODE        0x00500000
250 #define POW_CODE        0x00600000
251 #define RPW_CODE        0x00700000
252 #define RMF_CODE        0x00800000
253 #define FML_CODE        0x00900000
254 #define FDV_CODE        0x00a00000
255 #define FRD_CODE        0x00b00000
256 #define POL_CODE        0x00c00000
257 /* 0x00d00000 is an invalid dyadic arithmetic opcode */
258 /* 0x00e00000 is an invalid dyadic arithmetic opcode */
259 /* 0x00f00000 is an invalid dyadic arithmetic opcode */
260
261 /* monadic arithmetic opcodes. */
262 #define MVF_CODE        0x00008000
263 #define MNF_CODE        0x00108000
264 #define ABS_CODE        0x00208000
265 #define RND_CODE        0x00308000
266 #define SQT_CODE        0x00408000
267 #define LOG_CODE        0x00508000
268 #define LGN_CODE        0x00608000
269 #define EXP_CODE        0x00708000
270 #define SIN_CODE        0x00808000
271 #define COS_CODE        0x00908000
272 #define TAN_CODE        0x00a08000
273 #define ASN_CODE        0x00b08000
274 #define ACS_CODE        0x00c08000
275 #define ATN_CODE        0x00d08000
276 #define URD_CODE        0x00e08000
277 #define NRM_CODE        0x00f08000
278
279 /*
280 ===
281 === Definitions for register transfer and comparison instructions
282 ===
283 */
284
285 #define MASK_CPRT               0x0e000010  /* register transfer opcode */
286 #define MASK_CPRT_CODE          0x00f00000
287 #define FLT_CODE                0x00000000
288 #define FIX_CODE                0x00100000
289 #define WFS_CODE                0x00200000
290 #define RFS_CODE                0x00300000
291 #define WFC_CODE                0x00400000
292 #define RFC_CODE                0x00500000
293 #define CMF_CODE                0x00900000
294 #define CNF_CODE                0x00b00000
295 #define CMFE_CODE               0x00d00000
296 #define CNFE_CODE               0x00f00000
297
298 /*
299 ===
300 === Common definitions
301 ===
302 */
303
304 /* register masks */
305 #define MASK_Rd         0x0000f000
306 #define MASK_Rn         0x000f0000
307 #define MASK_Fd         0x00007000
308 #define MASK_Fm         0x00000007
309 #define MASK_Fn         0x00070000
310
311 /* condition code masks */
312 #define CC_MASK         0xf0000000
313 #define CC_NEGATIVE     0x80000000
314 #define CC_ZERO         0x40000000
315 #define CC_CARRY        0x20000000
316 #define CC_OVERFLOW     0x10000000
317 #define CC_EQ           0x00000000
318 #define CC_NE           0x10000000
319 #define CC_CS           0x20000000
320 #define CC_HS           CC_CS
321 #define CC_CC           0x30000000
322 #define CC_LO           CC_CC
323 #define CC_MI           0x40000000
324 #define CC_PL           0x50000000
325 #define CC_VS           0x60000000
326 #define CC_VC           0x70000000
327 #define CC_HI           0x80000000
328 #define CC_LS           0x90000000
329 #define CC_GE           0xa0000000
330 #define CC_LT           0xb0000000
331 #define CC_GT           0xc0000000
332 #define CC_LE           0xd0000000
333 #define CC_AL           0xe0000000
334 #define CC_NV           0xf0000000
335
336 /* rounding masks/values */
337 #define MASK_ROUNDING_MODE      0x00000060
338 #define ROUND_TO_NEAREST        0x00000000
339 #define ROUND_TO_PLUS_INFINITY  0x00000020
340 #define ROUND_TO_MINUS_INFINITY 0x00000040
341 #define ROUND_TO_ZERO           0x00000060
342
343 #define MASK_ROUNDING_PRECISION 0x00080080
344 #define ROUND_SINGLE            0x00000000
345 #define ROUND_DOUBLE            0x00000080
346 #define ROUND_EXTENDED          0x00080000
347
348 /* Get the condition code from the opcode. */
349 #define getCondition(opcode)            (opcode >> 28)
350
351 /* Get the source register from the opcode. */
352 #define getRn(opcode)                   ((opcode & MASK_Rn) >> 16)
353
354 /* Get the destination floating point register from the opcode. */
355 #define getFd(opcode)                   ((opcode & MASK_Fd) >> 12)
356
357 /* Get the first source floating point register from the opcode. */
358 #define getFn(opcode)           ((opcode & MASK_Fn) >> 16)
359
360 /* Get the second source floating point register from the opcode. */
361 #define getFm(opcode)           (opcode & MASK_Fm)
362
363 /* Get the destination register from the opcode. */
364 #define getRd(opcode)           ((opcode & MASK_Rd) >> 12)
365
366 /* Get the rounding mode from the opcode. */
367 #define getRoundingMode(opcode)         ((opcode & MASK_ROUNDING_MODE) >> 5)
368
369 static inline const floatx80 getExtendedConstant(const unsigned int nIndex)
370 {
371    extern const floatx80 floatx80Constant[];
372    return floatx80Constant[nIndex];
373
374
375 static inline const float64 getDoubleConstant(const unsigned int nIndex)
376 {
377    extern const float64 float64Constant[];
378    return float64Constant[nIndex];
379
380
381 static inline const float32 getSingleConstant(const unsigned int nIndex)
382 {
383    extern const float32 float32Constant[];
384    return float32Constant[nIndex];
385
386
387 extern unsigned int getRegisterCount(const unsigned int opcode);
388 extern unsigned int getDestinationSize(const unsigned int opcode);
389
390 #endif