Merge branch 'srp' of master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/roland/infiniband
[linux-2.6] / arch / sparc64 / math-emu / math.c
1 /* $Id: math.c,v 1.11 1999/12/20 05:02:25 davem Exp $
2  * arch/sparc64/math-emu/math.c
3  *
4  * Copyright (C) 1997,1999 Jakub Jelinek (jj@ultra.linux.cz)
5  * Copyright (C) 1999 David S. Miller (davem@redhat.com)
6  *
7  * Emulation routines originate from soft-fp package, which is part
8  * of glibc and has appropriate copyrights in it.
9  */
10
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/sched.h>
13 #include <linux/errno.h>
14
15 #include <asm/fpumacro.h>
16 #include <asm/ptrace.h>
17 #include <asm/uaccess.h>
18
19 #include "sfp-util.h"
20 #include <math-emu/soft-fp.h>
21 #include <math-emu/single.h>
22 #include <math-emu/double.h>
23 #include <math-emu/quad.h>
24
25 /* QUAD - ftt == 3 */
26 #define FMOVQ   0x003
27 #define FNEGQ   0x007
28 #define FABSQ   0x00b
29 #define FSQRTQ  0x02b
30 #define FADDQ   0x043
31 #define FSUBQ   0x047
32 #define FMULQ   0x04b
33 #define FDIVQ   0x04f
34 #define FDMULQ  0x06e
35 #define FQTOX   0x083
36 #define FXTOQ   0x08c
37 #define FQTOS   0x0c7
38 #define FQTOD   0x0cb
39 #define FITOQ   0x0cc
40 #define FSTOQ   0x0cd
41 #define FDTOQ   0x0ce
42 #define FQTOI   0x0d3
43 /* SUBNORMAL - ftt == 2 */
44 #define FSQRTS  0x029
45 #define FSQRTD  0x02a
46 #define FADDS   0x041
47 #define FADDD   0x042
48 #define FSUBS   0x045
49 #define FSUBD   0x046
50 #define FMULS   0x049
51 #define FMULD   0x04a
52 #define FDIVS   0x04d
53 #define FDIVD   0x04e
54 #define FSMULD  0x069
55 #define FSTOX   0x081
56 #define FDTOX   0x082
57 #define FDTOS   0x0c6
58 #define FSTOD   0x0c9
59 #define FSTOI   0x0d1
60 #define FDTOI   0x0d2
61 #define FXTOS   0x084 /* Only Ultra-III generates this. */
62 #define FXTOD   0x088 /* Only Ultra-III generates this. */
63 #if 0   /* Optimized inline in sparc64/kernel/entry.S */
64 #define FITOS   0x0c4 /* Only Ultra-III generates this. */
65 #endif
66 #define FITOD   0x0c8 /* Only Ultra-III generates this. */
67 /* FPOP2 */
68 #define FCMPQ   0x053
69 #define FCMPEQ  0x057
70 #define FMOVQ0  0x003
71 #define FMOVQ1  0x043
72 #define FMOVQ2  0x083
73 #define FMOVQ3  0x0c3
74 #define FMOVQI  0x103
75 #define FMOVQX  0x183
76 #define FMOVQZ  0x027
77 #define FMOVQLE 0x047
78 #define FMOVQLZ 0x067
79 #define FMOVQNZ 0x0a7
80 #define FMOVQGZ 0x0c7
81 #define FMOVQGE 0x0e7
82
83 #define FSR_TEM_SHIFT   23UL
84 #define FSR_TEM_MASK    (0x1fUL << FSR_TEM_SHIFT)
85 #define FSR_AEXC_SHIFT  5UL
86 #define FSR_AEXC_MASK   (0x1fUL << FSR_AEXC_SHIFT)
87 #define FSR_CEXC_SHIFT  0UL
88 #define FSR_CEXC_MASK   (0x1fUL << FSR_CEXC_SHIFT)
89
90 /* All routines returning an exception to raise should detect
91  * such exceptions _before_ rounding to be consistent with
92  * the behavior of the hardware in the implemented cases
93  * (and thus with the recommendations in the V9 architecture
94  * manual).
95  *
96  * We return 0 if a SIGFPE should be sent, 1 otherwise.
97  */
98 static inline int record_exception(struct pt_regs *regs, int eflag)
99 {
100         u64 fsr = current_thread_info()->xfsr[0];
101         int would_trap;
102
103         /* Determine if this exception would have generated a trap. */
104         would_trap = (fsr & ((long)eflag << FSR_TEM_SHIFT)) != 0UL;
105
106         /* If trapping, we only want to signal one bit. */
107         if(would_trap != 0) {
108                 eflag &= ((fsr & FSR_TEM_MASK) >> FSR_TEM_SHIFT);
109                 if((eflag & (eflag - 1)) != 0) {
110                         if(eflag & FP_EX_INVALID)
111                                 eflag = FP_EX_INVALID;
112                         else if(eflag & FP_EX_OVERFLOW)
113                                 eflag = FP_EX_OVERFLOW;
114                         else if(eflag & FP_EX_UNDERFLOW)
115                                 eflag = FP_EX_UNDERFLOW;
116                         else if(eflag & FP_EX_DIVZERO)
117                                 eflag = FP_EX_DIVZERO;
118                         else if(eflag & FP_EX_INEXACT)
119                                 eflag = FP_EX_INEXACT;
120                 }
121         }
122
123         /* Set CEXC, here is the rule:
124          *
125          *    In general all FPU ops will set one and only one
126          *    bit in the CEXC field, this is always the case
127          *    when the IEEE exception trap is enabled in TEM.
128          */
129         fsr &= ~(FSR_CEXC_MASK);
130         fsr |= ((long)eflag << FSR_CEXC_SHIFT);
131
132         /* Set the AEXC field, rule is:
133          *
134          *    If a trap would not be generated, the
135          *    CEXC just generated is OR'd into the
136          *    existing value of AEXC.
137          */
138         if(would_trap == 0)
139                 fsr |= ((long)eflag << FSR_AEXC_SHIFT);
140
141         /* If trapping, indicate fault trap type IEEE. */
142         if(would_trap != 0)
143                 fsr |= (1UL << 14);
144
145         current_thread_info()->xfsr[0] = fsr;
146
147         /* If we will not trap, advance the program counter over
148          * the instruction being handled.
149          */
150         if(would_trap == 0) {
151                 regs->tpc = regs->tnpc;
152                 regs->tnpc += 4;
153         }
154
155         return (would_trap ? 0 : 1);
156 }
157
158 typedef union {
159         u32 s;
160         u64 d;
161         u64 q[2];
162 } *argp;
163
164 int do_mathemu(struct pt_regs *regs, struct fpustate *f)
165 {
166         unsigned long pc = regs->tpc;
167         unsigned long tstate = regs->tstate;
168         u32 insn = 0;
169         int type = 0;
170         /* ftt tells which ftt it may happen in, r is rd, b is rs2 and a is rs1. The *u arg tells
171            whether the argument should be packed/unpacked (0 - do not unpack/pack, 1 - unpack/pack)
172            non-u args tells the size of the argument (0 - no argument, 1 - single, 2 - double, 3 - quad */
173 #define TYPE(ftt, r, ru, b, bu, a, au) type = (au << 2) | (a << 0) | (bu << 5) | (b << 3) | (ru << 8) | (r << 6) | (ftt << 9)
174         int freg;
175         static u64 zero[2] = { 0L, 0L };
176         int flags;
177         FP_DECL_EX;
178         FP_DECL_S(SA); FP_DECL_S(SB); FP_DECL_S(SR);
179         FP_DECL_D(DA); FP_DECL_D(DB); FP_DECL_D(DR);
180         FP_DECL_Q(QA); FP_DECL_Q(QB); FP_DECL_Q(QR);
181         int IR;
182         long XR, xfsr;
183
184         if (tstate & TSTATE_PRIV)
185                 die_if_kernel("unfinished/unimplemented FPop from kernel", regs);
186         if (test_thread_flag(TIF_32BIT))
187                 pc = (u32)pc;
188         if (get_user(insn, (u32 __user *) pc) != -EFAULT) {
189                 if ((insn & 0xc1f80000) == 0x81a00000) /* FPOP1 */ {
190                         switch ((insn >> 5) & 0x1ff) {
191                         /* QUAD - ftt == 3 */
192                         case FMOVQ:
193                         case FNEGQ:
194                         case FABSQ: TYPE(3,3,0,3,0,0,0); break;
195                         case FSQRTQ: TYPE(3,3,1,3,1,0,0); break;
196                         case FADDQ:
197                         case FSUBQ:
198                         case FMULQ:
199                         case FDIVQ: TYPE(3,3,1,3,1,3,1); break;
200                         case FDMULQ: TYPE(3,3,1,2,1,2,1); break;
201                         case FQTOX: TYPE(3,2,0,3,1,0,0); break;
202                         case FXTOQ: TYPE(3,3,1,2,0,0,0); break;
203                         case FQTOS: TYPE(3,1,1,3,1,0,0); break;
204                         case FQTOD: TYPE(3,2,1,3,1,0,0); break;
205                         case FITOQ: TYPE(3,3,1,1,0,0,0); break;
206                         case FSTOQ: TYPE(3,3,1,1,1,0,0); break;
207                         case FDTOQ: TYPE(3,3,1,2,1,0,0); break;
208                         case FQTOI: TYPE(3,1,0,3,1,0,0); break;
209                         /* SUBNORMAL - ftt == 2 */
210                         case FSQRTS: TYPE(2,1,1,1,1,0,0); break;
211                         case FSQRTD: TYPE(2,2,1,2,1,0,0); break;
212                         case FADDD:
213                         case FSUBD:
214                         case FMULD:
215                         case FDIVD: TYPE(2,2,1,2,1,2,1); break;
216                         case FADDS:
217                         case FSUBS:
218                         case FMULS:
219                         case FDIVS: TYPE(2,1,1,1,1,1,1); break;
220                         case FSMULD: TYPE(2,2,1,1,1,1,1); break;
221                         case FSTOX: TYPE(2,2,0,1,1,0,0); break;
222                         case FDTOX: TYPE(2,2,0,2,1,0,0); break;
223                         case FDTOS: TYPE(2,1,1,2,1,0,0); break;
224                         case FSTOD: TYPE(2,2,1,1,1,0,0); break;
225                         case FSTOI: TYPE(2,1,0,1,1,0,0); break;
226                         case FDTOI: TYPE(2,1,0,2,1,0,0); break;
227
228                         /* Only Ultra-III generates these */
229                         case FXTOS: TYPE(2,1,1,2,0,0,0); break;
230                         case FXTOD: TYPE(2,2,1,2,0,0,0); break;
231 #if 0                   /* Optimized inline in sparc64/kernel/entry.S */
232                         case FITOS: TYPE(2,1,1,1,0,0,0); break;
233 #endif
234                         case FITOD: TYPE(2,2,1,1,0,0,0); break;
235                         }
236                 }
237                 else if ((insn & 0xc1f80000) == 0x81a80000) /* FPOP2 */ {
238                         IR = 2;
239                         switch ((insn >> 5) & 0x1ff) {
240                         case FCMPQ: TYPE(3,0,0,3,1,3,1); break;
241                         case FCMPEQ: TYPE(3,0,0,3,1,3,1); break;
242                         /* Now the conditional fmovq support */
243                         case FMOVQ0:
244                         case FMOVQ1:
245                         case FMOVQ2:
246                         case FMOVQ3:
247                                 /* fmovq %fccX, %fY, %fZ */
248                                 if (!((insn >> 11) & 3))
249                                         XR = current_thread_info()->xfsr[0] >> 10;
250                                 else
251                                         XR = current_thread_info()->xfsr[0] >> (30 + ((insn >> 10) & 0x6));
252                                 XR &= 3;
253                                 IR = 0;
254                                 switch ((insn >> 14) & 0x7) {
255                                 /* case 0: IR = 0; break; */                    /* Never */
256                                 case 1: if (XR) IR = 1; break;                  /* Not Equal */
257                                 case 2: if (XR == 1 || XR == 2) IR = 1; break;  /* Less or Greater */
258                                 case 3: if (XR & 1) IR = 1; break;              /* Unordered or Less */
259                                 case 4: if (XR == 1) IR = 1; break;             /* Less */
260                                 case 5: if (XR & 2) IR = 1; break;              /* Unordered or Greater */
261                                 case 6: if (XR == 2) IR = 1; break;             /* Greater */
262                                 case 7: if (XR == 3) IR = 1; break;             /* Unordered */
263                                 }
264                                 if ((insn >> 14) & 8)
265                                         IR ^= 1;
266                                 break;
267                         case FMOVQI:
268                         case FMOVQX:
269                                 /* fmovq %[ix]cc, %fY, %fZ */
270                                 XR = regs->tstate >> 32;
271                                 if ((insn >> 5) & 0x80)
272                                         XR >>= 4;
273                                 XR &= 0xf;
274                                 IR = 0;
275                                 freg = ((XR >> 2) ^ XR) & 2;
276                                 switch ((insn >> 14) & 0x7) {
277                                 /* case 0: IR = 0; break; */                    /* Never */
278                                 case 1: if (XR & 4) IR = 1; break;              /* Equal */
279                                 case 2: if ((XR & 4) || freg) IR = 1; break;    /* Less or Equal */
280                                 case 3: if (freg) IR = 1; break;                /* Less */
281                                 case 4: if (XR & 5) IR = 1; break;              /* Less or Equal Unsigned */
282                                 case 5: if (XR & 1) IR = 1; break;              /* Carry Set */
283                                 case 6: if (XR & 8) IR = 1; break;              /* Negative */
284                                 case 7: if (XR & 2) IR = 1; break;              /* Overflow Set */
285                                 }
286                                 if ((insn >> 14) & 8)
287                                         IR ^= 1;
288                                 break;
289                         case FMOVQZ:
290                         case FMOVQLE:
291                         case FMOVQLZ:
292                         case FMOVQNZ:
293                         case FMOVQGZ:
294                         case FMOVQGE:
295                                 freg = (insn >> 14) & 0x1f;
296                                 if (!freg)
297                                         XR = 0;
298                                 else if (freg < 16)
299                                         XR = regs->u_regs[freg];
300                                 else if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
301                                         struct reg_window32 __user *win32;
302                                         flushw_user ();
303                                         win32 = (struct reg_window32 __user *)((unsigned long)((u32)regs->u_regs[UREG_FP]));
304                                         get_user(XR, &win32->locals[freg - 16]);
305                                 } else {
306                                         struct reg_window __user *win;
307                                         flushw_user ();
308                                         win = (struct reg_window __user *)(regs->u_regs[UREG_FP] + STACK_BIAS);
309                                         get_user(XR, &win->locals[freg - 16]);
310                                 }
311                                 IR = 0;
312                                 switch ((insn >> 10) & 3) {
313                                 case 1: if (!XR) IR = 1; break;                 /* Register Zero */
314                                 case 2: if (XR <= 0) IR = 1; break;             /* Register Less Than or Equal to Zero */
315                                 case 3: if (XR < 0) IR = 1; break;              /* Register Less Than Zero */
316                                 }
317                                 if ((insn >> 10) & 4)
318                                         IR ^= 1;
319                                 break;
320                         }
321                         if (IR == 0) {
322                                 /* The fmov test was false. Do a nop instead */
323                                 current_thread_info()->xfsr[0] &= ~(FSR_CEXC_MASK);
324                                 regs->tpc = regs->tnpc;
325                                 regs->tnpc += 4;
326                                 return 1;
327                         } else if (IR == 1) {
328                                 /* Change the instruction into plain fmovq */
329                                 insn = (insn & 0x3e00001f) | 0x81a00060;
330                                 TYPE(3,3,0,3,0,0,0); 
331                         }
332                 }
333         }
334         if (type) {
335                 argp rs1 = NULL, rs2 = NULL, rd = NULL;
336                 
337                 freg = (current_thread_info()->xfsr[0] >> 14) & 0xf;
338                 if (freg != (type >> 9))
339                         goto err;
340                 current_thread_info()->xfsr[0] &= ~0x1c000;
341                 freg = ((insn >> 14) & 0x1f);
342                 switch (type & 0x3) {
343                 case 3: if (freg & 2) {
344                                 current_thread_info()->xfsr[0] |= (6 << 14) /* invalid_fp_register */;
345                                 goto err;
346                         }
347                 case 2: freg = ((freg & 1) << 5) | (freg & 0x1e);
348                 case 1: rs1 = (argp)&f->regs[freg];
349                         flags = (freg < 32) ? FPRS_DL : FPRS_DU; 
350                         if (!(current_thread_info()->fpsaved[0] & flags))
351                                 rs1 = (argp)&zero;
352                         break;
353                 }
354                 switch (type & 0x7) {
355                 case 7: FP_UNPACK_QP (QA, rs1); break;
356                 case 6: FP_UNPACK_DP (DA, rs1); break;
357                 case 5: FP_UNPACK_SP (SA, rs1); break;
358                 }
359                 freg = (insn & 0x1f);
360                 switch ((type >> 3) & 0x3) {
361                 case 3: if (freg & 2) {
362                                 current_thread_info()->xfsr[0] |= (6 << 14) /* invalid_fp_register */;
363                                 goto err;
364                         }
365                 case 2: freg = ((freg & 1) << 5) | (freg & 0x1e);
366                 case 1: rs2 = (argp)&f->regs[freg];
367                         flags = (freg < 32) ? FPRS_DL : FPRS_DU; 
368                         if (!(current_thread_info()->fpsaved[0] & flags))
369                                 rs2 = (argp)&zero;
370                         break;
371                 }
372                 switch ((type >> 3) & 0x7) {
373                 case 7: FP_UNPACK_QP (QB, rs2); break;
374                 case 6: FP_UNPACK_DP (DB, rs2); break;
375                 case 5: FP_UNPACK_SP (SB, rs2); break;
376                 }
377                 freg = ((insn >> 25) & 0x1f);
378                 switch ((type >> 6) & 0x3) {
379                 case 3: if (freg & 2) {
380                                 current_thread_info()->xfsr[0] |= (6 << 14) /* invalid_fp_register */;
381                                 goto err;
382                         }
383                 case 2: freg = ((freg & 1) << 5) | (freg & 0x1e);
384                 case 1: rd = (argp)&f->regs[freg];
385                         flags = (freg < 32) ? FPRS_DL : FPRS_DU; 
386                         if (!(current_thread_info()->fpsaved[0] & FPRS_FEF)) {
387                                 current_thread_info()->fpsaved[0] = FPRS_FEF;
388                                 current_thread_info()->gsr[0] = 0;
389                         }
390                         if (!(current_thread_info()->fpsaved[0] & flags)) {
391                                 if (freg < 32)
392                                         memset(f->regs, 0, 32*sizeof(u32));
393                                 else
394                                         memset(f->regs+32, 0, 32*sizeof(u32));
395                         }
396                         current_thread_info()->fpsaved[0] |= flags;
397                         break;
398                 }
399                 switch ((insn >> 5) & 0x1ff) {
400                 /* + */
401                 case FADDS: FP_ADD_S (SR, SA, SB); break;
402                 case FADDD: FP_ADD_D (DR, DA, DB); break;
403                 case FADDQ: FP_ADD_Q (QR, QA, QB); break;
404                 /* - */
405                 case FSUBS: FP_SUB_S (SR, SA, SB); break;
406                 case FSUBD: FP_SUB_D (DR, DA, DB); break;
407                 case FSUBQ: FP_SUB_Q (QR, QA, QB); break;
408                 /* * */
409                 case FMULS: FP_MUL_S (SR, SA, SB); break;
410                 case FSMULD: FP_CONV (D, S, 1, 1, DA, SA);
411                              FP_CONV (D, S, 1, 1, DB, SB);
412                 case FMULD: FP_MUL_D (DR, DA, DB); break;
413                 case FDMULQ: FP_CONV (Q, D, 2, 1, QA, DA);
414                              FP_CONV (Q, D, 2, 1, QB, DB);
415                 case FMULQ: FP_MUL_Q (QR, QA, QB); break;
416                 /* / */
417                 case FDIVS: FP_DIV_S (SR, SA, SB); break;
418                 case FDIVD: FP_DIV_D (DR, DA, DB); break;
419                 case FDIVQ: FP_DIV_Q (QR, QA, QB); break;
420                 /* sqrt */
421                 case FSQRTS: FP_SQRT_S (SR, SB); break;
422                 case FSQRTD: FP_SQRT_D (DR, DB); break;
423                 case FSQRTQ: FP_SQRT_Q (QR, QB); break;
424                 /* mov */
425                 case FMOVQ: rd->q[0] = rs2->q[0]; rd->q[1] = rs2->q[1]; break;
426                 case FABSQ: rd->q[0] = rs2->q[0] & 0x7fffffffffffffffUL; rd->q[1] = rs2->q[1]; break;
427                 case FNEGQ: rd->q[0] = rs2->q[0] ^ 0x8000000000000000UL; rd->q[1] = rs2->q[1]; break;
428                 /* float to int */
429                 case FSTOI: FP_TO_INT_S (IR, SB, 32, 1); break;
430                 case FDTOI: FP_TO_INT_D (IR, DB, 32, 1); break;
431                 case FQTOI: FP_TO_INT_Q (IR, QB, 32, 1); break;
432                 case FSTOX: FP_TO_INT_S (XR, SB, 64, 1); break;
433                 case FDTOX: FP_TO_INT_D (XR, DB, 64, 1); break;
434                 case FQTOX: FP_TO_INT_Q (XR, QB, 64, 1); break;
435                 /* int to float */
436                 case FITOQ: IR = rs2->s; FP_FROM_INT_Q (QR, IR, 32, int); break;
437                 case FXTOQ: XR = rs2->d; FP_FROM_INT_Q (QR, XR, 64, long); break;
438                 /* Only Ultra-III generates these */
439                 case FXTOS: XR = rs2->d; FP_FROM_INT_S (SR, XR, 64, long); break;
440                 case FXTOD: XR = rs2->d; FP_FROM_INT_D (DR, XR, 64, long); break;
441 #if 0           /* Optimized inline in sparc64/kernel/entry.S */
442                 case FITOS: IR = rs2->s; FP_FROM_INT_S (SR, IR, 32, int); break;
443 #endif
444                 case FITOD: IR = rs2->s; FP_FROM_INT_D (DR, IR, 32, int); break;
445                 /* float to float */
446                 case FSTOD: FP_CONV (D, S, 1, 1, DR, SB); break;
447                 case FSTOQ: FP_CONV (Q, S, 2, 1, QR, SB); break;
448                 case FDTOQ: FP_CONV (Q, D, 2, 1, QR, DB); break;
449                 case FDTOS: FP_CONV (S, D, 1, 1, SR, DB); break;
450                 case FQTOS: FP_CONV (S, Q, 1, 2, SR, QB); break;
451                 case FQTOD: FP_CONV (D, Q, 1, 2, DR, QB); break;
452                 /* comparison */
453                 case FCMPQ:
454                 case FCMPEQ:
455                         FP_CMP_Q(XR, QB, QA, 3);
456                         if (XR == 3 &&
457                             (((insn >> 5) & 0x1ff) == FCMPEQ ||
458                              FP_ISSIGNAN_Q(QA) ||
459                              FP_ISSIGNAN_Q(QB)))
460                                 FP_SET_EXCEPTION (FP_EX_INVALID);
461                 }
462                 if (!FP_INHIBIT_RESULTS) {
463                         switch ((type >> 6) & 0x7) {
464                         case 0: xfsr = current_thread_info()->xfsr[0];
465                                 if (XR == -1) XR = 2;
466                                 switch (freg & 3) {
467                                 /* fcc0, 1, 2, 3 */
468                                 case 0: xfsr &= ~0xc00; xfsr |= (XR << 10); break;
469                                 case 1: xfsr &= ~0x300000000UL; xfsr |= (XR << 32); break;
470                                 case 2: xfsr &= ~0xc00000000UL; xfsr |= (XR << 34); break;
471                                 case 3: xfsr &= ~0x3000000000UL; xfsr |= (XR << 36); break;
472                                 }
473                                 current_thread_info()->xfsr[0] = xfsr;
474                                 break;
475                         case 1: rd->s = IR; break;
476                         case 2: rd->d = XR; break;
477                         case 5: FP_PACK_SP (rd, SR); break;
478                         case 6: FP_PACK_DP (rd, DR); break;
479                         case 7: FP_PACK_QP (rd, QR); break;
480                         }
481                 }
482
483                 if(_fex != 0)
484                         return record_exception(regs, _fex);
485
486                 /* Success and no exceptions detected. */
487                 current_thread_info()->xfsr[0] &= ~(FSR_CEXC_MASK);
488                 regs->tpc = regs->tnpc;
489                 regs->tnpc += 4;
490                 return 1;
491         }
492 err:    return 0;
493 }