revert between 56095 -> 55830 in arch
[AROS.git] / arch / m68k-all / m680x0 / fpsp / decbin.sa
blobe88c7c15ad7c03e347afb7def4cea273a208a482
1 *       $NetBSD: decbin.sa,v 1.4 2001/12/09 01:43:13 briggs Exp $
3 *       MOTOROLA MICROPROCESSOR & MEMORY TECHNOLOGY GROUP
4 *       M68000 Hi-Performance Microprocessor Division
5 *       M68040 Software Package 
7 *       M68040 Software Package Copyright (c) 1993, 1994 Motorola Inc.
8 *       All rights reserved.
10 *       THE SOFTWARE is provided on an "AS IS" basis and without warranty.
11 *       To the maximum extent permitted by applicable law,
12 *       MOTOROLA DISCLAIMS ALL WARRANTIES WHETHER EXPRESS OR IMPLIED,
13 *       INCLUDING IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A
14 *       PARTICULAR PURPOSE and any warranty against infringement with
15 *       regard to the SOFTWARE (INCLUDING ANY MODIFIED VERSIONS THEREOF)
16 *       and any accompanying written materials. 
18 *       To the maximum extent permitted by applicable law,
19 *       IN NO EVENT SHALL MOTOROLA BE LIABLE FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER
20 *       (INCLUDING WITHOUT LIMITATION, DAMAGES FOR LOSS OF BUSINESS
21 *       PROFITS, BUSINESS INTERRUPTION, LOSS OF BUSINESS INFORMATION, OR
22 *       OTHER PECUNIARY LOSS) ARISING OF THE USE OR INABILITY TO USE THE
23 *       SOFTWARE.  Motorola assumes no responsibility for the maintenance
24 *       and support of the SOFTWARE.  
26 *       You are hereby granted a copyright license to use, modify, and
27 *       distribute the SOFTWARE so long as this entire notice is retained
28 *       without alteration in any modified and/or redistributed versions,
29 *       and that such modified versions are clearly identified as such.
30 *       No licenses are granted by implication, estoppel or otherwise
31 *       under any patents or trademarks of Motorola, Inc.
34 *       decbin.sa 3.3 12/19/90
36 *       Description: Converts normalized packed bcd value pointed to by
37 *       register A6 to extended-precision value in FP0.
39 *       Input: Normalized packed bcd value in ETEMP(a6).
41 *       Output: Exact floating-point representation of the packed bcd value.
43 *       Saves and Modifies: D2-D5
45 *       Speed: The program decbin takes ??? cycles to execute.
47 *       Object Size:
49 *       External Reference(s): None.
51 *       Algorithm:
52 *       Expected is a normal bcd (i.e. non-exceptional; all inf, zero,
53 *       and NaN operands are dispatched without entering this routine)
54 *       value in 68881/882 format at location ETEMP(A6).
56 *       A1.     Convert the bcd exponent to binary by successive adds and muls.
57 *       Set the sign according to SE. Subtract 16 to compensate
58 *       for the mantissa which is to be interpreted as 17 integer
59 *       digits, rather than 1 integer and 16 fraction digits.
60 *       Note: this operation can never overflow.
62 *       A2. Convert the bcd mantissa to binary by successive
63 *       adds and muls in FP0. Set the sign according to SM.
64 *       The mantissa digits will be converted with the decimal point
65 *       assumed following the least-significant digit.
66 *       Note: this operation can never overflow.
68 *       A3. Count the number of leading/trailing zeros in the
69 *       bcd string.  If SE is positive, count the leading zeros;
70 *       if negative, count the trailing zeros.  Set the adjusted
71 *       exponent equal to the exponent from A1 and the zero count
72 *       added if SM = 1 and subtracted if SM = 0.  Scale the
73 *       mantissa the equivalent of forcing in the bcd value:
75 *       SM = 0  a non-zero digit in the integer position
76 *       SM = 1  a non-zero digit in Mant0, lsd of the fraction
78 *       this will insure that any value, regardless of its
79 *       representation (ex. 0.1E2, 1E1, 10E0, 100E-1), is converted
80 *       consistently.
82 *       A4. Calculate the factor 10^exp in FP1 using a table of
83 *       10^(2^n) values.  To reduce the error in forming factors
84 *       greater than 10^27, a directed rounding scheme is used with
85 *       tables rounded to RN, RM, and RP, according to the table
86 *       in the comments of the pwrten section.
88 *       A5. Form the final binary number by scaling the mantissa by
89 *       the exponent factor.  This is done by multiplying the
90 *       mantissa in FP0 by the factor in FP1 if the adjusted
91 *       exponent sign is positive, and dividing FP0 by FP1 if
92 *       it is negative.
94 *       Clean up and return.  Check if the final mul or div resulted
95 *       in an inex2 exception.  If so, set inex1 in the fpsr and 
96 *       check if the inex1 exception is enabled.  If so, set d7 upper
97 *       word to $0100.  This will signal unimp.sa that an enabled inex1
98 *       exception occurred.  Unimp will fix the stack.
99 *       
101 DECBIN    IDNT    2,1 Motorola 040 Floating Point Software Package
103         section 8
105         include fpsp.h
108 *       PTENRN, PTENRM, and PTENRP are arrays of powers of 10 rounded
109 *       to nearest, minus, and plus, respectively.  The tables include
110 *       10**{1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048,4096}.  No rounding
111 *       is required until the power is greater than 27, however, all
112 *       tables include the first 5 for ease of indexing.
114         xref    PTENRN
115         xref    PTENRM
116         xref    PTENRP
118 RTABLE  dc.b    0,0,0,0
119         dc.b    2,3,2,3
120         dc.b    2,3,3,2
121         dc.b    3,2,2,3
123         xdef    decbin
124         xdef    calc_e
125         xdef    pwrten
126         xdef    calc_m
127         xdef    norm
128         xdef    ap_st_z
129         xdef    ap_st_n
131 FNIBS   equ     7
132 FSTRT   equ     0
134 ESTRT   equ     4
135 EDIGITS equ     2       
137 * Constants in single precision
138 FZERO   dc.l    $00000000
139 FONE    dc.l    $3F800000
140 FTEN    dc.l    $41200000
142 TEN     equ     10
145 decbin:
146         fmove.l #0,FPCR         ;clr real fpcr
147         movem.l d2-d5,-(a7)
149 * Calculate exponent:
150 *  1. Copy bcd value in memory for use as a working copy.
151 *  2. Calculate absolute value of exponent in d1 by mul and add.
152 *  3. Correct for exponent sign.
153 *  4. Subtract 16 to compensate for interpreting the mant as all integer digits.
154 *     (i.e., all digits assumed left of the decimal point.)
156 * Register usage:
158 *  calc_e:
159 *       (*)  d0: temp digit storage
160 *       (*)  d1: accumulator for binary exponent
161 *       (*)  d2: digit count
162 *       (*)  d3: offset pointer
163 *       ( )  d4: first word of bcd
164 *       ( )  a0: pointer to working bcd value
165 *       ( )  a6: pointer to original bcd value
166 *       (*)  FP_SCR1: working copy of original bcd value
167 *       (*)  L_SCR1: copy of original exponent word
169 calc_e:
170         move.l  #EDIGITS,d2     ;# of nibbles (digits) in fraction part
171         moveq.l #ESTRT,d3       ;counter to pick up digits
172         lea.l   FP_SCR1(a6),a0  ;load tmp bcd storage address
173         move.l  ETEMP(a6),(a0)  ;save input bcd value
174         move.l  ETEMP_HI(a6),4(a0) ;save words 2 and 3
175         move.l  ETEMP_LO(a6),8(a0) ;and work with these
176         move.l  (a0),d4         ;get first word of bcd
177         clr.l   d1              ;zero d1 for accumulator
178 e_gd:
179         mulu.l  #TEN,d1         ;mul partial product by one digit place
180         bfextu  d4{d3:4},d0     ;get the digit and zero extend into d0
181         add.l   d0,d1           ;d1 = d1 + d0
182         addq.b  #4,d3           ;advance d3 to the next digit
183         dbf.w   d2,e_gd         ;if we have used all 3 digits, exit loop
184         btst    #30,d4          ;get SE
185         beq.b   e_pos           ;don't negate if pos
186         neg.l   d1              ;negate before subtracting
187 e_pos:
188         sub.l   #16,d1          ;sub to compensate for shift of mant
189         bge.b   e_save          ;if still pos, do not neg
190         neg.l   d1              ;now negative, make pos and set SE
191         or.l    #$40000000,d4   ;set SE in d4,
192         or.l    #$40000000,(a0) ;and in working bcd
193 e_save:
194         move.l  d1,L_SCR1(a6)   ;save exp in memory
197 * Calculate mantissa:
198 *  1. Calculate absolute value of mantissa in fp0 by mul and add.
199 *  2. Correct for mantissa sign.
200 *     (i.e., all digits assumed left of the decimal point.)
202 * Register usage:
204 *  calc_m:
205 *       (*)  d0: temp digit storage
206 *       (*)  d1: lword counter
207 *       (*)  d2: digit count
208 *       (*)  d3: offset pointer
209 *       ( )  d4: words 2 and 3 of bcd
210 *       ( )  a0: pointer to working bcd value
211 *       ( )  a6: pointer to original bcd value
212 *       (*) fp0: mantissa accumulator
213 *       ( )  FP_SCR1: working copy of original bcd value
214 *       ( )  L_SCR1: copy of original exponent word
216 calc_m:
217         moveq.l #1,d1           ;word counter, init to 1
218         fmove.s FZERO,fp0       ;accumulator
221 *  Since the packed number has a long word between the first & second parts,
222 *  get the integer digit then skip down & get the rest of the
223 *  mantissa.  We will unroll the loop once.
225         bfextu  (a0){28:4},d0   ;integer part is ls digit in long word
226         fadd.b  d0,fp0          ;add digit to sum in fp0
229 *  Get the rest of the mantissa.
231 loadlw:
232         move.l  (a0,d1.L*4),d4  ;load mantissa lonqword into d4
233         moveq.l #FSTRT,d3       ;counter to pick up digits
234         moveq.l #FNIBS,d2       ;reset number of digits per a0 ptr
235 md2b:
236         fmul.s  FTEN,fp0        ;fp0 = fp0 * 10
237         bfextu  d4{d3:4},d0     ;get the digit and zero extend
238         fadd.b  d0,fp0          ;fp0 = fp0 + digit
241 *  If all the digits (8) in that long word have been converted (d2=0),
242 *  then inc d1 (=2) to point to the next long word and reset d3 to 0
243 *  to initialize the digit offset, and set d2 to 7 for the digit count;
244 *  else continue with this long word.
246         addq.b  #4,d3           ;advance d3 to the next digit
247         dbf.w   d2,md2b         ;check for last digit in this lw
248 nextlw:
249         addq.l  #1,d1           ;inc lw pointer in mantissa
250         cmp.l   #2,d1           ;test for last lw
251         ble     loadlw          ;if not, get last one
252         
254 *  Check the sign of the mant and make the value in fp0 the same sign.
256 m_sign:
257         btst    #31,(a0)        ;test sign of the mantissa
258         beq.b   short_ap_st_z   ;if clear, go to append/strip zeros
259         fneg.x  fp0             ;if set, negate fp0
260         
262 * Append/strip zeros:
264 *  For adjusted exponents which have an absolute value greater than 27*,
265 *  this routine calculates the amount needed to normalize the mantissa
266 *  for the adjusted exponent.  That number is subtracted from the exp
267 *  if the exp was positive, and added if it was negative.  The purpose
268 *  of this is to reduce the value of the exponent and the possibility
269 *  of error in calculation of pwrten.
271 *  1. Branch on the sign of the adjusted exponent.
272 *  2p.(positive exp)
273 *   2. Check M16 and the digits in lwords 2 and 3 in decending order.
274 *   3. Add one for each zero encountered until a non-zero digit.
275 *   4. Subtract the count from the exp.
276 *   5. Check if the exp has crossed zero in #3 above; make the exp abs
277 *          and set SE.
278 *       6. Multiply the mantissa by 10**count.
279 *  2n.(negative exp)
280 *   2. Check the digits in lwords 3 and 2 in decending order.
281 *   3. Add one for each zero encountered until a non-zero digit.
282 *   4. Add the count to the exp.
283 *   5. Check if the exp has crossed zero in #3 above; clear SE.
284 *   6. Divide the mantissa by 10**count.
286 *  *Why 27?  If the adjusted exponent is within -28 < expA < 28, than
287 *   any adjustment due to append/strip zeros will drive the resultane
288 *   exponent towards zero.  Since all pwrten constants with a power
289 *   of 27 or less are exact, there is no need to use this routine to
290 *   attempt to lessen the resultant exponent.
292 * Register usage:
294 *  ap_st_z:
295 *       (*)  d0: temp digit storage
296 *       (*)  d1: zero count
297 *       (*)  d2: digit count
298 *       (*)  d3: offset pointer
299 *       ( )  d4: first word of bcd
300 *       (*)  d5: lword counter
301 *       ( )  a0: pointer to working bcd value
302 *       ( )  FP_SCR1: working copy of original bcd value
303 *       ( )  L_SCR1: copy of original exponent word
306 * First check the absolute value of the exponent to see if this
307 * routine is necessary.  If so, then check the sign of the exponent
308 * and do append (+) or strip (-) zeros accordingly.
309 * This section handles a positive adjusted exponent.
311 ap_st_z:
312 short_ap_st_z:
313         move.l  L_SCR1(a6),d1   ;load expA for range test
314         cmp.l   #27,d1          ;test is with 27
315         ble.w   pwrten          ;if abs(expA) <28, skip ap/st zeros
316         btst    #30,(a0)        ;check sign of exp
317         bne.b   short_ap_st_n   ;if neg, go to neg side
318         clr.l   d1              ;zero count reg
319         move.l  (a0),d4         ;load lword 1 to d4
320         bfextu  d4{28:4},d0     ;get M16 in d0
321         bne.b   ap_p_fx         ;if M16 is non-zero, go fix exp
322         addq.l  #1,d1           ;inc zero count
323         moveq.l #1,d5           ;init lword counter
324         move.l  (a0,d5.L*4),d4  ;get lword 2 to d4
325         bne.b   ap_p_cl         ;if lw 2 is zero, skip it
326         addq.l  #8,d1           ;and inc count by 8
327         addq.l  #1,d5           ;inc lword counter
328         move.l  (a0,d5.L*4),d4  ;get lword 3 to d4
329 ap_p_cl:
330         clr.l   d3              ;init offset reg
331         moveq.l #7,d2           ;init digit counter
332 ap_p_gd:
333         bfextu  d4{d3:4},d0     ;get digit
334         bne.b   ap_p_fx         ;if non-zero, go to fix exp
335         addq.l  #4,d3           ;point to next digit
336         addq.l  #1,d1           ;inc digit counter
337         dbf.w   d2,ap_p_gd      ;get next digit
338 ap_p_fx:
339         move.l  d1,d0           ;copy counter to d2
340         move.l  L_SCR1(a6),d1   ;get adjusted exp from memory
341         sub.l   d0,d1           ;subtract count from exp
342         bge.b   ap_p_fm         ;if still pos, go to pwrten
343         neg.l   d1              ;now its neg; get abs
344         move.l  (a0),d4         ;load lword 1 to d4
345         or.l    #$40000000,d4   ; and set SE in d4
346         or.l    #$40000000,(a0) ; and in memory
348 * Calculate the mantissa multiplier to compensate for the striping of
349 * zeros from the mantissa.
351 ap_p_fm:
352         move.l  #PTENRN,a1      ;get address of power-of-ten table
353         clr.l   d3              ;init table index
354         fmove.s FONE,fp1        ;init fp1 to 1
355         moveq.l #3,d2           ;init d2 to count bits in counter
356 ap_p_el:
357         asr.l   #1,d0           ;shift lsb into carry
358         bcc.b   ap_p_en         ;if 1, mul fp1 by pwrten factor
359         fmul.x  (a1,d3),fp1     ;mul by 10**(d3_bit_no)
360 ap_p_en:
361         add.l   #12,d3          ;inc d3 to next rtable entry
362         tst.l   d0              ;check if d0 is zero
363         bne.b   ap_p_el         ;if not, get next bit
364         fmul.x  fp1,fp0         ;mul mantissa by 10**(no_bits_shifted)
365         bra.b   short_pwrten    ;go calc pwrten
367 * This section handles a negative adjusted exponent.
369 ap_st_n:
370 short_ap_st_n:
371         clr.l   d1              ;clr counter
372         moveq.l #2,d5           ;set up d5 to point to lword 3
373         move.l  (a0,d5.L*4),d4  ;get lword 3
374         bne.b   ap_n_cl         ;if not zero, check digits
375         sub.l   #1,d5           ;dec d5 to point to lword 2
376         addq.l  #8,d1           ;inc counter by 8
377         move.l  (a0,d5.L*4),d4  ;get lword 2
378 ap_n_cl:
379         move.l  #28,d3          ;point to last digit
380         moveq.l #7,d2           ;init digit counter
381 ap_n_gd:
382         bfextu  d4{d3:4},d0     ;get digit
383         bne.b   ap_n_fx         ;if non-zero, go to exp fix
384         subq.l  #4,d3           ;point to previous digit
385         addq.l  #1,d1           ;inc digit counter
386         dbf.w   d2,ap_n_gd      ;get next digit
387 ap_n_fx:
388         move.l  d1,d0           ;copy counter to d0
389         move.l  L_SCR1(a6),d1   ;get adjusted exp from memory
390         sub.l   d0,d1           ;subtract count from exp
391         bgt.b   ap_n_fm         ;if still pos, go fix mantissa
392         neg.l   d1              ;take abs of exp and clr SE
393         move.l  (a0),d4         ;load lword 1 to d4
394         and.l   #$bfffffff,d4   ; and clr SE in d4
395         and.l   #$bfffffff,(a0) ; and in memory
397 * Calculate the mantissa multiplier to compensate for the appending of
398 * zeros to the mantissa.
400 ap_n_fm:
401         move.l  #PTENRN,a1      ;get address of power-of-ten table
402         clr.l   d3              ;init table index
403         fmove.s FONE,fp1        ;init fp1 to 1
404         moveq.l #3,d2           ;init d2 to count bits in counter
405 ap_n_el:
406         asr.l   #1,d0           ;shift lsb into carry
407         bcc.b   ap_n_en         ;if 1, mul fp1 by pwrten factor
408         fmul.x  (a1,d3),fp1     ;mul by 10**(d3_bit_no)
409 ap_n_en:
410         add.l   #12,d3          ;inc d3 to next rtable entry
411         tst.l   d0              ;check if d0 is zero
412         bne.b   ap_n_el         ;if not, get next bit
413         fdiv.x  fp1,fp0         ;div mantissa by 10**(no_bits_shifted)
416 * Calculate power-of-ten factor from adjusted and shifted exponent.
418 * Register usage:
420 *  pwrten:
421 *       (*)  d0: temp
422 *       ( )  d1: exponent
423 *       (*)  d2: {FPCR[6:5],SM,SE} as index in RTABLE; temp
424 *       (*)  d3: FPCR work copy
425 *       ( )  d4: first word of bcd
426 *       (*)  a1: RTABLE pointer
427 *  calc_p:
428 *       (*)  d0: temp
429 *       ( )  d1: exponent
430 *       (*)  d3: PWRTxx table index
431 *       ( )  a0: pointer to working copy of bcd
432 *       (*)  a1: PWRTxx pointer
433 *       (*) fp1: power-of-ten accumulator
435 * Pwrten calculates the exponent factor in the selected rounding mode
436 * according to the following table:
437 *       
438 *       Sign of Mant  Sign of Exp  Rounding Mode  PWRTEN Rounding Mode
440 *       ANY       ANY   RN      RN
442 *        +         +    RP      RP
443 *        -         +    RP      RM
444 *        +         -    RP      RM
445 *        -         -    RP      RP
447 *        +         +    RM      RM
448 *        -         +    RM      RP
449 *        +         -    RM      RP
450 *        -         -    RM      RM
452 *        +         +    RZ      RM
453 *        -         +    RZ      RM
454 *        +         -    RZ      RP
455 *        -         -    RZ      RP
458 pwrten:
459 short_pwrten:
460         move.l  USER_FPCR(a6),d3 ;get user's FPCR
461         bfextu  d3{26:2},d2     ;isolate rounding mode bits
462         move.l  (a0),d4         ;reload 1st bcd word to d4
463         asl.l   #2,d2           ;format d2 to be
464         bfextu  d4{0:2},d0      ; {FPCR[6],FPCR[5],SM,SE}
465         add.l   d0,d2           ;in d2 as index into RTABLE
466         lea.l   RTABLE,a1       ;load rtable base
467         move.b  (a1,d2),d0      ;load new rounding bits from table
468         clr.l   d3                      ;clear d3 to force no exc and extended
469         bfins   d0,d3{26:2}     ;stuff new rounding bits in FPCR
470         fmove.l d3,FPCR         ;write new FPCR
471         asr.l   #1,d0           ;write correct PTENxx table
472         bcc.b   not_rp          ;to a1
473         lea.l   PTENRP,a1       ;it is RP
474         bra.b   calc_p          ;go to init section
475 not_rp:
476         asr.l   #1,d0           ;keep checking
477         bcc.b   not_rm
478         lea.l   PTENRM,a1       ;it is RM
479         bra.b   calc_p          ;go to init section
480 not_rm:
481         lea.l   PTENRN,a1       ;it is RN
482 calc_p:
483         move.l  d1,d0           ;copy exp to d0;use d0
484         bpl.b   no_neg          ;if exp is negative,
485         neg.l   d0              ;invert it
486         or.l    #$40000000,(a0) ;and set SE bit
487 no_neg:
488         clr.l   d3              ;table index
489         fmove.s FONE,fp1        ;init fp1 to 1
490 e_loop:
491         asr.l   #1,d0           ;shift next bit into carry
492         bcc.b   e_next          ;if zero, skip the mul
493         fmul.x  (a1,d3),fp1     ;mul by 10**(d3_bit_no)
494 e_next:
495         add.l   #12,d3          ;inc d3 to next rtable entry
496         tst.l   d0              ;check if d0 is zero
497         bne.b   e_loop          ;not zero, continue shifting
500 *  Check the sign of the adjusted exp and make the value in fp0 the
501 *  same sign. If the exp was pos then multiply fp1*fp0;
502 *  else divide fp0/fp1.
504 * Register Usage:
505 *  norm:
506 *       ( )  a0: pointer to working bcd value
507 *       (*) fp0: mantissa accumulator
508 *       ( ) fp1: scaling factor - 10**(abs(exp))
510 norm:
511         btst    #30,(a0)        ;test the sign of the exponent
512         beq.b   mul             ;if clear, go to multiply
513 div:
514         fdiv.x  fp1,fp0         ;exp is negative, so divide mant by exp
515         bra.b   end_dec
516 mul:
517         fmul.x  fp1,fp0         ;exp is positive, so multiply by exp
520 * Clean up and return with result in fp0.
522 * If the final mul/div in decbin incurred an inex exception,
523 * it will be inex2, but will be reported as inex1 by get_op.
525 end_dec:
526         fmove.l FPSR,d0         ;get status register    
527         bclr.l  #inex2_bit+8,d0 ;test for inex2 and clear it
528         fmove.l d0,FPSR         ;return status reg w/o inex2
529         beq.b   no_exc          ;skip this if no exc
530         or.l    #inx1a_mask,USER_FPSR(a6) ;set inex1/ainex
531 no_exc:
532         movem.l (a7)+,d2-d5
533         rts
534         end