Documentation/arm/nwfpe/README.FPE

   1 The following describes the current state of the NetWinder's floating point
   2 emulator.
   3
   4 In the following nomenclature is used to describe the floating point
   5 instructions.  It follows the conventions in the ARM manual.
   6
   7 <S|D|E> = <single|double|extended>, no default
   8 {P|M|Z} = {round to +infinity,round to -infinity,round to zero},
   9           default = round to nearest
  10
  11 Note: items enclosed in {} are optional.
  12
  13 Floating Point Coprocessor Data Transfer Instructions (CPDT)
  14 ------------------------------------------------------------
  15
  16 LDF/STF - load and store floating
  17
  18 <LDF|STF>{cond}<S|D|E> Fd, Rn
  19 <LDF|STF>{cond}<S|D|E> Fd, [Rn, #<expression>]{!}
  20 <LDF|STF>{cond}<S|D|E> Fd, [Rn], #<expression>
  21
  22 These instructions are fully implemented.
  23
  24 LFM/SFM - load and store multiple floating
  25
  26 Form 1 syntax:
  27 <LFM|SFM>{cond}<S|D|E> Fd, <count>, [Rn]
  28 <LFM|SFM>{cond}<S|D|E> Fd, <count>, [Rn, #<expression>]{!}
  29 <LFM|SFM>{cond}<S|D|E> Fd, <count>, [Rn], #<expression>
  30
  31 Form 2 syntax:
  32 <LFM|SFM>{cond}<FD,EA> Fd, <count>, [Rn]{!}
  33
  34 These instructions are fully implemented.  They store/load three words
  35 for each floating point register into the memory location given in the
  36 instruction.  The format in memory is unlikely to be compatible with
  37 other implementations, in particular the actual hardware.  Specific
  38 mention of this is made in the ARM manuals.
  39
  40 Floating Point Coprocessor Register Transfer Instructions (CPRT)
  41 ----------------------------------------------------------------
  42
  43 Conversions, read/write status/control register instructions
  44
  45 FLT{cond}<S,D,E>{P,M,Z} Fn, Rd          Convert integer to floating point
  46 FIX{cond}{P,M,Z} Rd, Fn                 Convert floating point to integer
  47 WFS{cond} Rd                            Write floating point status register
  48 RFS{cond} Rd                            Read floating point status register
  49 WFC{cond} Rd                            Write floating point control register
  50 RFC{cond} Rd                            Read floating point control register
  51
  52 FLT/FIX are fully implemented.
  53
  54 RFS/WFS are fully implemented.
  55
  56 RFC/WFC are fully implemented.  RFC/WFC are supervisor only instructions, and
  57 presently check the CPU mode, and do an invalid instruction trap if not called
  58 from supervisor mode.
  59
  60 Compare instructions
  61
  62 CMF{cond} Fn, Fm        Compare floating
  63 CMFE{cond} Fn, Fm       Compare floating with exception
  64 CNF{cond} Fn, Fm        Compare negated floating
  65 CNFE{cond} Fn, Fm       Compare negated floating with exception
  66
  67 These are fully implemented.
  68
  69 Floating Point Coprocessor Data Instructions (CPDT)
  70 ---------------------------------------------------
  71
  72 Dyadic operations:
  73
  74 ADF{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - add
  75 SUF{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - subtract
  76 RSF{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - reverse subtract
  77 MUF{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - multiply
  78 DVF{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - divide
  79 RDV{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - reverse divide
  80
  81 These are fully implemented.
  82
  83 FML{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - fast multiply
  84 FDV{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - fast divide
  85 FRD{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - fast reverse divide
  86
  87 These are fully implemented as well.  They use the same algorithm as the
  88 non-fast versions.  Hence, in this implementation their performance is
  89 equivalent to the MUF/DVF/RDV instructions.  This is acceptable according
  90 to the ARM manual.  The manual notes these are defined only for single
  91 operands, on the actual FPA11 hardware they do not work for double or
  92 extended precision operands.  The emulator currently does not check
  93 the requested permissions conditions, and performs the requested operation.
  94
  95 RMF{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - IEEE remainder
  96
  97 This is fully implemented.
  98
  99 Monadic operations:
 100
 101 MVF{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - move
 102 MNF{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - move negated
 103
 104 These are fully implemented.
 105
 106 ABS{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - absolute value
 107 SQT{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - square root
 108 RND{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - round
 109
 110 These are fully implemented.
 111
 112 URD{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - unnormalized round
 113 NRM{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - normalize
 114
 115 These are implemented.  URD is implemented using the same code as the RND
 116 instruction.  Since URD cannot return a unnormalized number, NRM becomes
 117 a NOP.
 118
 119 Library calls:
 120
 121 POW{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - power
 122 RPW{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - reverse power
 123 POL{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, Fn, <Fm,#value> - polar angle (arctan2)
 124
 125 LOG{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - logarithm to base 10
 126 LGN{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - logarithm to base e
 127 EXP{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - exponent
 128 SIN{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - sine
 129 COS{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - cosine
 130 TAN{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - tangent
 131 ASN{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - arcsine
 132 ACS{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - arccosine
 133 ATN{cond}<S|D|E>{P,M,Z} Fd, <Fm,#value> - arctangent
 134
 135 These are not implemented.  They are not currently issued by the compiler,
 136 and are handled by routines in libc.  These are not implemented by the FPA11
 137 hardware, but are handled by the floating point support code.  They should
 138 be implemented in future versions.
 139
 140 Signalling:
 141
 142 Signals are implemented.  However current ELF kernels produced by Rebel.com
 143 have a bug in them that prevents the module from generating a SIGFPE.  This
 144 is caused by a failure to alias fp_current to the kernel variable
 145 current_set[0] correctly.
 146
 147 The kernel provided with this distribution (vmlinux-nwfpe-0.93) contains
 148 a fix for this problem and also incorporates the current version of the
 149 emulator directly.  It is possible to run with no floating point module
 150 loaded with this kernel.  It is provided as a demonstration of the
 151 technology and for those who want to do floating point work that depends
 152 on signals.  It is not strictly necessary to use the module.
 153
 154 A module (either the one provided by Russell King, or the one in this
 155 distribution) can be loaded to replace the functionality of the emulator
 156 built into the kernel.