mm-only debug patch...
[mmotm.git] / arch / m68k / fpsp040 / decbin.S
blob16ed796bad87f375b98e21e5804aa375c4648858
2 |       decbin.sa 3.3 12/19/90
4 |       Description: Converts normalized packed bcd value pointed to by
5 |       register A6 to extended-precision value in FP0.
7 |       Input: Normalized packed bcd value in ETEMP(a6).
9 |       Output: Exact floating-point representation of the packed bcd value.
11 |       Saves and Modifies: D2-D5
13 |       Speed: The program decbin takes ??? cycles to execute.
15 |       Object Size:
17 |       External Reference(s): None.
19 |       Algorithm:
20 |       Expected is a normal bcd (i.e. non-exceptional; all inf, zero,
21 |       and NaN operands are dispatched without entering this routine)
22 |       value in 68881/882 format at location ETEMP(A6).
24 |       A1.     Convert the bcd exponent to binary by successive adds and muls.
25 |       Set the sign according to SE. Subtract 16 to compensate
26 |       for the mantissa which is to be interpreted as 17 integer
27 |       digits, rather than 1 integer and 16 fraction digits.
28 |       Note: this operation can never overflow.
30 |       A2. Convert the bcd mantissa to binary by successive
31 |       adds and muls in FP0. Set the sign according to SM.
32 |       The mantissa digits will be converted with the decimal point
33 |       assumed following the least-significant digit.
34 |       Note: this operation can never overflow.
36 |       A3. Count the number of leading/trailing zeros in the
37 |       bcd string.  If SE is positive, count the leading zeros;
38 |       if negative, count the trailing zeros.  Set the adjusted
39 |       exponent equal to the exponent from A1 and the zero count
40 |       added if SM = 1 and subtracted if SM = 0.  Scale the
41 |       mantissa the equivalent of forcing in the bcd value:
43 |       SM = 0  a non-zero digit in the integer position
44 |       SM = 1  a non-zero digit in Mant0, lsd of the fraction
46 |       this will insure that any value, regardless of its
47 |       representation (ex. 0.1E2, 1E1, 10E0, 100E-1), is converted
48 |       consistently.
50 |       A4. Calculate the factor 10^exp in FP1 using a table of
51 |       10^(2^n) values.  To reduce the error in forming factors
52 |       greater than 10^27, a directed rounding scheme is used with
53 |       tables rounded to RN, RM, and RP, according to the table
54 |       in the comments of the pwrten section.
56 |       A5. Form the final binary number by scaling the mantissa by
57 |       the exponent factor.  This is done by multiplying the
58 |       mantissa in FP0 by the factor in FP1 if the adjusted
59 |       exponent sign is positive, and dividing FP0 by FP1 if
60 |       it is negative.
62 |       Clean up and return.  Check if the final mul or div resulted
63 |       in an inex2 exception.  If so, set inex1 in the fpsr and
64 |       check if the inex1 exception is enabled.  If so, set d7 upper
65 |       word to $0100.  This will signal unimp.sa that an enabled inex1
66 |       exception occurred.  Unimp will fix the stack.
69 |               Copyright (C) Motorola, Inc. 1990
70 |                       All Rights Reserved
72 |       For details on the license for this file, please see the
73 |       file, README, in this same directory.
75 |DECBIN    idnt    2,1 | Motorola 040 Floating Point Software Package
77         |section        8
79 #include "fpsp.h"
82 |       PTENRN, PTENRM, and PTENRP are arrays of powers of 10 rounded
83 |       to nearest, minus, and plus, respectively.  The tables include
84 |       10**{1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048,4096}.  No rounding
85 |       is required until the power is greater than 27, however, all
86 |       tables include the first 5 for ease of indexing.
88         |xref   PTENRN
89         |xref   PTENRM
90         |xref   PTENRP
92 RTABLE: .byte   0,0,0,0
93         .byte   2,3,2,3
94         .byte   2,3,3,2
95         .byte   3,2,2,3
97         .global decbin
98         .global calc_e
99         .global pwrten
100         .global calc_m
101         .global norm
102         .global ap_st_z
103         .global ap_st_n
105         .set    FNIBS,7
106         .set    FSTRT,0
108         .set    ESTRT,4
109         .set    EDIGITS,2       |
111 | Constants in single precision
112 FZERO:  .long   0x00000000
113 FONE:   .long   0x3F800000
114 FTEN:   .long   0x41200000
116         .set    TEN,10
119 decbin:
120         | fmovel        #0,FPCR         ;clr real fpcr
121         moveml  %d2-%d5,-(%a7)
123 | Calculate exponent:
124 |  1. Copy bcd value in memory for use as a working copy.
125 |  2. Calculate absolute value of exponent in d1 by mul and add.
126 |  3. Correct for exponent sign.
127 |  4. Subtract 16 to compensate for interpreting the mant as all integer digits.
128 |     (i.e., all digits assumed left of the decimal point.)
130 | Register usage:
132 |  calc_e:
133 |       (*)  d0: temp digit storage
134 |       (*)  d1: accumulator for binary exponent
135 |       (*)  d2: digit count
136 |       (*)  d3: offset pointer
137 |       ( )  d4: first word of bcd
138 |       ( )  a0: pointer to working bcd value
139 |       ( )  a6: pointer to original bcd value
140 |       (*)  FP_SCR1: working copy of original bcd value
141 |       (*)  L_SCR1: copy of original exponent word
143 calc_e:
144         movel   #EDIGITS,%d2    |# of nibbles (digits) in fraction part
145         moveql  #ESTRT,%d3      |counter to pick up digits
146         leal    FP_SCR1(%a6),%a0        |load tmp bcd storage address
147         movel   ETEMP(%a6),(%a0)        |save input bcd value
148         movel   ETEMP_HI(%a6),4(%a0) |save words 2 and 3
149         movel   ETEMP_LO(%a6),8(%a0) |and work with these
150         movel   (%a0),%d4       |get first word of bcd
151         clrl    %d1             |zero d1 for accumulator
152 e_gd:
153         mulul   #TEN,%d1        |mul partial product by one digit place
154         bfextu  %d4{%d3:#4},%d0 |get the digit and zero extend into d0
155         addl    %d0,%d1         |d1 = d1 + d0
156         addqb   #4,%d3          |advance d3 to the next digit
157         dbf     %d2,e_gd        |if we have used all 3 digits, exit loop
158         btst    #30,%d4         |get SE
159         beqs    e_pos           |don't negate if pos
160         negl    %d1             |negate before subtracting
161 e_pos:
162         subl    #16,%d1         |sub to compensate for shift of mant
163         bges    e_save          |if still pos, do not neg
164         negl    %d1             |now negative, make pos and set SE
165         orl     #0x40000000,%d4 |set SE in d4,
166         orl     #0x40000000,(%a0)       |and in working bcd
167 e_save:
168         movel   %d1,L_SCR1(%a6) |save exp in memory
171 | Calculate mantissa:
172 |  1. Calculate absolute value of mantissa in fp0 by mul and add.
173 |  2. Correct for mantissa sign.
174 |     (i.e., all digits assumed left of the decimal point.)
176 | Register usage:
178 |  calc_m:
179 |       (*)  d0: temp digit storage
180 |       (*)  d1: lword counter
181 |       (*)  d2: digit count
182 |       (*)  d3: offset pointer
183 |       ( )  d4: words 2 and 3 of bcd
184 |       ( )  a0: pointer to working bcd value
185 |       ( )  a6: pointer to original bcd value
186 |       (*) fp0: mantissa accumulator
187 |       ( )  FP_SCR1: working copy of original bcd value
188 |       ( )  L_SCR1: copy of original exponent word
190 calc_m:
191         moveql  #1,%d1          |word counter, init to 1
192         fmoves  FZERO,%fp0      |accumulator
195 |  Since the packed number has a long word between the first & second parts,
196 |  get the integer digit then skip down & get the rest of the
197 |  mantissa.  We will unroll the loop once.
199         bfextu  (%a0){#28:#4},%d0       |integer part is ls digit in long word
200         faddb   %d0,%fp0                |add digit to sum in fp0
203 |  Get the rest of the mantissa.
205 loadlw:
206         movel   (%a0,%d1.L*4),%d4       |load mantissa longword into d4
207         moveql  #FSTRT,%d3      |counter to pick up digits
208         moveql  #FNIBS,%d2      |reset number of digits per a0 ptr
209 md2b:
210         fmuls   FTEN,%fp0       |fp0 = fp0 * 10
211         bfextu  %d4{%d3:#4},%d0 |get the digit and zero extend
212         faddb   %d0,%fp0        |fp0 = fp0 + digit
215 |  If all the digits (8) in that long word have been converted (d2=0),
216 |  then inc d1 (=2) to point to the next long word and reset d3 to 0
217 |  to initialize the digit offset, and set d2 to 7 for the digit count;
218 |  else continue with this long word.
220         addqb   #4,%d3          |advance d3 to the next digit
221         dbf     %d2,md2b                |check for last digit in this lw
222 nextlw:
223         addql   #1,%d1          |inc lw pointer in mantissa
224         cmpl    #2,%d1          |test for last lw
225         ble     loadlw          |if not, get last one
228 |  Check the sign of the mant and make the value in fp0 the same sign.
230 m_sign:
231         btst    #31,(%a0)       |test sign of the mantissa
232         beq     ap_st_z         |if clear, go to append/strip zeros
233         fnegx   %fp0            |if set, negate fp0
236 | Append/strip zeros:
238 |  For adjusted exponents which have an absolute value greater than 27*,
239 |  this routine calculates the amount needed to normalize the mantissa
240 |  for the adjusted exponent.  That number is subtracted from the exp
241 |  if the exp was positive, and added if it was negative.  The purpose
242 |  of this is to reduce the value of the exponent and the possibility
243 |  of error in calculation of pwrten.
245 |  1. Branch on the sign of the adjusted exponent.
246 |  2p.(positive exp)
247 |   2. Check M16 and the digits in lwords 2 and 3 in descending order.
248 |   3. Add one for each zero encountered until a non-zero digit.
249 |   4. Subtract the count from the exp.
250 |   5. Check if the exp has crossed zero in #3 above; make the exp abs
251 |          and set SE.
252 |       6. Multiply the mantissa by 10**count.
253 |  2n.(negative exp)
254 |   2. Check the digits in lwords 3 and 2 in descending order.
255 |   3. Add one for each zero encountered until a non-zero digit.
256 |   4. Add the count to the exp.
257 |   5. Check if the exp has crossed zero in #3 above; clear SE.
258 |   6. Divide the mantissa by 10**count.
260 |  *Why 27?  If the adjusted exponent is within -28 < expA < 28, than
261 |   any adjustment due to append/strip zeros will drive the resultant
262 |   exponent towards zero.  Since all pwrten constants with a power
263 |   of 27 or less are exact, there is no need to use this routine to
264 |   attempt to lessen the resultant exponent.
266 | Register usage:
268 |  ap_st_z:
269 |       (*)  d0: temp digit storage
270 |       (*)  d1: zero count
271 |       (*)  d2: digit count
272 |       (*)  d3: offset pointer
273 |       ( )  d4: first word of bcd
274 |       (*)  d5: lword counter
275 |       ( )  a0: pointer to working bcd value
276 |       ( )  FP_SCR1: working copy of original bcd value
277 |       ( )  L_SCR1: copy of original exponent word
280 | First check the absolute value of the exponent to see if this
281 | routine is necessary.  If so, then check the sign of the exponent
282 | and do append (+) or strip (-) zeros accordingly.
283 | This section handles a positive adjusted exponent.
285 ap_st_z:
286         movel   L_SCR1(%a6),%d1 |load expA for range test
287         cmpl    #27,%d1         |test is with 27
288         ble     pwrten          |if abs(expA) <28, skip ap/st zeros
289         btst    #30,(%a0)       |check sign of exp
290         bne     ap_st_n         |if neg, go to neg side
291         clrl    %d1             |zero count reg
292         movel   (%a0),%d4               |load lword 1 to d4
293         bfextu  %d4{#28:#4},%d0 |get M16 in d0
294         bnes    ap_p_fx         |if M16 is non-zero, go fix exp
295         addql   #1,%d1          |inc zero count
296         moveql  #1,%d5          |init lword counter
297         movel   (%a0,%d5.L*4),%d4       |get lword 2 to d4
298         bnes    ap_p_cl         |if lw 2 is zero, skip it
299         addql   #8,%d1          |and inc count by 8
300         addql   #1,%d5          |inc lword counter
301         movel   (%a0,%d5.L*4),%d4       |get lword 3 to d4
302 ap_p_cl:
303         clrl    %d3             |init offset reg
304         moveql  #7,%d2          |init digit counter
305 ap_p_gd:
306         bfextu  %d4{%d3:#4},%d0 |get digit
307         bnes    ap_p_fx         |if non-zero, go to fix exp
308         addql   #4,%d3          |point to next digit
309         addql   #1,%d1          |inc digit counter
310         dbf     %d2,ap_p_gd     |get next digit
311 ap_p_fx:
312         movel   %d1,%d0         |copy counter to d2
313         movel   L_SCR1(%a6),%d1 |get adjusted exp from memory
314         subl    %d0,%d1         |subtract count from exp
315         bges    ap_p_fm         |if still pos, go to pwrten
316         negl    %d1             |now its neg; get abs
317         movel   (%a0),%d4               |load lword 1 to d4
318         orl     #0x40000000,%d4 | and set SE in d4
319         orl     #0x40000000,(%a0)       | and in memory
321 | Calculate the mantissa multiplier to compensate for the striping of
322 | zeros from the mantissa.
324 ap_p_fm:
325         movel   #PTENRN,%a1     |get address of power-of-ten table
326         clrl    %d3             |init table index
327         fmoves  FONE,%fp1       |init fp1 to 1
328         moveql  #3,%d2          |init d2 to count bits in counter
329 ap_p_el:
330         asrl    #1,%d0          |shift lsb into carry
331         bccs    ap_p_en         |if 1, mul fp1 by pwrten factor
332         fmulx   (%a1,%d3),%fp1  |mul by 10**(d3_bit_no)
333 ap_p_en:
334         addl    #12,%d3         |inc d3 to next rtable entry
335         tstl    %d0             |check if d0 is zero
336         bnes    ap_p_el         |if not, get next bit
337         fmulx   %fp1,%fp0               |mul mantissa by 10**(no_bits_shifted)
338         bra     pwrten          |go calc pwrten
340 | This section handles a negative adjusted exponent.
342 ap_st_n:
343         clrl    %d1             |clr counter
344         moveql  #2,%d5          |set up d5 to point to lword 3
345         movel   (%a0,%d5.L*4),%d4       |get lword 3
346         bnes    ap_n_cl         |if not zero, check digits
347         subl    #1,%d5          |dec d5 to point to lword 2
348         addql   #8,%d1          |inc counter by 8
349         movel   (%a0,%d5.L*4),%d4       |get lword 2
350 ap_n_cl:
351         movel   #28,%d3         |point to last digit
352         moveql  #7,%d2          |init digit counter
353 ap_n_gd:
354         bfextu  %d4{%d3:#4},%d0 |get digit
355         bnes    ap_n_fx         |if non-zero, go to exp fix
356         subql   #4,%d3          |point to previous digit
357         addql   #1,%d1          |inc digit counter
358         dbf     %d2,ap_n_gd     |get next digit
359 ap_n_fx:
360         movel   %d1,%d0         |copy counter to d0
361         movel   L_SCR1(%a6),%d1 |get adjusted exp from memory
362         subl    %d0,%d1         |subtract count from exp
363         bgts    ap_n_fm         |if still pos, go fix mantissa
364         negl    %d1             |take abs of exp and clr SE
365         movel   (%a0),%d4               |load lword 1 to d4
366         andl    #0xbfffffff,%d4 | and clr SE in d4
367         andl    #0xbfffffff,(%a0)       | and in memory
369 | Calculate the mantissa multiplier to compensate for the appending of
370 | zeros to the mantissa.
372 ap_n_fm:
373         movel   #PTENRN,%a1     |get address of power-of-ten table
374         clrl    %d3             |init table index
375         fmoves  FONE,%fp1       |init fp1 to 1
376         moveql  #3,%d2          |init d2 to count bits in counter
377 ap_n_el:
378         asrl    #1,%d0          |shift lsb into carry
379         bccs    ap_n_en         |if 1, mul fp1 by pwrten factor
380         fmulx   (%a1,%d3),%fp1  |mul by 10**(d3_bit_no)
381 ap_n_en:
382         addl    #12,%d3         |inc d3 to next rtable entry
383         tstl    %d0             |check if d0 is zero
384         bnes    ap_n_el         |if not, get next bit
385         fdivx   %fp1,%fp0               |div mantissa by 10**(no_bits_shifted)
388 | Calculate power-of-ten factor from adjusted and shifted exponent.
390 | Register usage:
392 |  pwrten:
393 |       (*)  d0: temp
394 |       ( )  d1: exponent
395 |       (*)  d2: {FPCR[6:5],SM,SE} as index in RTABLE; temp
396 |       (*)  d3: FPCR work copy
397 |       ( )  d4: first word of bcd
398 |       (*)  a1: RTABLE pointer
399 |  calc_p:
400 |       (*)  d0: temp
401 |       ( )  d1: exponent
402 |       (*)  d3: PWRTxx table index
403 |       ( )  a0: pointer to working copy of bcd
404 |       (*)  a1: PWRTxx pointer
405 |       (*) fp1: power-of-ten accumulator
407 | Pwrten calculates the exponent factor in the selected rounding mode
408 | according to the following table:
410 |       Sign of Mant  Sign of Exp  Rounding Mode  PWRTEN Rounding Mode
412 |       ANY       ANY   RN      RN
414 |        +         +    RP      RP
415 |        -         +    RP      RM
416 |        +         -    RP      RM
417 |        -         -    RP      RP
419 |        +         +    RM      RM
420 |        -         +    RM      RP
421 |        +         -    RM      RP
422 |        -         -    RM      RM
424 |        +         +    RZ      RM
425 |        -         +    RZ      RM
426 |        +         -    RZ      RP
427 |        -         -    RZ      RP
430 pwrten:
431         movel   USER_FPCR(%a6),%d3 |get user's FPCR
432         bfextu  %d3{#26:#2},%d2 |isolate rounding mode bits
433         movel   (%a0),%d4               |reload 1st bcd word to d4
434         asll    #2,%d2          |format d2 to be
435         bfextu  %d4{#0:#2},%d0  | {FPCR[6],FPCR[5],SM,SE}
436         addl    %d0,%d2         |in d2 as index into RTABLE
437         leal    RTABLE,%a1      |load rtable base
438         moveb   (%a1,%d2),%d0   |load new rounding bits from table
439         clrl    %d3                     |clear d3 to force no exc and extended
440         bfins   %d0,%d3{#26:#2} |stuff new rounding bits in FPCR
441         fmovel  %d3,%FPCR               |write new FPCR
442         asrl    #1,%d0          |write correct PTENxx table
443         bccs    not_rp          |to a1
444         leal    PTENRP,%a1      |it is RP
445         bras    calc_p          |go to init section
446 not_rp:
447         asrl    #1,%d0          |keep checking
448         bccs    not_rm
449         leal    PTENRM,%a1      |it is RM
450         bras    calc_p          |go to init section
451 not_rm:
452         leal    PTENRN,%a1      |it is RN
453 calc_p:
454         movel   %d1,%d0         |copy exp to d0;use d0
455         bpls    no_neg          |if exp is negative,
456         negl    %d0             |invert it
457         orl     #0x40000000,(%a0)       |and set SE bit
458 no_neg:
459         clrl    %d3             |table index
460         fmoves  FONE,%fp1       |init fp1 to 1
461 e_loop:
462         asrl    #1,%d0          |shift next bit into carry
463         bccs    e_next          |if zero, skip the mul
464         fmulx   (%a1,%d3),%fp1  |mul by 10**(d3_bit_no)
465 e_next:
466         addl    #12,%d3         |inc d3 to next rtable entry
467         tstl    %d0             |check if d0 is zero
468         bnes    e_loop          |not zero, continue shifting
471 |  Check the sign of the adjusted exp and make the value in fp0 the
472 |  same sign. If the exp was pos then multiply fp1*fp0;
473 |  else divide fp0/fp1.
475 | Register Usage:
476 |  norm:
477 |       ( )  a0: pointer to working bcd value
478 |       (*) fp0: mantissa accumulator
479 |       ( ) fp1: scaling factor - 10**(abs(exp))
481 norm:
482         btst    #30,(%a0)       |test the sign of the exponent
483         beqs    mul             |if clear, go to multiply
484 div:
485         fdivx   %fp1,%fp0               |exp is negative, so divide mant by exp
486         bras    end_dec
487 mul:
488         fmulx   %fp1,%fp0               |exp is positive, so multiply by exp
491 | Clean up and return with result in fp0.
493 | If the final mul/div in decbin incurred an inex exception,
494 | it will be inex2, but will be reported as inex1 by get_op.
496 end_dec:
497         fmovel  %FPSR,%d0               |get status register
498         bclrl   #inex2_bit+8,%d0        |test for inex2 and clear it
499         fmovel  %d0,%FPSR               |return status reg w/o inex2
500         beqs    no_exc          |skip this if no exc
501         orl     #inx1a_mask,USER_FPSR(%a6) |set inex1/ainex
502 no_exc:
503         moveml  (%a7)+,%d2-%d5
504         rts
505         |end