// SPDX-License-Identifier: MIT
//
// Copyright 2024 Advanced Micro Devices, Inc.

#include "spl_debug.h"
#include "spl_custom_float.h"

static bool spl_build_custom_float(struct spl_fixed31_32 value,
          const struct spl_custom_float_format *format,
          bool *negative,
          uint32_t *mantissa,
          uint32_t *exponenta)
{
 uint32_t exp_offset = (1 << (format->exponenta_bits - 1)) - 1;

 const struct spl_fixed31_32 mantissa_constant_plus_max_fraction =
  spl_fixpt_from_fraction((1LL << (format->mantissa_bits + 1)) - 1,
           1LL << format->mantissa_bits);

 struct spl_fixed31_32 mantiss;

 if (spl_fixpt_eq(value, spl_fixpt_zero)) {
  *negative = false;
  *mantissa = 0;
  *exponenta = 0;
  return true;
 }

 if (spl_fixpt_lt(value, spl_fixpt_zero)) {
  *negative = format->sign;
  value = spl_fixpt_neg(value);
 } else {
  *negative = false;
 }

 if (spl_fixpt_lt(value, spl_fixpt_one)) {
  uint32_t i = 1;

  do {
   value = spl_fixpt_shl(value, 1);
   ++i;
  } while (spl_fixpt_lt(value, spl_fixpt_one));

  --i;

  if (exp_offset <= i) {
   *mantissa = 0;
   *exponenta = 0;
   return true;
  }

  *exponenta = exp_offset - i;
 } else if (spl_fixpt_le(mantissa_constant_plus_max_fraction, value)) {
  uint32_t i = 1;

  do {
   value = spl_fixpt_shr(value, 1);
   ++i;
  } while (spl_fixpt_lt(mantissa_constant_plus_max_fraction, value));

  *exponenta = exp_offset + i - 1;
 } else {
  *exponenta = exp_offset;
 }

 mantiss = spl_fixpt_sub(value, spl_fixpt_one);

 if (spl_fixpt_lt(mantiss, spl_fixpt_zero) ||
     spl_fixpt_lt(spl_fixpt_one, mantiss))
  mantiss = spl_fixpt_zero;
 else
  mantiss = spl_fixpt_shl(mantiss, format->mantissa_bits);

 *mantissa = spl_fixpt_floor(mantiss);

 return true;
}

static bool spl_setup_custom_float(const struct spl_custom_float_format *format,
          bool negative,
          uint32_t mantissa,
          uint32_t exponenta,
          uint32_t *result)
{
 uint32_t i = 0;
 uint32_t j = 0;
 uint32_t value = 0;

 /* verification code:
 * once calculation is ok we can remove it
 */

 const uint32_t mantissa_mask =
  (1 << (format->mantissa_bits + 1)) - 1;

 const uint32_t exponenta_mask =
  (1 << (format->exponenta_bits + 1)) - 1;

 if (mantissa & ~mantissa_mask) {
  SPL_BREAK_TO_DEBUGGER();
  mantissa = mantissa_mask;
 }

 if (exponenta & ~exponenta_mask) {
  SPL_BREAK_TO_DEBUGGER();
  exponenta = exponenta_mask;
 }

 /* end of verification code */

 while (i < format->mantissa_bits) {
  uint32_t mask = 1 << i;

  if (mantissa & mask)
   value |= mask;

  ++i;
 }

 while (j < format->exponenta_bits) {
  uint32_t mask = 1 << j;

  if (exponenta & mask)
   value |= mask << i;

  ++j;
 }

 if (negative && format->sign)
  value |= 1 << (i + j);

 *result = value;

 return true;
}

bool spl_convert_to_custom_float_format(struct spl_fixed31_32 value,
        const struct spl_custom_float_format *format,
        uint32_t *result)
{
 uint32_t mantissa;
 uint32_t exponenta;
 bool negative;

 return spl_build_custom_float(value, format, &negative, &mantissa, &exponenta) &&
      spl_setup_custom_float(format,
           negative,
           mantissa,
           exponenta,
           result);
}