Quelle  fpu.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Save/restore floating point context for signal handlers.
 *
 * Copyright (C) 1999, 2000  Kaz Kojima & Niibe Yutaka
 * Copyright (C) 2006  ST Microelectronics Ltd. (denorm support)
 *
 * FIXME! These routines have not been tested for big endian case.
 */
#include <linux/sched/signal.h>
#include <linux/io.h>
#include <cpu/fpu.h>
#include <asm/processor.h>
#include <asm/fpu.h>
#include <asm/traps.h>

/* The PR (precision) bit in the FP Status Register must be clear when
 * an frchg instruction is executed, otherwise the instruction is undefined.
 * Executing frchg with PR set causes a trap on some SH4 implementations.
 */

#define FPSCR_RCHG 0x00000000
extern unsigned long long float64_div(unsigned long long a,
          unsigned long long b);
extern unsigned long int float32_div(unsigned long int a, unsigned long int b);
extern unsigned long long float64_mul(unsigned long long a,
          unsigned long long b);
extern unsigned long int float32_mul(unsigned long int a, unsigned long int b);
extern unsigned long long float64_add(unsigned long long a,
          unsigned long long b);
extern unsigned long int float32_add(unsigned long int a, unsigned long int b);
extern unsigned long long float64_sub(unsigned long long a,
          unsigned long long b);
extern unsigned long int float32_sub(unsigned long int a, unsigned long int b);
extern unsigned long int float64_to_float32(unsigned long long a);
static unsigned int fpu_exception_flags;

/*
 * Save FPU registers onto task structure.
 */
void save_fpu(struct task_struct *tsk)
{
 unsigned long dummy;

 enable_fpu();
 asm volatile ("sts.l fpul, @-%0\n\t"
        "sts.l fpscr, @-%0\n\t"
        "lds %2, fpscr\n\t"
        "frchg\n\t"
        "fmov.s fr15, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr14, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr13, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr12, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr11, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr10, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr9, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr8, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr7, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr6, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr5, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr4, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr3, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr2, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr1, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr0, @-%0\n\t"
        "frchg\n\t"
        "fmov.s fr15, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr14, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr13, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr12, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr11, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr10, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr9, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr8, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr7, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr6, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr5, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr4, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr3, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr2, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr1, @-%0\n\t"
        "fmov.s fr0, @-%0\n\t"
        "lds %3, fpscr\n\t":"=r" (dummy)
        :"0"((char *)(&tsk->thread.xstate->hardfpu.status)),
        "r"(FPSCR_RCHG), "r"(FPSCR_INIT)
        :"memory");

 disable_fpu();
}

void restore_fpu(struct task_struct *tsk)
{
 unsigned long dummy;

 enable_fpu();
 asm volatile ("lds %2, fpscr\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr0\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr1\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr2\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr3\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr4\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr5\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr6\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr7\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr8\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr9\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr10\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr11\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr12\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr13\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr14\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr15\n\t"
        "frchg\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr0\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr1\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr2\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr3\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr4\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr5\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr6\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr7\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr8\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr9\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr10\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr11\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr12\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr13\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr14\n\t"
        "fmov.s @%0+, fr15\n\t"
        "frchg\n\t"
        "lds.l @%0+, fpscr\n\t"
        "lds.l @%0+, fpul\n\t"
        :"=r" (dummy)
        :"0" (tsk->thread.xstate), "r" (FPSCR_RCHG)
        :"memory");
 disable_fpu();
}

/**
 *      denormal_to_double - Given denormalized float number,
 *                           store double float
 *
 *      @fpu: Pointer to sh_fpu_hard structure
 *      @n: Index to FP register
 */
static void denormal_to_double(struct sh_fpu_hard_struct *fpu, int n)
{
 unsigned long du, dl;
 unsigned long x = fpu->fpul;
 int exp = 1023 - 126;

 if (x != 0 && (x & 0x7f800000) == 0) {
  du = (x & 0x80000000);
  while ((x & 0x00800000) == 0) {
   x <<= 1;
   exp--;
  }
  x &= 0x007fffff;
  du |= (exp << 20) | (x >> 3);
  dl = x << 29;

  fpu->fp_regs[n] = du;
  fpu->fp_regs[n + 1] = dl;
 }
}

/**
 * ieee_fpe_handler - Handle denormalized number exception
 *
 * @regs: Pointer to register structure
 *
 * Returns 1 when it's handled (should not cause exception).
 */
static int ieee_fpe_handler(struct pt_regs *regs)
{
 unsigned short insn = *(unsigned short *)regs->pc;
 unsigned short finsn;
 unsigned long nextpc;
 int nib[4] = {
  (insn >> 12) & 0xf,
  (insn >> 8) & 0xf,
  (insn >> 4) & 0xf,
  insn & 0xf
 };

 if (nib[0] == 0xb || (nib[0] == 0x4 && nib[2] == 0x0 && nib[3] == 0xb))
  regs->pr = regs->pc + 4;  /* bsr & jsr */

 if (nib[0] == 0xa || nib[0] == 0xb) {
  /* bra & bsr */
  nextpc = regs->pc + 4 + ((short)((insn & 0xfff) << 4) >> 3);
  finsn = *(unsigned short *)(regs->pc + 2);
 } else if (nib[0] == 0x8 && nib[1] == 0xd) {
  /* bt/s */
  if (regs->sr & 1)
   nextpc = regs->pc + 4 + ((char)(insn & 0xff) << 1);
  else
   nextpc = regs->pc + 4;
  finsn = *(unsigned short *)(regs->pc + 2);
 } else if (nib[0] == 0x8 && nib[1] == 0xf) {
  /* bf/s */
  if (regs->sr & 1)
   nextpc = regs->pc + 4;
  else
   nextpc = regs->pc + 4 + ((char)(insn & 0xff) << 1);
  finsn = *(unsigned short *)(regs->pc + 2);
 } else if (nib[0] == 0x4 && nib[3] == 0xb &&
     (nib[2] == 0x0 || nib[2] == 0x2)) {
  /* jmp & jsr */
  nextpc = regs->regs[nib[1]];
  finsn = *(unsigned short *)(regs->pc + 2);
 } else if (nib[0] == 0x0 && nib[3] == 0x3 &&
     (nib[2] == 0x0 || nib[2] == 0x2)) {
  /* braf & bsrf */
  nextpc = regs->pc + 4 + regs->regs[nib[1]];
  finsn = *(unsigned short *)(regs->pc + 2);
 } else if (insn == 0x000b) {
  /* rts */
  nextpc = regs->pr;
  finsn = *(unsigned short *)(regs->pc + 2);
 } else {
  nextpc = regs->pc + instruction_size(insn);
  finsn = insn;
 }

 if ((finsn & 0xf1ff) == 0xf0ad) {
  /* fcnvsd */
  struct task_struct *tsk = current;

  if ((tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr & FPSCR_CAUSE_ERROR))
   /* FPU error */
   denormal_to_double(&tsk->thread.xstate->hardfpu,
        (finsn >> 8) & 0xf);
  else
   return 0;

  regs->pc = nextpc;
  return 1;
 } else if ((finsn & 0xf00f) == 0xf002) {
  /* fmul */
  struct task_struct *tsk = current;
  int fpscr;
  int n, m, prec;
  unsigned int hx, hy;

  n = (finsn >> 8) & 0xf;
  m = (finsn >> 4) & 0xf;
  hx = tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n];
  hy = tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m];
  fpscr = tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr;
  prec = fpscr & FPSCR_DBL_PRECISION;

  if ((fpscr & FPSCR_CAUSE_ERROR)
      && (prec && ((hx & 0x7fffffff) < 0x00100000
     || (hy & 0x7fffffff) < 0x00100000))) {
   long long llx, lly;

   /* FPU error because of denormal (doubles) */
   llx = ((long long)hx << 32)
       | tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n + 1];
   lly = ((long long)hy << 32)
       | tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m + 1];
   llx = float64_mul(llx, lly);
   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n] = llx >> 32;
   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n + 1] = llx & 0xffffffff;
  } else if ((fpscr & FPSCR_CAUSE_ERROR)
      && (!prec && ((hx & 0x7fffffff) < 0x00800000
      || (hy & 0x7fffffff) < 0x00800000))) {
   /* FPU error because of denormal (floats) */
   hx = float32_mul(hx, hy);
   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n] = hx;
  } else
   return 0;

  regs->pc = nextpc;
  return 1;
 } else if ((finsn & 0xf00e) == 0xf000) {
  /* fadd, fsub */
  struct task_struct *tsk = current;
  int fpscr;
  int n, m, prec;
  unsigned int hx, hy;

  n = (finsn >> 8) & 0xf;
  m = (finsn >> 4) & 0xf;
  hx = tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n];
  hy = tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m];
  fpscr = tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr;
  prec = fpscr & FPSCR_DBL_PRECISION;

  if ((fpscr & FPSCR_CAUSE_ERROR)
      && (prec && ((hx & 0x7fffffff) < 0x00100000
     || (hy & 0x7fffffff) < 0x00100000))) {
   long long llx, lly;

   /* FPU error because of denormal (doubles) */
   llx = ((long long)hx << 32)
       | tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n + 1];
   lly = ((long long)hy << 32)
       | tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m + 1];
   if ((finsn & 0xf00f) == 0xf000)
    llx = float64_add(llx, lly);
   else
    llx = float64_sub(llx, lly);
   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n] = llx >> 32;
   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n + 1] = llx & 0xffffffff;
  } else if ((fpscr & FPSCR_CAUSE_ERROR)
      && (!prec && ((hx & 0x7fffffff) < 0x00800000
      || (hy & 0x7fffffff) < 0x00800000))) {
   /* FPU error because of denormal (floats) */
   if ((finsn & 0xf00f) == 0xf000)
    hx = float32_add(hx, hy);
   else
    hx = float32_sub(hx, hy);
   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n] = hx;
  } else
   return 0;

  regs->pc = nextpc;
  return 1;
 } else if ((finsn & 0xf003) == 0xf003) {
  /* fdiv */
  struct task_struct *tsk = current;
  int fpscr;
  int n, m, prec;
  unsigned int hx, hy;

  n = (finsn >> 8) & 0xf;
  m = (finsn >> 4) & 0xf;
  hx = tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n];
  hy = tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m];
  fpscr = tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr;
  prec = fpscr & FPSCR_DBL_PRECISION;

  if ((fpscr & FPSCR_CAUSE_ERROR)
      && (prec && ((hx & 0x7fffffff) < 0x00100000
     || (hy & 0x7fffffff) < 0x00100000))) {
   long long llx, lly;

   /* FPU error because of denormal (doubles) */
   llx = ((long long)hx << 32)
       | tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n + 1];
   lly = ((long long)hy << 32)
       | tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m + 1];

   llx = float64_div(llx, lly);

   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n] = llx >> 32;
   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n + 1] = llx & 0xffffffff;
  } else if ((fpscr & FPSCR_CAUSE_ERROR)
      && (!prec && ((hx & 0x7fffffff) < 0x00800000
      || (hy & 0x7fffffff) < 0x00800000))) {
   /* FPU error because of denormal (floats) */
   hx = float32_div(hx, hy);
   tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[n] = hx;
  } else
   return 0;

  regs->pc = nextpc;
  return 1;
 } else if ((finsn & 0xf0bd) == 0xf0bd) {
  /* fcnvds - double to single precision convert */
  struct task_struct *tsk = current;
  int m;
  unsigned int hx;

  m = (finsn >> 8) & 0x7;
  hx = tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m];

  if ((tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr & FPSCR_CAUSE_ERROR)
   && ((hx & 0x7fffffff) < 0x00100000)) {
   /* subnormal double to float conversion */
   long long llx;

   llx = ((long long)tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m] << 32)
       | tsk->thread.xstate->hardfpu.fp_regs[m + 1];

   tsk->thread.xstate->hardfpu.fpul = float64_to_float32(llx);
  } else
   return 0;

  regs->pc = nextpc;
  return 1;
 }

 return 0;
}

void float_raise(unsigned int flags)
{
 fpu_exception_flags |= flags;
}

int float_rounding_mode(void)
{
 struct task_struct *tsk = current;
 int roundingMode = FPSCR_ROUNDING_MODE(tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr);
 return roundingMode;
}

BUILD_TRAP_HANDLER(fpu_error)
{
 struct task_struct *tsk = current;
 TRAP_HANDLER_DECL;

 __unlazy_fpu(tsk, regs);
 fpu_exception_flags = 0;
 if (ieee_fpe_handler(regs)) {
  tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr &=
      ~(FPSCR_CAUSE_MASK | FPSCR_FLAG_MASK);
  tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr |= fpu_exception_flags;
  /* Set the FPSCR flag as well as cause bits - simply
 * replicate the cause */
  tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr |= (fpu_exception_flags >> 10);
  grab_fpu(regs);
  restore_fpu(tsk);
  task_thread_info(tsk)->status |= TS_USEDFPU;
  if ((((tsk->thread.xstate->hardfpu.fpscr & FPSCR_ENABLE_MASK) >> 7) &
       (fpu_exception_flags >> 2)) == 0) {
   return;
  }
 }

 force_sig(SIGFPE);
}