Home | History | Annotate | Line # | Download | only in fpe
fpu_emulate.c revision 1.3
      1 /*	$NetBSD: fpu_emulate.c,v 1.3 1995/11/03 04:47:03 briggs Exp $	*/
      2 
      3 /*
      4  * Copyright (c) 1995 Gordon W. Ross
      5  * some portion Copyright (c) 1995 Ken Nakata
      6  * All rights reserved.
      7  *
      8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
      9  * modification, are permitted provided that the following conditions
     10  * are met:
     11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     16  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
     17  *    derived from this software without specific prior written permission.
     18  * 4. All advertising materials mentioning features or use of this software
     19  *    must display the following acknowledgement:
     20  *      This product includes software developed by Gordon Ross
     21  *
     22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
     23  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
     24  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
     25  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
     26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
     27  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
     28  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
     29  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
     30  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
     31  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
     32  */
     33 
     34 /*
     35  * mc68881 emulator
     36  * XXX - Just a start at it for now...
     37  */
     38 
     39 #include <sys/types.h>
     40 #include <sys/signal.h>
     41 #include <machine/frame.h>
     42 
     43 #include "fpu_emulate.h"
     44 
     45 static int fpu_emul_fmovmcr __P((struct fpemu *fe, struct instruction *insn));
     46 static int fpu_emul_fmovm __P((struct fpemu *fe, struct instruction *insn));
     47 static int fpu_emul_arith __P((struct fpemu *fe, struct instruction *insn));
     48 static int fpu_emul_type1 __P((struct fpemu *fe, struct instruction *insn));
     49 static int fpu_emul_brcc __P((struct fpemu *fe, struct instruction *insn));
     50 
     51 #if !defined(DL_DEFAULT)
     52 #  if defined(DEBUG_WITH_FPU)
     53 #    define DL_DEFAULT DL_ALL
     54 #  else
     55 #    define DL_DEFAULT 0
     56 #  endif
     57 #endif
     58 
     59 int debug_level;
     60 static int global_debug_level = DL_DEFAULT;
     61 
     62 #define DUMP_INSN(insn)							\
     63 if (debug_level & DL_DUMPINSN) {					\
     64     printf("  fpu_emulate: insn={adv=%d,siz=%d,op=%04x,w1=%04x}\n",	\
     65 	   (insn)->is_advance, (insn)->is_datasize,			\
     66 	   (insn)->is_opcode, (insn)->is_word1);			\
     67 }
     68 
     69 #ifdef DEBUG_WITH_FPU
     70 /* mock fpframe for FPE - it's never overwritten by the real fpframe */
     71 struct fpframe mockfpf;
     72 #endif
     73 
     74 static struct instruction insn;
     75 static struct fpemu fe;
     76 
     77 /*
     78  * Emulate a floating-point instruction.
     79  * Return zero for success, else signal number.
     80  * (Typically: zero, SIGFPE, SIGILL, SIGSEGV)
     81  */
     82 int
     83 fpu_emulate(frame, fpf)
     84      struct frame *frame;
     85      struct fpframe *fpf;
     86 {
     87     int word, optype, sig;
     88     int i;
     89     u_int *pt;
     90 
     91 #ifdef DEBUG
     92     /* initialize insn.is_data to tell it is *not* initialized */
     93     insn.is_datasize = -1;
     94 #endif
     95     fe.fe_frame = frame;
     96 #ifdef DEBUG_WITH_FPU
     97     fe.fe_fpframe = &mockfpf;
     98     fe.fe_fpsr = mockfpf.fpf_fpsr;
     99     fe.fe_fpcr = mockfpf.fpf_fpcr;
    100 #else
    101     fe.fe_fpframe = fpf;
    102     fe.fe_fpsr = fpf->fpf_fpsr;
    103     fe.fe_fpcr = fpf->fpf_fpcr;
    104 #endif
    105 
    106 #ifdef DEBUG
    107     if ((debug_level = (fe.fe_fpcr >> 16) & 0x0000ffff) == 0) {
    108 	/* set the default */
    109 	debug_level = global_debug_level;
    110     }
    111 #endif
    112 
    113     if (debug_level & DL_VERBOSE) {
    114 	printf("ENTERING fpu_emulate: FPSR=%08x, FPCR=%08x\n",
    115 	       fe.fe_fpsr, fe.fe_fpcr);
    116     }
    117     word = fusword(frame->f_pc);
    118     if (word < 0) {
    119 #ifdef DEBUG
    120 	printf("  fpu_emulate: fault reading opcode\n");
    121 #endif
    122 	return SIGSEGV;
    123     }
    124 
    125     if ((word & 0xf000) != 0xf000) {
    126 #ifdef DEBUG
    127 	printf("  fpu_emulate: not coproc. insn.: opcode=0x%x\n", word);
    128 #endif
    129 	return SIGILL;
    130     }
    131 
    132     if (
    133 #ifdef  DEBUG_WITH_FPU
    134 	(word & 0x0E00) != 0x0c00 /* accept fake ID == 6 */
    135 #else
    136 	(word & 0x0E00) != 0x0200
    137 #endif
    138 	) {
    139 #ifdef DEBUG
    140 	printf("  fpu_emulate: bad coproc. id: opcode=0x%x\n", word);
    141 #endif
    142 	return SIGILL;
    143     }
    144 
    145     insn.is_opcode = word;
    146     optype = (word & 0x01C0);
    147 
    148     word = fusword(frame->f_pc + 2);
    149     if (word < 0) {
    150 #ifdef DEBUG
    151 	printf("  fpu_emulate: fault reading word1\n");
    152 #endif
    153 	return SIGSEGV;
    154     }
    155     insn.is_word1 = word;
    156     /* all FPU instructions are at least 4-byte long */
    157     insn.is_advance = 4;
    158 
    159     DUMP_INSN(&insn);
    160 
    161     /*
    162      * Which family (or type) of opcode is it?
    163      * Tests ordered by likelihood (hopefully).
    164      * Certainly, type 0 is the most common.
    165      */
    166     if (optype == 0x0000) {
    167 	/* type=0: generic */
    168 	if ((word & 0xc000) == 0xc000) {
    169 	    if (debug_level & DL_INSN)
    170 		printf("  fpu_emulate: fmovm FPr\n");
    171 	    sig = fpu_emul_fmovm(&fe, &insn);
    172 	} else if ((word & 0xc000) == 0x8000) {
    173 	    if (debug_level & DL_INSN)
    174 		printf("  fpu_emulate: fmovm FPcr\n");
    175 	    sig = fpu_emul_fmovmcr(&fe, &insn);
    176 	} else if ((word & 0xe000) == 0x6000) {
    177 	    /* fstore = fmove FPn,mem */
    178 	    if (debug_level & DL_INSN)
    179 		printf("  fpu_emulate: fmove to mem\n");
    180 	    sig = fpu_emul_fstore(&fe, &insn);
    181 	} else if ((word & 0xfc00) == 0x5c00) {
    182 	    /* fmovecr */
    183 	    if (debug_level & DL_INSN)
    184 		printf("  fpu_emulate: fmovecr\n");
    185 	    sig = fpu_emul_fmovecr(&fe, &insn);
    186 	} else if ((word & 0xa07f) == 0x26) {
    187 	    /* fscale */
    188 	    if (debug_level & DL_INSN)
    189 		printf("  fpu_emulate: fscale\n");
    190 	    sig = fpu_emul_fscale(&fe, &insn);
    191 	} else {
    192 	    if (debug_level & DL_INSN)
    193 		printf("  fpu_emulte: other type0\n");
    194 	    /* all other type0 insns are arithmetic */
    195 	    sig = fpu_emul_arith(&fe, &insn);
    196 	}
    197 	if (sig == 0) {
    198 	    if (debug_level & DL_VERBOSE)
    199 		printf("  fpu_emulate: type 0 returned 0\n");
    200 	    sig = fpu_upd_excp(&fe);
    201 	}
    202     } else if (optype == 0x0080 || optype == 0x00C0) {
    203 	/* type=2 or 3: fbcc, short or long disp. */
    204 	if (debug_level & DL_INSN)
    205 	    printf("  fpu_emulate: fbcc %s\n",
    206 		   (optype & 0x40) ? "long" : "short");
    207 	sig = fpu_emul_brcc(&fe, &insn);
    208     } else if (optype == 0x0040) {
    209 	/* type=1: fdbcc, fscc, ftrapcc */
    210 	if (debug_level & DL_INSN)
    211 	    printf("  fpu_emulate: type1\n");
    212 	sig = fpu_emul_type1(&fe, &insn);
    213     } else {
    214 	/* type=4: fsave    (privileged) */
    215 	/* type=5: frestore (privileged) */
    216 	/* type=6: reserved */
    217 	/* type=7: reserved */
    218 #ifdef DEBUG
    219 	printf(" fpu_emulate: bad opcode type: opcode=0x%x\n", insn.is_opcode);
    220 #endif
    221 	sig = SIGILL;
    222     }
    223 
    224     DUMP_INSN(&insn);
    225 
    226     if (sig == 0) {
    227 	frame->f_pc += insn.is_advance;
    228     }
    229 #if defined(DDB) && defined(DEBUG)
    230     else {
    231 	printf(" fpu_emulate: sig=%d, opcode=%x, word1=%x\n",
    232 	       sig, insn.is_opcode, insn.is_word1);
    233 	kdb_trap(-1, frame);
    234     }
    235 #endif
    236 
    237     if (debug_level & DL_VERBOSE)
    238 	printf("EXITING fpu_emulate: w/FPSR=%08x, FPCR=%08x\n",
    239 	       fe.fe_fpsr, fe.fe_fpcr);
    240 
    241     return (sig);
    242 }
    243 
    244 /* update accrued exception bits and see if there's an FP exception */
    245 int
    246 fpu_upd_excp(fe)
    247      struct fpemu *fe;
    248 {
    249     u_int fpsr;
    250     u_int fpcr;
    251 
    252     fpsr = fe->fe_fpsr;
    253     fpcr = fe->fe_fpcr;
    254     /* update fpsr accrued exception bits; each insn doesn't have to
    255        update this */
    256     if (fpsr & (FPSR_BSUN | FPSR_SNAN | FPSR_OPERR)) {
    257 	fpsr |= FPSR_AIOP;
    258     }
    259     if (fpsr & FPSR_OVFL) {
    260 	fpsr |= FPSR_AOVFL;
    261     }
    262     if ((fpsr & FPSR_UNFL) && (fpsr & FPSR_INEX2)) {
    263 	fpsr |= FPSR_AUNFL;
    264     }
    265     if (fpsr & FPSR_DZ) {
    266 	fpsr |= FPSR_ADZ;
    267     }
    268     if (fpsr & (FPSR_INEX1 | FPSR_INEX2 | FPSR_OVFL)) {
    269 	fpsr |= FPSR_AINEX;
    270     }
    271 
    272     fe->fe_fpframe->fpf_fpsr = fe->fe_fpsr = fpsr;
    273 
    274     return (fpsr & fpcr & FPSR_EXCP) ? SIGFPE : 0;
    275 }
    276 
    277 /* update fpsr according to fp (= result of an fp op) */
    278 u_int
    279 fpu_upd_fpsr(fe, fp)
    280      struct fpemu *fe;
    281      struct fpn *fp;
    282 {
    283     u_int fpsr;
    284 
    285     if (debug_level & DL_RESULT)
    286 	printf("  fpu_upd_fpsr: previous fpsr=%08x\n", fe->fe_fpsr);
    287 
    288     /* clear all condition code */
    289     fpsr = fe->fe_fpsr & ~FPSR_CCB;
    290 
    291     if (debug_level & DL_RESULT)
    292 	printf("  fpu_upd_fpsr: result is a ");
    293 
    294     if (fp->fp_sign) {
    295 	if (debug_level & DL_RESULT)
    296 	    printf("negative ");
    297 	fpsr |= FPSR_NEG;
    298     } else {
    299 	if (debug_level & DL_RESULT)
    300 	    printf("positive ");
    301     }
    302 
    303     switch (fp->fp_class) {
    304     case FPC_SNAN:
    305 	if (debug_level & DL_RESULT)
    306 	    printf("signaling NAN\n");
    307 	fpsr |= (FPSR_NAN | FPSR_SNAN);
    308 	break;
    309     case FPC_QNAN:
    310 	if (debug_level & DL_RESULT)
    311 	    printf("quiet NAN\n");
    312 	fpsr |= FPSR_NAN;
    313 	break;
    314     case FPC_ZERO:
    315 	if (debug_level & DL_RESULT)
    316 	    printf("Zero\n");
    317 	fpsr |= FPSR_ZERO;
    318 	break;
    319     case FPC_INF:
    320 	if (debug_level & DL_RESULT)
    321 	    printf("Inf\n");
    322 	fpsr |= FPSR_INF;
    323 	break;
    324     default:
    325 	if (debug_level & DL_RESULT)
    326 	    printf("Number\n");
    327 	/* anything else is treated as if it is a number */
    328 	break;
    329     }
    330 
    331     fe->fe_fpsr = fe->fe_fpframe->fpf_fpsr = fpsr;
    332 
    333     if (debug_level & DL_RESULT)
    334 	printf("  fpu_upd_fpsr: new fpsr=%08x\n", fe->fe_fpframe->fpf_fpsr);
    335 
    336     return fpsr;
    337 }
    338 
    339 static int
    340 fpu_emul_fmovmcr(fe, insn)
    341      struct fpemu *fe;
    342      struct instruction *insn;
    343 {
    344     struct frame *frame = fe->fe_frame;
    345     struct fpframe *fpf = fe->fe_fpframe;
    346     int word1, sig;
    347     int reglist, regmask, regnum;
    348     int fpu_to_mem;
    349 
    350     /* move to/from control registers */
    351     reglist = (insn->is_word1 & 0x1c00) >> 10;
    352     /* Bit 13 selects direction (FPU to/from Mem) */
    353     fpu_to_mem = insn->is_word1 & 0x2000;
    354 
    355     insn->is_datasize = 4;
    356     insn->is_advance = 4;
    357     sig = fpu_decode_ea(frame, insn, &insn->is_ea0, insn->is_opcode);
    358     if (sig) { return sig; }
    359 
    360     if (reglist != 1 && reglist != 2 && reglist != 4 &&
    361 	(insn->is_ea0.ea_flags & EA_DIRECT)) {
    362 	/* attempted to copy more than one FPcr to CPU regs */
    363 #ifdef DEBUG
    364 	printf("  fpu_emul_fmovmcr: tried to copy too many FPcr\n");
    365 #endif
    366 	return SIGILL;
    367     }
    368 
    369     if (reglist & 4) {
    370 	/* fpcr */
    371 	if ((insn->is_ea0.ea_flags & EA_DIRECT) &&
    372 	    insn->is_ea0.ea_regnum >= 8 /* address reg */) {
    373 	    /* attempted to copy FPCR to An */
    374 #ifdef DEBUG
    375 	    printf("  fpu_emul_fmovmcr: tried to copy FPCR from/to A%d\n",
    376 		   insn->is_ea0.ea_regnum & 7);
    377 #endif
    378 	    return SIGILL;
    379 	}
    380 	if (fpu_to_mem) {
    381 	    sig = fpu_store_ea(frame, insn, &insn->is_ea0,
    382 			       (char *)&fpf->fpf_fpcr);
    383 	} else {
    384 	    sig = fpu_load_ea(frame, insn, &insn->is_ea0,
    385 			      (char *)&fpf->fpf_fpcr);
    386 	}
    387     }
    388     if (sig) { return sig; }
    389 
    390     if (reglist & 2) {
    391 	/* fpsr */
    392 	if ((insn->is_ea0.ea_flags & EA_DIRECT) &&
    393 	    insn->is_ea0.ea_regnum >= 8 /* address reg */) {
    394 	    /* attempted to copy FPSR to An */
    395 #ifdef DEBUG
    396 	    printf("  fpu_emul_fmovmcr: tried to copy FPSR from/to A%d\n",
    397 		   insn->is_ea0.ea_regnum & 7);
    398 #endif
    399 	    return SIGILL;
    400 	}
    401 	if (fpu_to_mem) {
    402 	    sig = fpu_store_ea(frame, insn, &insn->is_ea0,
    403 			       (char *)&fpf->fpf_fpsr);
    404 	} else {
    405 	    sig = fpu_load_ea(frame, insn, &insn->is_ea0,
    406 			      (char *)&fpf->fpf_fpsr);
    407 	}
    408     }
    409     if (sig) { return sig; }
    410 
    411     if (reglist & 1) {
    412 	/* fpiar - can be moved to/from An */
    413 	if (fpu_to_mem) {
    414 	    sig = fpu_store_ea(frame, insn, &insn->is_ea0,
    415 			       (char *)&fpf->fpf_fpiar);
    416 	} else {
    417 	    sig = fpu_load_ea(frame, insn, &insn->is_ea0,
    418 			      (char *)&fpf->fpf_fpiar);
    419 	}
    420     }
    421     return sig;
    422 }
    423 
    424 /*
    425  * type 0: fmovem
    426  * Separated out of fpu_emul_type0 for efficiency.
    427  * In this function, we know:
    428  *   (opcode & 0x01C0) == 0
    429  *   (word1 & 0x8000) == 0x8000
    430  *
    431  * No conversion or rounding is done by this instruction,
    432  * and the FPSR is not affected.
    433  */
    434 static int
    435 fpu_emul_fmovm(fe, insn)
    436      struct fpemu *fe;
    437      struct instruction *insn;
    438 {
    439     struct frame *frame = fe->fe_frame;
    440     struct fpframe *fpf = fe->fe_fpframe;
    441     int word1, sig;
    442     int reglist, regmask, regnum;
    443     int fpu_to_mem, order;
    444     int w1_post_incr;		/* XXX - FP regs order? */
    445     int *fpregs;
    446 
    447     insn->is_advance = 4;
    448     insn->is_datasize = 12;
    449     word1 = insn->is_word1;
    450 
    451     /* Bit 13 selects direction (FPU to/from Mem) */
    452     fpu_to_mem = word1 & 0x2000;
    453 
    454     /*
    455      * Bits 12,11 select register list mode:
    456      * 0,0: Static  reg list, pre-decr.
    457      * 0,1: Dynamic reg list, pre-decr.
    458      * 1,0: Static  reg list, post-incr.
    459      * 1,1: Dynamic reg list, post-incr
    460      */
    461     w1_post_incr = word1 & 0x1000;
    462     if (word1 & 0x0800) {
    463 	/* dynamic reg list */
    464 	reglist = frame->f_regs[(word1 & 0x70) >> 4];
    465     } else {
    466 	reglist = word1;
    467     }
    468     reglist &= 0xFF;
    469 
    470     /* Get effective address. (modreg=opcode&077) */
    471     sig = fpu_decode_ea(frame, insn, &insn->is_ea0, insn->is_opcode);
    472     if (sig) { return sig; }
    473 
    474     /* Get address of soft coprocessor regs. */
    475     fpregs = &fpf->fpf_regs[0];
    476 
    477     if (insn->is_ea0.ea_flags & EA_PREDECR) {
    478 	regnum = 7;
    479 	order = -1;
    480     } else {
    481 	regnum = 0;
    482 	order = 1;
    483     }
    484 
    485     while ((0 <= regnum) && (regnum < 8)) {
    486 	regmask = 1 << regnum;
    487 	if (regmask & reglist) {
    488 	    if (fpu_to_mem) {
    489 		sig = fpu_store_ea(frame, insn, &insn->is_ea0,
    490 				   (char*)&fpregs[regnum * 3]);
    491 		if (debug_level & DL_RESULT)
    492 		    printf("  fpu_emul_fmovm: FP%d (%08x,%08x,%08x) saved\n",
    493 			   regnum, fpregs[regnum * 3], fpregs[regnum * 3 + 1],
    494 			   fpregs[regnum * 3 + 2]);
    495 	    } else {		/* mem to fpu */
    496 		sig = fpu_load_ea(frame, insn, &insn->is_ea0,
    497 				  (char*)&fpregs[regnum * 3]);
    498 		if (debug_level & DL_RESULT)
    499 		    printf("  fpu_emul_fmovm: FP%d (%08x,%08x,%08x) loaded\n",
    500 			   regnum, fpregs[regnum * 3], fpregs[regnum * 3 + 1],
    501 			   fpregs[regnum * 3 + 2]);
    502 	    }
    503 	    if (sig) { break; }
    504 	}
    505 	regnum += order;
    506     }
    507 
    508     return sig;
    509 }
    510 
    511 static struct fpn *
    512 fpu_cmp(fe)
    513      struct fpemu *fe;
    514 {
    515     struct fpn *x = &fe->fe_f1, *y = &fe->fe_f2;
    516 
    517     /* take care of special cases */
    518     if (x->fp_class < 0 || y->fp_class < 0) {
    519 	/* if either of two is a SNAN, result is SNAN */
    520 	x->fp_class = (y->fp_class < x->fp_class) ? y->fp_class : x->fp_class;
    521     } else if (x->fp_class == FPC_INF) {
    522 	if (y->fp_class == FPC_INF) {
    523 	    /* both infinities */
    524 	    if (x->fp_sign == y->fp_sign) {
    525 		x->fp_class = FPC_ZERO;	/* return a signed zero */
    526 	    } else {
    527 		x->fp_class = FPC_NUM; /* return a faked number w/x's sign */
    528 		x->fp_exp = 16383;
    529 		x->fp_mant[0] = FP_1;
    530 	    }
    531 	} else {
    532 	    /* y is a number */
    533 	    x->fp_class = FPC_NUM; /* return a forged number w/x's sign */
    534 	    x->fp_exp = 16383;
    535 	    x->fp_mant[0] = FP_1;
    536 	}
    537     } else if (y->fp_class == FPC_INF) {
    538 	/* x is a Num but y is an Inf */
    539 	/* return a forged number w/y's sign inverted */
    540 	x->fp_class = FPC_NUM;
    541 	x->fp_sign = !y->fp_sign;
    542 	x->fp_exp = 16383;
    543 	x->fp_mant[0] = FP_1;
    544     } else {
    545 	/* x and y are both numbers or zeros, or pair of a number and a zero */
    546 	y->fp_sign = !y->fp_sign;
    547 	x = fpu_add(fe);	/* (x - y) */
    548 	/*
    549 	 * FCMP does not set Inf bit in CC, so return a forged number
    550 	 * (value doesn't matter) if Inf is the result of fsub.
    551 	 */
    552 	if (x->fp_class == FPC_INF) {
    553 	    x->fp_class = FPC_NUM;
    554 	    x->fp_exp = 16383;
    555 	    x->fp_mant[0] = FP_1;
    556 	}
    557     }
    558     return x;
    559 }
    560 
    561 /*
    562  * arithmetic oprations
    563  */
    564 static int
    565 fpu_emul_arith(fe, insn)
    566      struct fpemu *fe;
    567      struct instruction *insn;
    568 {
    569     struct frame *frame = fe->fe_frame;
    570     u_int *fpregs = &(fe->fe_fpframe->fpf_regs[0]);
    571     struct fpn *res;
    572     int word1, sig = 0;
    573     int regnum, format;
    574     int discard_result = 0;
    575     u_int buf[3];
    576     int flags;
    577     char regname;
    578 
    579     DUMP_INSN(insn);
    580 
    581     if (debug_level & DL_ARITH) {
    582 	printf("  fpu_emul_arith: FPSR = %08x, FPCR = %08x\n",
    583 	       fe->fe_fpsr, fe->fe_fpcr);
    584     }
    585 
    586     word1 = insn->is_word1;
    587     format = (word1 >> 10) & 7;
    588     regnum = (word1 >> 7) & 7;
    589 
    590     /* fetch a source operand : may not be used */
    591     if (debug_level & DL_ARITH) {
    592 	printf("  fpu_emul_arith: dst/src FP%d=%08x,%08x,%08x\n",
    593 	       regnum, fpregs[regnum*3], fpregs[regnum*3+1],
    594 	       fpregs[regnum*3+2]);
    595     }
    596     fpu_explode(fe, &fe->fe_f1, FTYPE_EXT, &fpregs[regnum * 3]);
    597 
    598     DUMP_INSN(insn);
    599 
    600     /* get the other operand which is always the source */
    601     if ((word1 & 0x4000) == 0) {
    602 	if (debug_level & DL_ARITH) {
    603 	    printf("  fpu_emul_arith: FP%d op FP%d => FP%d\n",
    604 		   format, regnum, regnum);
    605 	    printf("  fpu_emul_arith: src opr FP%d=%08x,%08x,%08x\n",
    606 		   format, fpregs[format*3], fpregs[format*3+1],
    607 		   fpregs[format*3+2]);
    608 	}
    609 	fpu_explode(fe, &fe->fe_f2, FTYPE_EXT, &fpregs[format * 3]);
    610     } else {
    611 	/* the operand is in memory */
    612 	if (format == FTYPE_DBL) {
    613 	    insn->is_datasize = 8;
    614 	} else if (format == FTYPE_SNG || format == FTYPE_LNG) {
    615 	    insn->is_datasize = 4;
    616 	} else if (format == FTYPE_WRD) {
    617 	    insn->is_datasize = 2;
    618 	} else if (format == FTYPE_BYT) {
    619 	    insn->is_datasize = 1;
    620 	} else if (format == FTYPE_EXT) {
    621 	    insn->is_datasize = 12;
    622 	} else {
    623 	    /* invalid or unsupported operand format */
    624 	    sig = SIGFPE;
    625 	    return sig;
    626 	}
    627 
    628 	/* Get effective address. (modreg=opcode&077) */
    629 	sig = fpu_decode_ea(frame, insn, &insn->is_ea0, insn->is_opcode);
    630 	if (sig) {
    631 	    if (debug_level & DL_ARITH) {
    632 		printf("  fpu_emul_arith: error in fpu_decode_ea\n");
    633 	    }
    634 	    return sig;
    635 	}
    636 
    637 	DUMP_INSN(insn);
    638 
    639 	if (debug_level & DL_ARITH) {
    640 	    printf("  fpu_emul_arith: addr mode = ");
    641 	    flags = insn->is_ea0.ea_flags;
    642 	    regname = (insn->is_ea0.ea_regnum & 8) ? 'a' : 'd';
    643 
    644 	    if (flags & EA_DIRECT) {
    645 		printf("%c%d\n",
    646 		       regname, insn->is_ea0.ea_regnum & 7);
    647 	    } else if (flags & EA_PC_REL) {
    648 		if (flags & EA_OFFSET) {
    649 		    printf("pc@(%d)\n", insn->is_ea0.ea_offset);
    650 		} else if (flags & EA_INDEXED) {
    651 		    printf("pc@(...)\n");
    652 		}
    653 	    } else if (flags & EA_PREDECR) {
    654 		printf("%c%d@-\n",
    655 		       regname, insn->is_ea0.ea_regnum & 7);
    656 	    } else if (flags & EA_POSTINCR) {
    657 		printf("%c%d@+\n", regname, insn->is_ea0.ea_regnum & 7);
    658 	    } else if (flags & EA_OFFSET) {
    659 		printf("%c%d@(%d)\n", regname, insn->is_ea0.ea_regnum & 7,
    660 		       insn->is_ea0.ea_offset);
    661 	    } else if (flags & EA_INDEXED) {
    662 		printf("%c%d@(...)\n", regname, insn->is_ea0.ea_regnum & 7);
    663 	    } else if (flags & EA_ABS) {
    664 		printf("0x%08x\n", insn->is_ea0.ea_absaddr);
    665 	    } else if (flags & EA_IMMED) {
    666 
    667 		printf("#0x%08x,%08x,%08x\n", insn->is_ea0.ea_immed[0],
    668 		       insn->is_ea0.ea_immed[1], insn->is_ea0.ea_immed[2]);
    669 	    } else {
    670 		printf("%c%d@\n", regname, insn->is_ea0.ea_regnum & 7);
    671 	    }
    672 	} /* if (debug_level & DL_ARITH) */
    673 
    674 	fpu_load_ea(frame, insn, &insn->is_ea0, (char*)buf);
    675 	if (format == FTYPE_WRD) {
    676 	    /* sign-extend */
    677 	    buf[0] &= 0xffff;
    678 	    if (buf[0] & 0x8000) {
    679 		buf[0] |= 0xffff0000;
    680 	    }
    681 	    format = FTYPE_LNG;
    682 	} else if (format == FTYPE_BYT) {
    683 	    /* sign-extend */
    684 	    buf[0] &= 0xff;
    685 	    if (buf[0] & 0x80) {
    686 		buf[0] |= 0xffffff00;
    687 	    }
    688 	    format = FTYPE_LNG;
    689 	}
    690 	if (debug_level & DL_ARITH) {
    691 	    printf("  fpu_emul_arith: src = %08x %08x %08x, siz = %d\n",
    692 		   buf[0], buf[1], buf[2], insn->is_datasize);
    693 	}
    694 	fpu_explode(fe, &fe->fe_f2, format, buf);
    695     }
    696 
    697     DUMP_INSN(insn);
    698 
    699     /* An arithmetic instruction emulate function has a prototype of
    700      * struct fpn *fpu_op(struct fpemu *);
    701 
    702      * 1) If the instruction is monadic, then fpu_op() must use
    703      * fe->fe_f2 as its operand, and return a pointer to the
    704      * result.
    705 
    706      * 2) If the instruction is diadic, then fpu_op() must use
    707      * fe->fe_f1 and fe->fe_f2 as its two operands, and return a
    708      * pointer to the result.
    709 
    710      */
    711     switch (word1 & 0x3f) {
    712     case 0x00:			/* fmove */
    713 	res = &fe->fe_f2;
    714 	break;
    715 
    716     case 0x01:			/* fint */
    717 	res = fpu_int(fe);
    718 	break;
    719 
    720     case 0x02:			/* fsinh */
    721 	res = fpu_sinh(fe);
    722 	break;
    723 
    724     case 0x03:			/* fintrz */
    725 	res = fpu_intrz(fe);
    726 	break;
    727 
    728     case 0x04:			/* fsqrt */
    729 	res = fpu_sqrt(fe);
    730 	break;
    731 
    732     case 0x06:			/* flognp1 */
    733 	res = fpu_lognp1(fe);
    734 	break;
    735 
    736     case 0x08:			/* fetoxm1 */
    737 	res = fpu_etoxm1(fe);
    738 	break;
    739 
    740     case 0x09:			/* ftanh */
    741 	res = fpu_tanh(fe);
    742 	break;
    743 
    744     case 0x0A:			/* fatan */
    745 	res = fpu_atan(fe);
    746 	break;
    747 
    748     case 0x0C:			/* fasin */
    749 	res = fpu_asin(fe);
    750 	break;
    751 
    752     case 0x0D:			/* fatanh */
    753 	res = fpu_atanh(fe);
    754 	break;
    755 
    756     case 0x0E:			/* fsin */
    757 	res = fpu_sin(fe);
    758 	break;
    759 
    760     case 0x0F:			/* ftan */
    761 	res = fpu_tan(fe);
    762 	break;
    763 
    764     case 0x10:			/* fetox */
    765 	res = fpu_etox(fe);
    766 	break;
    767 
    768     case 0x11:			/* ftwotox */
    769 	res = fpu_twotox(fe);
    770 	break;
    771 
    772     case 0x12:			/* ftentox */
    773 	res = fpu_tentox(fe);
    774 	break;
    775 
    776     case 0x14:			/* flogn */
    777 	res = fpu_logn(fe);
    778 	break;
    779 
    780     case 0x15:			/* flog10 */
    781 	res = fpu_log10(fe);
    782 	break;
    783 
    784     case 0x16:			/* flog2 */
    785 	res = fpu_log2(fe);
    786 	break;
    787 
    788     case 0x18:			/* fabs */
    789 	fe->fe_f2.fp_sign = 0;
    790 	res = &fe->fe_f2;
    791 	break;
    792 
    793     case 0x19:			/* fcosh */
    794 	res = fpu_cosh(fe);
    795 	break;
    796 
    797     case 0x1A:			/* fneg */
    798 	fe->fe_f2.fp_sign = !fe->fe_f2.fp_sign;
    799 	res = &fe->fe_f2;
    800 	break;
    801 
    802     case 0x1C:			/* facos */
    803 	res = fpu_acos(fe);
    804 	break;
    805 
    806     case 0x1D:			/* fcos */
    807 	res = fpu_cos(fe);
    808 	break;
    809 
    810     case 0x1E:			/* fgetexp */
    811 	res = fpu_getexp(fe);
    812 	break;
    813 
    814     case 0x1F:			/* fgetman */
    815 	res = fpu_getman(fe);
    816 	break;
    817 
    818     case 0x20:			/* fdiv */
    819     case 0x24:			/* fsgldiv: cheating - better than nothing */
    820 	res = fpu_div(fe);
    821 	break;
    822 
    823     case 0x21:			/* fmod */
    824 	res = fpu_mod(fe);
    825 	break;
    826 
    827     case 0x28:			/* fsub */
    828 	fe->fe_f2.fp_sign = !fe->fe_f2.fp_sign; /* f2 = -f2 */
    829     case 0x22:			/* fadd */
    830 	res = fpu_add(fe);
    831 	break;
    832 
    833     case 0x23:			/* fmul */
    834     case 0x27:			/* fsglmul: cheating - better than nothing */
    835 	res = fpu_mul(fe);
    836 	break;
    837 
    838     case 0x25:			/* frem */
    839 	res = fpu_rem(fe);
    840 	break;
    841 
    842     case 0x26:
    843 	/* fscale is handled by a separate function */
    844 	break;
    845 
    846     case 0x30:
    847     case 0x32:
    848     case 0x33:
    849     case 0x34:
    850     case 0x35:
    851     case 0x36:
    852     case 0x37:			/* fsincos */
    853 	res = fpu_sincos(fe, word1 & 7);
    854 	break;
    855 
    856     case 0x38:			/* fcmp */
    857 	res = fpu_cmp(fe);
    858 	discard_result = 1;
    859 	break;
    860 
    861     case 0x3A:			/* ftst */
    862 	res = &fe->fe_f2;
    863 	discard_result = 1;
    864 	break;
    865 
    866     default:
    867 #ifdef DEBUG
    868 	printf("  fpu_emul_arith: bad opcode=0x%x, word1=0x%x\n",
    869 	       insn->is_opcode, insn->is_word1);
    870 #endif
    871 	sig = SIGILL;
    872     } /* switch (word1 & 0x3f) */
    873 
    874     if (!discard_result && sig == 0) {
    875 	fpu_implode(fe, res, FTYPE_EXT, &fpregs[regnum * 3]);
    876 	if (debug_level & DL_ARITH) {
    877 	    printf("  fpu_emul_arith: %08x,%08x,%08x stored in FP%d\n",
    878 		   fpregs[regnum*3], fpregs[regnum*3+1],
    879 		   fpregs[regnum*3+2], regnum);
    880 	}
    881     } else if (sig == 0 && debug_level & DL_ARITH) {
    882 	static char *class_name[] = { "SNAN", "QNAN", "ZERO", "NUM", "INF" };
    883 	printf("  fpu_emul_arith: result(%s,%c,%d,%08x,%08x,%08x,%08x) discarded\n",
    884 	       class_name[res->fp_class + 2],
    885 	       res->fp_sign ? '-' : '+', res->fp_exp,
    886 	       res->fp_mant[0], res->fp_mant[1],
    887 	       res->fp_mant[2], res->fp_mant[3]);
    888     } else if (debug_level & DL_ARITH) {
    889 	printf("  fpu_emul_arith: received signal %d\n", sig);
    890     }
    891 
    892     /* update fpsr according to the result of operation */
    893     fpu_upd_fpsr(fe, res);
    894 
    895     if (debug_level & DL_ARITH) {
    896 	printf("  fpu_emul_arith: FPSR = %08x, FPCR = %08x\n",
    897 	       fe->fe_fpsr, fe->fe_fpcr);
    898     }
    899 
    900     DUMP_INSN(insn);
    901 
    902     return sig;
    903 }
    904 
    905 /* test condition code according to the predicate in the opcode.
    906  * returns -1 when the predicate evaluates to true, 0 when false.
    907  * signal numbers are returned when an error is detected.
    908  */
    909 static int
    910 test_cc(fe, pred)
    911      struct fpemu *fe;
    912      int pred;
    913 {
    914     int result, sig_bsun, invert;
    915     int fpsr;
    916 
    917     fpsr = fe->fe_fpsr;
    918     invert = 0;
    919     fpsr &= ~FPSR_EXCP;		/* clear all exceptions */
    920     if (debug_level & DL_TESTCC) {
    921 	printf("  test_cc: fpsr=0x%08x\n", fpsr);
    922     }
    923     pred &= 0x3f;		/* lowest 6 bits */
    924 
    925     if (debug_level & DL_TESTCC) {
    926 	printf("  test_cc: ");
    927     }
    928 
    929     if (pred >= 040) {
    930 	return SIGILL;
    931     } else if (pred & 0x10) {
    932 	/* IEEE nonaware tests */
    933 	sig_bsun = 1;
    934 	pred &= 017;		/* lower 4 bits */
    935     } else {
    936 	/* IEEE aware tests */
    937 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    938 	    printf("IEEE ");
    939 	}
    940 	sig_bsun = 0;
    941     }
    942 
    943     if (pred >= 010) {
    944 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    945 	    printf("Not ");
    946 	}
    947 	/* predicate is "NOT ..." */
    948 	pred ^= 0xf;		/* invert */
    949 	invert = -1;
    950     }
    951     switch (pred) {
    952     case 0:			/* (Signaling) False */
    953 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    954 	    printf("False");
    955 	}
    956 	result = 0;
    957 	break;
    958     case 1:			/* (Signaling) Equal */
    959 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    960 	    printf("Equal");
    961 	}
    962 	result = -((fpsr & FPSR_ZERO) == FPSR_ZERO);
    963 	break;
    964     case 2:			/* Greater Than */
    965 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    966 	    printf("GT");
    967 	}
    968 	result = -((fpsr & (FPSR_NAN|FPSR_ZERO|FPSR_NEG)) == 0);
    969 	break;
    970     case 3:			/* Greater or Equal */
    971 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    972 	    printf("GE");
    973 	}
    974 	result = -((fpsr & FPSR_ZERO) ||
    975 		   (fpsr & (FPSR_NAN|FPSR_NEG)) == 0);
    976 	break;
    977     case 4:			/* Less Than */
    978 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    979 	    printf("LT");
    980 	}
    981 	result = -((fpsr & (FPSR_NAN|FPSR_ZERO|FPSR_NEG)) == FPSR_NEG);
    982 	break;
    983     case 5:			/* Less or Equal */
    984 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    985 	    printf("LE");
    986 	}
    987 	result = -((fpsr & FPSR_ZERO) ||
    988 		   ((fpsr & (FPSR_NAN|FPSR_NEG)) == FPSR_NEG));
    989 	break;
    990     case 6:			/* Greater or Less than */
    991 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    992 	    printf("GLT");
    993 	}
    994 	result = -((fpsr & (FPSR_NAN|FPSR_ZERO)) == 0);
    995 	break;
    996     case 7:			/* Greater, Less or Equal */
    997 	if (debug_level & DL_TESTCC) {
    998 	    printf("GLE");
    999 	}
   1000 	result = -((fpsr & FPSR_NAN) == 0);
   1001 	break;
   1002     default:
   1003 	/* invalid predicate */
   1004 	return SIGILL;
   1005     }
   1006     result ^= invert;		/* if the predicate is "NOT ...", then
   1007 				   invert the result */
   1008     if (debug_level & DL_TESTCC) {
   1009 	printf(" => %s (%d)\n", result ? "true" : "false", result);
   1010     }
   1011     /* if it's an IEEE unaware test and NAN is set, BSUN is set */
   1012     if (sig_bsun && (fpsr & FPSR_NAN)) {
   1013 	fpsr |= FPSR_BSUN;
   1014     }
   1015 
   1016     /* put fpsr back */
   1017     fe->fe_fpframe->fpf_fpsr = fe->fe_fpsr = fpsr;
   1018 
   1019     return result;
   1020 }
   1021 
   1022 /*
   1023  * type 1: fdbcc, fscc, ftrapcc
   1024  * In this function, we know:
   1025  *   (opcode & 0x01C0) == 0x0040
   1026  */
   1027 static int
   1028 fpu_emul_type1(fe, insn)
   1029      struct fpemu *fe;
   1030      struct instruction *insn;
   1031 {
   1032     struct frame *frame = fe->fe_frame;
   1033     struct fpframe *fpf = fe->fe_fpframe;
   1034     int advance, sig, branch, displ;
   1035 
   1036     branch = test_cc(fe, insn->is_word1);
   1037     fe->fe_fpframe->fpf_fpsr = fe->fe_fpsr;
   1038 
   1039     insn->is_advance = 4;
   1040     sig = 0;
   1041 
   1042     switch (insn->is_opcode & 070) {
   1043     case 010:			/* fdbcc */
   1044 	if (branch == -1) {
   1045 	    /* advance */
   1046 	    insn->is_advance = 6;
   1047 	} else if (!branch) {
   1048 	    /* decrement Dn and if (Dn != -1) branch */
   1049 	    u_int16_t count = frame->f_regs[insn->is_opcode & 7];
   1050 
   1051 	    if (count-- != 0) {
   1052 		displ = fusword(frame->f_pc + insn->is_advance);
   1053 		if (displ < 0) {
   1054 #ifdef DEBUG
   1055 		    printf("  fpu_emul_type1: fault reading displacement\n");
   1056 #endif
   1057 		    return SIGSEGV;
   1058 		}
   1059 		/* sign-extend the displacement */
   1060 		displ &= 0xffff;
   1061 		if (displ & 0x8000) {
   1062 		    displ |= 0xffff0000;
   1063 		}
   1064 		insn->is_advance += displ;
   1065 	    } else {
   1066 		insn->is_advance = 6;
   1067 	    }
   1068 	    /* write it back */
   1069 	    frame->f_regs[insn->is_opcode & 7] &= 0xffff0000;
   1070 	    frame->f_regs[insn->is_opcode & 7] |= (u_int32_t)count;
   1071 	} else {		/* got a signal */
   1072 	    sig = SIGFPE;
   1073 	}
   1074 	break;
   1075 
   1076     case 070:			/* ftrapcc or fscc */
   1077 	advance = 4;
   1078 	if ((insn->is_opcode & 07) >= 2) {
   1079 	    switch (insn->is_opcode & 07) {
   1080 	    case 3:		/* long opr */
   1081 		advance += 2;
   1082 	    case 2:		/* word opr */
   1083 		advance += 2;
   1084 	    case 4:		/* no opr */
   1085 		break;
   1086 	    default:
   1087 		return SIGILL;
   1088 		break;
   1089 	    }
   1090 
   1091 	    if (branch == 0) {
   1092 		/* no trap */
   1093 		insn->is_advance = advance;
   1094 		sig = 0;
   1095 	    } else {
   1096 		/* trap */
   1097 		sig = SIGFPE;
   1098 	    }
   1099 	    break;
   1100 	} /* if ((insn->is_opcode & 7) < 2), fall through to FScc */
   1101 
   1102     default:			/* fscc */
   1103 	insn->is_advance = 4;
   1104 	insn->is_datasize = 1;	/* always byte */
   1105 	sig = fpu_decode_ea(frame, insn, &insn->is_ea0, insn->is_opcode);
   1106 	if (sig) {
   1107 	    break;
   1108 	}
   1109 	if (branch == -1 || branch == 0) {
   1110 	    /* set result */
   1111 	    sig = fpu_store_ea(frame, insn, &insn->is_ea0, (char *)&branch);
   1112 	} else {
   1113 	    /* got an exception */
   1114 	    sig = branch;
   1115 	}
   1116 	break;
   1117     }
   1118     return sig;
   1119 }
   1120 
   1121 /*
   1122  * Type 2 or 3: fbcc (also fnop)
   1123  * In this function, we know:
   1124  *   (opcode & 0x0180) == 0x0080
   1125  */
   1126 static int
   1127 fpu_emul_brcc(fe, insn)
   1128      struct fpemu *fe;
   1129      struct instruction *insn;
   1130 {
   1131     struct frame *frame = fe->fe_frame;
   1132     struct fpframe *fpf = fe->fe_fpframe;
   1133     int displ, word2;
   1134     int sig, advance;
   1135 
   1136     /*
   1137      * Get branch displacement.
   1138      */
   1139     insn->is_advance = 4;
   1140     displ = insn->is_word1;
   1141 
   1142     if (insn->is_opcode & 0x40) {
   1143 	word2 = fusword(frame->f_pc + insn->is_advance);
   1144 	if (word2 < 0) {
   1145 #ifdef DEBUG
   1146 	    printf("  fpu_emul_brcc: fault reading word2\n");
   1147 #endif
   1148 	    return SIGSEGV;
   1149 	}
   1150 	displ <<= 16;
   1151 	displ |= word2;
   1152 	insn->is_advance += 2;
   1153     } else /* displacement is word sized */
   1154         if (displ & 0x8000)
   1155 	    displ |= 0xFFFF0000;
   1156 
   1157     /* XXX: If CC, frame->f_pc += displ */
   1158     sig = test_cc(fe, insn->is_opcode);
   1159     fe->fe_fpframe->fpf_fpsr = fe->fe_fpsr;
   1160 
   1161     if (fe->fe_fpsr & fe->fe_fpcr & FPSR_EXCP) {
   1162 	return SIGFPE;		/* caught an exception */
   1163     }
   1164     if (sig == -1) {
   1165 	/* branch does take place; 2 is the offset to the 1st disp word */
   1166 	insn->is_advance = displ + 2;
   1167     } else if (sig) {
   1168 	return SIGILL;		/* got a signal */
   1169     }
   1170     if (debug_level & DL_BRANCH) {
   1171 	printf("  fpu_emul_brcc: %s insn @ %x (%x+%x) (disp=%x)\n",
   1172 	       (sig == -1) ? "BRANCH to" : "NEXT",
   1173 	       frame->f_pc + insn->is_advance, frame->f_pc, insn->is_advance,
   1174 	       displ);
   1175     }
   1176     return 0;
   1177 }
   1178