1 /*
2  * Division and remainder, from Appendix E of the Sparc Version 8
3  * Architecture Manual, with fixes from Gordon Irlam.
4  */
6 /*
7  * Input: dividend and divisor in %o0 and %o1 respectively.
8  *
9  * m4 parameters:
10  *  NAME        name of function to generate
11  *  OP          OP=div => %o0 / %o1; OP=rem => %o0 % %o1
12  *  S           S=true => signed; S=false => unsigned
13  *
14  * Algorithm parameters:
15  *  N           how many bits per iteration we try to get (4)
16  *  WORDSIZE    total number of bits (32)
17  *
18  * Derived constants:
19  *  TOPBITS     number of bits in the top `decade' of a number
20  *
21  * Important variables:
22  *  Q           the partial quotient under development (initially 0)
23  *  R           the remainder so far, initially the dividend
24  *  ITER        number of main division loop iterations required;
25  *              equal to ceil(log2(quotient) / N).  Note that this
26  *              is the log base (2^N) of the quotient.
27  *  V           the current comparand, initially divisor*2^(ITER*N-1)
28  *
29  * Cost:
30  *  Current estimate for non-large dividend is
31  *      ceil(log2(quotient) / N) * (10 + 7N/2) + C
32  *  A large dividend is one greater than 2^(31-TOPBITS) and takes a
33  *  different path, as the upper bits of the quotient must be developed
34  *  one bit at a time.
35  */
37 define(N, `4')
38 define(WORDSIZE, `32')
39 define(TOPBITS, eval(WORDSIZE - N*((WORDSIZE-1)/N)))
41 define(dividend, `%o0')
42 define(divisor, `%o1')
43 define(Q, `%o2')
44 define(R, `%o3')
45 define(ITER, `%o4')
46 define(V, `%o5')
48 /* m4 reminder: ifelse(a,b,c,d) => if a is b, then c, else d */
49 define(T, `%g1')
50 define(SC, `%g7')
51 ifelse(S, `true', `define(SIGN, `%g6')')
53 /*
54  * This is the recursive definition for developing quotient digits.
55  *
56  * Parameters:
57  *  \$1  the current depth, 1 <= \$1 <= N
58  *  \$2  the current accumulation of quotient bits
59  *  N   max depth
60  *
61  * We add a new bit to \$2 and either recurse or insert the bits in
62  * the quotient.  R, Q, and V are inputs and outputs as defined above;
63  * the condition codes are expected to reflect the input R, and are
64  * modified to reflect the output R.
65  */
66 define(DEVELOP_QUOTIENT_BITS,
67 `       ! depth \$1, accumulated bits \$2
68         bl      L.\$1.eval(2^N+\$2)
69         srl     V,1,V
70         ! remainder is positive
71         subcc   R,V,R
72         ifelse(\$1, N,
73         `       b       9f
75         ', `    DEVELOP_QUOTIENT_BITS(incr(\$1), `eval(2*\$2+1)')')
76 L.\$1.eval(2^N+\$2):
77         ! remainder is negative
79         ifelse(\$1, N,
80         `       b       9f
82         ', `    DEVELOP_QUOTIENT_BITS(incr(\$1), `eval(2*\$2-1)')')
83         ifelse(\$1, 1, `9:')')
85 #include "DEFS.h"
86 #include <machine/trap.h>
88 FUNC(NAME)
89 ifelse(S, `true',
90 `       ! compute sign of result; if neither is negative, no problem
91         orcc    divisor, dividend, %g0  ! either negative?
92         bge     2f                      ! no, go do the divide
93         xor     divisor, dividend, SIGN ! compute sign in any case
94         tst     divisor
95         bge     1f
96         tst     dividend
97         ! divisor is definitely negative; dividend might also be negative
98         bge     2f                      ! if dividend not negative...
99         sub     %g0, divisor, divisor   ! in any case, make divisor nonneg
100 1:      ! dividend is negative, divisor is nonnegative
101         sub     %g0, dividend, dividend ! make dividend nonnegative
102 2:
103 ')
104         ! Ready to divide.  Compute size of quotient; scale comparand.
105         orcc    divisor, %g0, V
106         bne     1f
107         mov     dividend, R
109                 ! Divide by zero trap.  If it returns, return 0 (about as
110                 ! wrong as possible, but that is what SunOS does...).
111                 ta      ST_DIV0
112                 retl
113                 clr     %o0
115 1:
116         cmp     R, V                    ! if divisor exceeds dividend, done
117         blu     Lgot_result             ! (and algorithm fails otherwise)
118         clr     Q
119         sethi   %hi(1 << (WORDSIZE - TOPBITS - 1)), T
120         cmp     R, T
121         blu     Lnot_really_big
122         clr     ITER
124         ! `Here the dividend is >= 2^(31-N) or so.  We must be careful here,
125         ! as our usual N-at-a-shot divide step will cause overflow and havoc.
126         ! The number of bits in the result here is N*ITER+SC, where SC <= N.
127         ! Compute ITER in an unorthodox manner: know we need to shift V into
128         ! the top decade: so do not even bother to compare to R.'
129         1:
130                 cmp     V, T
131                 bgeu    3f
132                 mov     1, SC
133                 sll     V, N, V
134                 b       1b
137         ! Now compute SC.
138         2:      addcc   V, V, V
139                 bcc     Lnot_too_big
142                 ! We get here if the divisor overflowed while shifting.
143                 ! This means that R has the high-order bit set.
144                 ! Restore V and subtract from R.
145                 sll     T, TOPBITS, T   ! high order bit
146                 srl     V, 1, V         ! rest of V
148                 b       Ldo_single_div
149                 sub     SC, 1, SC
151         Lnot_too_big:
152         3:      cmp     V, R
153                 blu     2b
154                 nop
155                 be      Ldo_single_div
156                 nop
157         /* NB: these are commented out in the V8-Sparc manual as well */
158         /* (I do not understand this) */
159         ! V > R: went too far: back up 1 step
160         !       srl     V, 1, V
161         !       dec     SC
162         ! do single-bit divide steps
163         !
164         ! We have to be careful here.  We know that R >= V, so we can do the
165         ! first divide step without thinking.  BUT, the others are conditional,
166         ! and are only done if R >= 0.  Because both R and V may have the high-
167         ! order bit set in the first step, just falling into the regular
168         ! division loop will mess up the first time around.
169         ! So we unroll slightly...
170         Ldo_single_div:
171                 subcc   SC, 1, SC
172                 bl      Lend_regular_divide
173                 nop
174                 sub     R, V, R
175                 mov     1, Q
176                 b       Lend_single_divloop
177                 nop
178         Lsingle_divloop:
179                 sll     Q, 1, Q
180                 bl      1f
181                 srl     V, 1, V
182                 ! R >= 0
183                 sub     R, V, R
184                 b       2f
186         1:      ! R < 0
188                 sub     Q, 1, Q
189         2:
190         Lend_single_divloop:
191                 subcc   SC, 1, SC
192                 bge     Lsingle_divloop
193                 tst     R
194                 b,a     Lend_regular_divide
196 Lnot_really_big:
197 1:
198         sll     V, N, V
199         cmp     V, R
200         bleu    1b
202         be      Lgot_result
203         sub     ITER, 1, ITER
205         tst     R       ! set up for initial iteration
206 Ldivloop:
207         sll     Q, N, Q
208         DEVELOP_QUOTIENT_BITS(1, 0)
209 Lend_regular_divide:
210         subcc   ITER, 1, ITER
211         bge     Ldivloop
212         tst     R
213         bl,a    Lgot_result
214         ! non-restoring fixup here (one instruction only!)
215 ifelse(OP, `div',
216 `       sub     Q, 1, Q
217 ', `    add     R, divisor, R
218 ')
220 Lgot_result:
221 ifelse(S, `true',
222 `       ! check to see if answer should be < 0
223         tst     SIGN
224         bl,a    1f
225         ifelse(OP, `div', `sub %g0, Q, Q', `sub %g0, R, R')
226 1:')
227         retl
228         ifelse(OP, `div', `mov Q, %o0', `mov R, %o0')