contrib/llvm/lib/Target/AMDGPU/SIInstrInfo.cpp

   1 //===- SIInstrInfo.cpp - SI Instruction Information  ----------------------===//
   2 //
   3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
   4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
   5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
   6 //
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 /// \file
  10 /// SI Implementation of TargetInstrInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SIInstrInfo.h"
  15 #include "AMDGPU.h"
  16 #include "AMDGPUSubtarget.h"
  17 #include "GCNHazardRecognizer.h"
  18 #include "SIDefines.h"
  19 #include "SIMachineFunctionInfo.h"
  20 #include "SIRegisterInfo.h"
  21 #include "MCTargetDesc/AMDGPUMCTargetDesc.h"
  22 #include "Utils/AMDGPUBaseInfo.h"
  23 #include "llvm/ADT/APInt.h"
  24 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  25 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  26 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
  27 #include "llvm/ADT/iterator_range.h"
  28 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  29 #include "llvm/Analysis/MemoryLocation.h"
  30 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  33 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  34 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  35 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  36 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  37 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBundle.h"
  38 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
  39 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
  40 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  41 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  42 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h"
  43 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGNodes.h"
  44 #include "llvm/CodeGen/TargetOpcodes.h"
  45 #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
  46 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
  47 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
  48 #include "llvm/IR/Function.h"
  49 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
  50 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  51 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
  52 #include "llvm/Support/Casting.h"
  53 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  54 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  55 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  56 #include "llvm/Support/MachineValueType.h"
  57 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  58 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  59 #include <cassert>
  60 #include <cstdint>
  61 #include <iterator>
  62 #include <utility>
  63
  64 using namespace llvm;
  65
  66 #define GET_INSTRINFO_CTOR_DTOR
  67 #include "AMDGPUGenInstrInfo.inc"
  68
  69 namespace llvm {
  70 namespace AMDGPU {
  71 #define GET_D16ImageDimIntrinsics_IMPL
  72 #define GET_ImageDimIntrinsicTable_IMPL
  73 #define GET_RsrcIntrinsics_IMPL
  74 #include "AMDGPUGenSearchableTables.inc"
  75 }
  76 }
  77
  78
  79 // Must be at least 4 to be able to branch over minimum unconditional branch
  80 // code. This is only for making it possible to write reasonably small tests for
  81 // long branches.
  82 static cl::opt<unsigned>
  83 BranchOffsetBits("amdgpu-s-branch-bits", cl::ReallyHidden, cl::init(16),
  84                  cl::desc("Restrict range of branch instructions (DEBUG)"));
  85
  86 SIInstrInfo::SIInstrInfo(const GCNSubtarget &ST)
  87   : AMDGPUGenInstrInfo(AMDGPU::ADJCALLSTACKUP, AMDGPU::ADJCALLSTACKDOWN),
  88     RI(ST), ST(ST) {}
  89
  90 //===----------------------------------------------------------------------===//
  91 // TargetInstrInfo callbacks
  92 //===----------------------------------------------------------------------===//
  93
  94 static unsigned getNumOperandsNoGlue(SDNode *Node) {
  95   unsigned N = Node->getNumOperands();
  96   while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Glue)
  97     --N;
  98   return N;
  99 }
 100
 101 /// Returns true if both nodes have the same value for the given
 102 ///        operand \p Op, or if both nodes do not have this operand.
 103 static bool nodesHaveSameOperandValue(SDNode *N0, SDNode* N1, unsigned OpName) {
 104   unsigned Opc0 = N0->getMachineOpcode();
 105   unsigned Opc1 = N1->getMachineOpcode();
 106
 107   int Op0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, OpName);
 108   int Op1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, OpName);
 109
 110   if (Op0Idx == -1 && Op1Idx == -1)
 111     return true;
 112
 113
 114   if ((Op0Idx == -1 && Op1Idx != -1) ||
 115       (Op1Idx == -1 && Op0Idx != -1))
 116     return false;
 117
 118   // getNamedOperandIdx returns the index for the MachineInstr's operands,
 119   // which includes the result as the first operand. We are indexing into the
 120   // MachineSDNode's operands, so we need to skip the result operand to get
 121   // the real index.
 122   --Op0Idx;
 123   --Op1Idx;
 124
 125   return N0->getOperand(Op0Idx) == N1->getOperand(Op1Idx);
 126 }
 127
 128 bool SIInstrInfo::isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr &MI,
 129                                                     AliasAnalysis *AA) const {
 130   // TODO: The generic check fails for VALU instructions that should be
 131   // rematerializable due to implicit reads of exec. We really want all of the
 132   // generic logic for this except for this.
 133   switch (MI.getOpcode()) {
 134   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
 135   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
 136   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO:
 137     // No implicit operands.
 138     return MI.getNumOperands() == MI.getDesc().getNumOperands();
 139   default:
 140     return false;
 141   }
 142 }
 143
 144 bool SIInstrInfo::areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
 145                                           int64_t &Offset0,
 146                                           int64_t &Offset1) const {
 147   if (!Load0->isMachineOpcode() || !Load1->isMachineOpcode())
 148     return false;
 149
 150   unsigned Opc0 = Load0->getMachineOpcode();
 151   unsigned Opc1 = Load1->getMachineOpcode();
 152
 153   // Make sure both are actually loads.
 154   if (!get(Opc0).mayLoad() || !get(Opc1).mayLoad())
 155     return false;
 156
 157   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1)) {
 158
 159     // FIXME: Handle this case:
 160     if (getNumOperandsNoGlue(Load0) != getNumOperandsNoGlue(Load1))
 161       return false;
 162
 163     // Check base reg.
 164     if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
 165       return false;
 166
 167     // Skip read2 / write2 variants for simplicity.
 168     // TODO: We should report true if the used offsets are adjacent (excluded
 169     // st64 versions).
 170     int Offset0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
 171     int Offset1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
 172     if (Offset0Idx == -1 || Offset1Idx == -1)
 173       return false;
 174
 175     // XXX - be careful of datalesss loads
 176     // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
 177     // include the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
 178     // subtract the index by one.
 179     Offset0Idx -= get(Opc0).NumDefs;
 180     Offset1Idx -= get(Opc1).NumDefs;
 181     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(Offset0Idx))->getZExtValue();
 182     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(Offset1Idx))->getZExtValue();
 183     return true;
 184   }
 185
 186   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1)) {
 187     // Skip time and cache invalidation instructions.
 188     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::sbase) == -1 ||
 189         AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::sbase) == -1)
 190       return false;
 191
 192     assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
 193
 194     // Check base reg.
 195     if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
 196       return false;
 197
 198     const ConstantSDNode *Load0Offset =
 199         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1));
 200     const ConstantSDNode *Load1Offset =
 201         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1));
 202
 203     if (!Load0Offset || !Load1Offset)
 204       return false;
 205
 206     Offset0 = Load0Offset->getZExtValue();
 207     Offset1 = Load1Offset->getZExtValue();
 208     return true;
 209   }
 210
 211   // MUBUF and MTBUF can access the same addresses.
 212   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))) {
 213
 214     // MUBUF and MTBUF have vaddr at different indices.
 215     if (!nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::soffset) ||
 216         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::vaddr) ||
 217         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::srsrc))
 218       return false;
 219
 220     int OffIdx0 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
 221     int OffIdx1 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
 222
 223     if (OffIdx0 == -1 || OffIdx1 == -1)
 224       return false;
 225
 226     // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
 227     // include the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
 228     // subtract the index by one.
 229     OffIdx0 -= get(Opc0).NumDefs;
 230     OffIdx1 -= get(Opc1).NumDefs;
 231
 232     SDValue Off0 = Load0->getOperand(OffIdx0);
 233     SDValue Off1 = Load1->getOperand(OffIdx1);
 234
 235     // The offset might be a FrameIndexSDNode.
 236     if (!isa<ConstantSDNode>(Off0) || !isa<ConstantSDNode>(Off1))
 237       return false;
 238
 239     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Off0)->getZExtValue();
 240     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Off1)->getZExtValue();
 241     return true;
 242   }
 243
 244   return false;
 245 }
 246
 247 static bool isStride64(unsigned Opc) {
 248   switch (Opc) {
 249   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B32:
 250   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B64:
 251   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32:
 252   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64:
 253     return true;
 254   default:
 255     return false;
 256   }
 257 }
 258
 259 bool SIInstrInfo::getMemOperandWithOffset(const MachineInstr &LdSt,
 260                                           const MachineOperand *&BaseOp,
 261                                           int64_t &Offset,
 262                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 263   unsigned Opc = LdSt.getOpcode();
 264
 265   if (isDS(LdSt)) {
 266     const MachineOperand *OffsetImm =
 267         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 268     if (OffsetImm) {
 269       // Normal, single offset LDS instruction.
 270       BaseOp = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::addr);
 271       // TODO: ds_consume/ds_append use M0 for the base address. Is it safe to
 272       // report that here?
 273       if (!BaseOp)
 274         return false;
 275
 276       Offset = OffsetImm->getImm();
 277       assert(BaseOp->isReg() && "getMemOperandWithOffset only supports base "
 278                                 "operands of type register.");
 279       return true;
 280     }
 281
 282     // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
 283     // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
 284     // will use this for some partially aligned loads.
 285     const MachineOperand *Offset0Imm =
 286         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset0);
 287     const MachineOperand *Offset1Imm =
 288         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset1);
 289
 290     uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
 291     uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
 292
 293     if (Offset1 > Offset0 && Offset1 - Offset0 == 1) {
 294       // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
 295       // to bytes of the individual reads.
 296
 297       unsigned EltSize;
 298       if (LdSt.mayLoad())
 299         EltSize = TRI->getRegSizeInBits(*getOpRegClass(LdSt, 0)) / 16;
 300       else {
 301         assert(LdSt.mayStore());
 302         int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
 303         EltSize = TRI->getRegSizeInBits(*getOpRegClass(LdSt, Data0Idx)) / 8;
 304       }
 305
 306       if (isStride64(Opc))
 307         EltSize *= 64;
 308
 309       BaseOp = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::addr);
 310       Offset = EltSize * Offset0;
 311       assert(BaseOp->isReg() && "getMemOperandWithOffset only supports base "
 312                                 "operands of type register.");
 313       return true;
 314     }
 315
 316     return false;
 317   }
 318
 319   if (isMUBUF(LdSt) || isMTBUF(LdSt)) {
 320     const MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::soffset);
 321     if (SOffset && SOffset->isReg())
 322       return false;
 323
 324     const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::vaddr);
 325     if (!AddrReg)
 326       return false;
 327
 328     const MachineOperand *OffsetImm =
 329         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 330     BaseOp = AddrReg;
 331     Offset = OffsetImm->getImm();
 332
 333     if (SOffset) // soffset can be an inline immediate.
 334       Offset += SOffset->getImm();
 335
 336     assert(BaseOp->isReg() && "getMemOperandWithOffset only supports base "
 337                               "operands of type register.");
 338     return true;
 339   }
 340
 341   if (isSMRD(LdSt)) {
 342     const MachineOperand *OffsetImm =
 343         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 344     if (!OffsetImm)
 345       return false;
 346
 347     const MachineOperand *SBaseReg = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::sbase);
 348     BaseOp = SBaseReg;
 349     Offset = OffsetImm->getImm();
 350     assert(BaseOp->isReg() && "getMemOperandWithOffset only supports base "
 351                               "operands of type register.");
 352     return true;
 353   }
 354
 355   if (isFLAT(LdSt)) {
 356     const MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::vaddr);
 357     if (VAddr) {
 358       // Can't analyze 2 offsets.
 359       if (getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::saddr))
 360         return false;
 361
 362       BaseOp = VAddr;
 363     } else {
 364       // scratch instructions have either vaddr or saddr.
 365       BaseOp = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::saddr);
 366     }
 367
 368     Offset = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset)->getImm();
 369     assert(BaseOp->isReg() && "getMemOperandWithOffset only supports base "
 370                               "operands of type register.");
 371     return true;
 372   }
 373
 374   return false;
 375 }
 376
 377 static bool memOpsHaveSameBasePtr(const MachineInstr &MI1,
 378                                   const MachineOperand &BaseOp1,
 379                                   const MachineInstr &MI2,
 380                                   const MachineOperand &BaseOp2) {
 381   // Support only base operands with base registers.
 382   // Note: this could be extended to support FI operands.
 383   if (!BaseOp1.isReg() || !BaseOp2.isReg())
 384     return false;
 385
 386   if (BaseOp1.isIdenticalTo(BaseOp2))
 387     return true;
 388
 389   if (!MI1.hasOneMemOperand() || !MI2.hasOneMemOperand())
 390     return false;
 391
 392   auto MO1 = *MI1.memoperands_begin();
 393   auto MO2 = *MI2.memoperands_begin();
 394   if (MO1->getAddrSpace() != MO2->getAddrSpace())
 395     return false;
 396
 397   auto Base1 = MO1->getValue();
 398   auto Base2 = MO2->getValue();
 399   if (!Base1 || !Base2)
 400     return false;
 401   const MachineFunction &MF = *MI1.getParent()->getParent();
 402   const DataLayout &DL = MF.getFunction().getParent()->getDataLayout();
 403   Base1 = GetUnderlyingObject(Base1, DL);
 404   Base2 = GetUnderlyingObject(Base1, DL);
 405
 406   if (isa<UndefValue>(Base1) || isa<UndefValue>(Base2))
 407     return false;
 408
 409   return Base1 == Base2;
 410 }
 411
 412 bool SIInstrInfo::shouldClusterMemOps(const MachineOperand &BaseOp1,
 413                                       const MachineOperand &BaseOp2,
 414                                       unsigned NumLoads) const {
 415   const MachineInstr &FirstLdSt = *BaseOp1.getParent();
 416   const MachineInstr &SecondLdSt = *BaseOp2.getParent();
 417
 418   if (!memOpsHaveSameBasePtr(FirstLdSt, BaseOp1, SecondLdSt, BaseOp2))
 419     return false;
 420
 421   const MachineOperand *FirstDst = nullptr;
 422   const MachineOperand *SecondDst = nullptr;
 423
 424   if ((isMUBUF(FirstLdSt) && isMUBUF(SecondLdSt)) ||
 425       (isMTBUF(FirstLdSt) && isMTBUF(SecondLdSt)) ||
 426       (isFLAT(FirstLdSt) && isFLAT(SecondLdSt))) {
 427     const unsigned MaxGlobalLoadCluster = 6;
 428     if (NumLoads > MaxGlobalLoadCluster)
 429       return false;
 430
 431     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::vdata);
 432     if (!FirstDst)
 433       FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::vdst);
 434     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::vdata);
 435     if (!SecondDst)
 436       SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::vdst);
 437   } else if (isSMRD(FirstLdSt) && isSMRD(SecondLdSt)) {
 438     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::sdst);
 439     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::sdst);
 440   } else if (isDS(FirstLdSt) && isDS(SecondLdSt)) {
 441     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::vdst);
 442     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::vdst);
 443   }
 444
 445   if (!FirstDst || !SecondDst)
 446     return false;
 447
 448   // Try to limit clustering based on the total number of bytes loaded
 449   // rather than the number of instructions.  This is done to help reduce
 450   // register pressure.  The method used is somewhat inexact, though,
 451   // because it assumes that all loads in the cluster will load the
 452   // same number of bytes as FirstLdSt.
 453
 454   // The unit of this value is bytes.
 455   // FIXME: This needs finer tuning.
 456   unsigned LoadClusterThreshold = 16;
 457
 458   const MachineRegisterInfo &MRI =
 459       FirstLdSt.getParent()->getParent()->getRegInfo();
 460
 461   const unsigned Reg = FirstDst->getReg();
 462
 463   const TargetRegisterClass *DstRC = TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)
 464                                          ? MRI.getRegClass(Reg)
 465                                          : RI.getPhysRegClass(Reg);
 466
 467   return (NumLoads * (RI.getRegSizeInBits(*DstRC) / 8)) <= LoadClusterThreshold;
 468 }
 469
 470 // FIXME: This behaves strangely. If, for example, you have 32 load + stores,
 471 // the first 16 loads will be interleaved with the stores, and the next 16 will
 472 // be clustered as expected. It should really split into 2 16 store batches.
 473 //
 474 // Loads are clustered until this returns false, rather than trying to schedule
 475 // groups of stores. This also means we have to deal with saying different
 476 // address space loads should be clustered, and ones which might cause bank
 477 // conflicts.
 478 //
 479 // This might be deprecated so it might not be worth that much effort to fix.
 480 bool SIInstrInfo::shouldScheduleLoadsNear(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
 481                                           int64_t Offset0, int64_t Offset1,
 482                                           unsigned NumLoads) const {
 483   assert(Offset1 > Offset0 &&
 484          "Second offset should be larger than first offset!");
 485   // If we have less than 16 loads in a row, and the offsets are within 64
 486   // bytes, then schedule together.
 487
 488   // A cacheline is 64 bytes (for global memory).
 489   return (NumLoads <= 16 && (Offset1 - Offset0) < 64);
 490 }
 491
 492 static void reportIllegalCopy(const SIInstrInfo *TII, MachineBasicBlock &MBB,
 493                               MachineBasicBlock::iterator MI,
 494                               const DebugLoc &DL, unsigned DestReg,
 495                               unsigned SrcReg, bool KillSrc) {
 496   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 497   DiagnosticInfoUnsupported IllegalCopy(MF->getFunction(),
 498                                         "illegal SGPR to VGPR copy",
 499                                         DL, DS_Error);
 500   LLVMContext &C = MF->getFunction().getContext();
 501   C.diagnose(IllegalCopy);
 502
 503   BuildMI(MBB, MI, DL, TII->get(AMDGPU::SI_ILLEGAL_COPY), DestReg)
 504     .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 505 }
 506
 507 void SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 508                               MachineBasicBlock::iterator MI,
 509                               const DebugLoc &DL, unsigned DestReg,
 510                               unsigned SrcReg, bool KillSrc) const {
 511   const TargetRegisterClass *RC = RI.getPhysRegClass(DestReg);
 512
 513   if (RC == &AMDGPU::VGPR_32RegClass) {
 514     assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 515            AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 516            AMDGPU::AGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
 517     unsigned Opc = AMDGPU::AGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ?
 518                      AMDGPU::V_ACCVGPR_READ_B32 : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 519     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opc), DestReg)
 520       .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 521     return;
 522   }
 523
 524   if (RC == &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass ||
 525       RC == &AMDGPU::SReg_32RegClass) {
 526     if (SrcReg == AMDGPU::SCC) {
 527       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_CSELECT_B32), DestReg)
 528           .addImm(-1)
 529           .addImm(0);
 530       return;
 531     }
 532
 533     if (DestReg == AMDGPU::VCC_LO) {
 534       if (AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg)) {
 535         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), AMDGPU::VCC_LO)
 536           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 537       } else {
 538         // FIXME: Hack until VReg_1 removed.
 539         assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
 540         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_U32_e32))
 541           .addImm(0)
 542           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 543       }
 544
 545       return;
 546     }
 547
 548     if (!AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg)) {
 549       reportIllegalCopy(this, MBB, MI, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc);
 550       return;
 551     }
 552
 553     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
 554             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 555     return;
 556   }
 557
 558   if (RC == &AMDGPU::SReg_64RegClass) {
 559     if (DestReg == AMDGPU::VCC) {
 560       if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
 561         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), AMDGPU::VCC)
 562           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 563       } else {
 564         // FIXME: Hack until VReg_1 removed.
 565         assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
 566         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_U32_e32))
 567           .addImm(0)
 568           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 569       }
 570
 571       return;
 572     }
 573
 574     if (!AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
 575       reportIllegalCopy(this, MBB, MI, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc);
 576       return;
 577     }
 578
 579     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
 580             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 581     return;
 582   }
 583
 584   if (DestReg == AMDGPU::SCC) {
 585     assert(AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 586     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_CMP_LG_U32))
 587       .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc))
 588       .addImm(0);
 589     return;
 590   }
 591
 592   if (RC == &AMDGPU::AGPR_32RegClass) {
 593     assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 594            AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 595            AMDGPU::AGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
 596     if (!AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg)) {
 597       // First try to find defining accvgpr_write to avoid temporary registers.
 598       for (auto Def = MI, E = MBB.begin(); Def != E; ) {
 599         --Def;
 600         if (!Def->definesRegister(SrcReg, &RI))
 601           continue;
 602         if (Def->getOpcode() != AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32)
 603           break;
 604
 605         MachineOperand &DefOp = Def->getOperand(1);
 606         assert(DefOp.isReg() || DefOp.isImm());
 607
 608         if (DefOp.isReg()) {
 609           // Check that register source operand if not clobbered before MI.
 610           // Immediate operands are always safe to propagate.
 611           bool SafeToPropagate = true;
 612           for (auto I = Def; I != MI && SafeToPropagate; ++I)
 613             if (I->modifiesRegister(DefOp.getReg(), &RI))
 614               SafeToPropagate = false;
 615
 616           if (!SafeToPropagate)
 617             break;
 618
 619           DefOp.setIsKill(false);
 620         }
 621
 622         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32), DestReg)
 623           .add(DefOp);
 624         return;
 625       }
 626
 627       RegScavenger RS;
 628       RS.enterBasicBlock(MBB);
 629       RS.forward(MI);
 630
 631       // Ideally we want to have three registers for a long reg_sequence copy
 632       // to hide 2 waitstates between v_mov_b32 and accvgpr_write.
 633       unsigned MaxVGPRs = RI.getRegPressureLimit(&AMDGPU::VGPR_32RegClass,
 634                                                  *MBB.getParent());
 635
 636       // Registers in the sequence are allocated contiguously so we can just
 637       // use register number to pick one of three round-robin temps.
 638       unsigned RegNo = DestReg % 3;
 639       unsigned Tmp = RS.scavengeRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass, 0);
 640       if (!Tmp)
 641         report_fatal_error("Cannot scavenge VGPR to copy to AGPR");
 642       RS.setRegUsed(Tmp);
 643       // Only loop through if there are any free registers left, otherwise
 644       // scavenger may report a fatal error without emergency spill slot
 645       // or spill with the slot.
 646       while (RegNo-- && RS.FindUnusedReg(&AMDGPU::VGPR_32RegClass)) {
 647         unsigned Tmp2 = RS.scavengeRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass, 0);
 648         if (!Tmp2 || RI.getHWRegIndex(Tmp2) >= MaxVGPRs)
 649           break;
 650         Tmp = Tmp2;
 651         RS.setRegUsed(Tmp);
 652       }
 653       copyPhysReg(MBB, MI, DL, Tmp, SrcReg, KillSrc);
 654       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32), DestReg)
 655         .addReg(Tmp, RegState::Kill);
 656       return;
 657     }
 658
 659     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32), DestReg)
 660       .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 661     return;
 662   }
 663
 664   unsigned EltSize = 4;
 665   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 666   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 667     // TODO: Copy vec3/vec5 with s_mov_b64s then final s_mov_b32.
 668     if (!(RI.getRegSizeInBits(*RC) % 64)) {
 669       Opcode =  AMDGPU::S_MOV_B64;
 670       EltSize = 8;
 671     } else {
 672       Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 673       EltSize = 4;
 674     }
 675
 676     if (!RI.isSGPRClass(RI.getPhysRegClass(SrcReg))) {
 677       reportIllegalCopy(this, MBB, MI, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc);
 678       return;
 679     }
 680   } else if (RI.hasAGPRs(RC)) {
 681     Opcode = RI.hasVGPRs(RI.getPhysRegClass(SrcReg)) ?
 682       AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32 : AMDGPU::COPY;
 683   } else if (RI.hasVGPRs(RC) && RI.hasAGPRs(RI.getPhysRegClass(SrcReg))) {
 684     Opcode = AMDGPU::V_ACCVGPR_READ_B32;
 685   }
 686
 687   ArrayRef<int16_t> SubIndices = RI.getRegSplitParts(RC, EltSize);
 688   bool Forward = RI.getHWRegIndex(DestReg) <= RI.getHWRegIndex(SrcReg);
 689
 690   for (unsigned Idx = 0; Idx < SubIndices.size(); ++Idx) {
 691     unsigned SubIdx;
 692     if (Forward)
 693       SubIdx = SubIndices[Idx];
 694     else
 695       SubIdx = SubIndices[SubIndices.size() - Idx - 1];
 696
 697     if (Opcode == TargetOpcode::COPY) {
 698       copyPhysReg(MBB, MI, DL, RI.getSubReg(DestReg, SubIdx),
 699                   RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx), KillSrc);
 700       continue;
 701     }
 702
 703     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
 704       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, SubIdx));
 705
 706     Builder.addReg(RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx));
 707
 708     if (Idx == 0)
 709       Builder.addReg(DestReg, RegState::Define | RegState::Implicit);
 710
 711     bool UseKill = KillSrc && Idx == SubIndices.size() - 1;
 712     Builder.addReg(SrcReg, getKillRegState(UseKill) | RegState::Implicit);
 713   }
 714 }
 715
 716 int SIInstrInfo::commuteOpcode(unsigned Opcode) const {
 717   int NewOpc;
 718
 719   // Try to map original to commuted opcode
 720   NewOpc = AMDGPU::getCommuteRev(Opcode);
 721   if (NewOpc != -1)
 722     // Check if the commuted (REV) opcode exists on the target.
 723     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
 724
 725   // Try to map commuted to original opcode
 726   NewOpc = AMDGPU::getCommuteOrig(Opcode);
 727   if (NewOpc != -1)
 728     // Check if the original (non-REV) opcode exists on the target.
 729     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
 730
 731   return Opcode;
 732 }
 733
 734 void SIInstrInfo::materializeImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
 735                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
 736                                        const DebugLoc &DL, unsigned DestReg,
 737                                        int64_t Value) const {
 738   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
 739   const TargetRegisterClass *RegClass = MRI.getRegClass(DestReg);
 740   if (RegClass == &AMDGPU::SReg_32RegClass ||
 741       RegClass == &AMDGPU::SGPR_32RegClass ||
 742       RegClass == &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass ||
 743       RegClass == &AMDGPU::SReg_32_XM0_XEXECRegClass) {
 744     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
 745       .addImm(Value);
 746     return;
 747   }
 748
 749   if (RegClass == &AMDGPU::SReg_64RegClass ||
 750       RegClass == &AMDGPU::SGPR_64RegClass ||
 751       RegClass == &AMDGPU::SReg_64_XEXECRegClass) {
 752     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
 753       .addImm(Value);
 754     return;
 755   }
 756
 757   if (RegClass == &AMDGPU::VGPR_32RegClass) {
 758     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
 759       .addImm(Value);
 760     return;
 761   }
 762   if (RegClass == &AMDGPU::VReg_64RegClass) {
 763     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO), DestReg)
 764       .addImm(Value);
 765     return;
 766   }
 767
 768   unsigned EltSize = 4;
 769   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 770   if (RI.isSGPRClass(RegClass)) {
 771     if (RI.getRegSizeInBits(*RegClass) > 32) {
 772       Opcode =  AMDGPU::S_MOV_B64;
 773       EltSize = 8;
 774     } else {
 775       Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 776       EltSize = 4;
 777     }
 778   }
 779
 780   ArrayRef<int16_t> SubIndices = RI.getRegSplitParts(RegClass, EltSize);
 781   for (unsigned Idx = 0; Idx < SubIndices.size(); ++Idx) {
 782     int64_t IdxValue = Idx == 0 ? Value : 0;
 783
 784     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
 785       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, Idx));
 786     Builder.addImm(IdxValue);
 787   }
 788 }
 789
 790 const TargetRegisterClass *
 791 SIInstrInfo::getPreferredSelectRegClass(unsigned Size) const {
 792   return &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
 793 }
 794
 795 void SIInstrInfo::insertVectorSelect(MachineBasicBlock &MBB,
 796                                      MachineBasicBlock::iterator I,
 797                                      const DebugLoc &DL, unsigned DstReg,
 798                                      ArrayRef<MachineOperand> Cond,
 799                                      unsigned TrueReg,
 800                                      unsigned FalseReg) const {
 801   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
 802   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 803   const GCNSubtarget &ST = MF->getSubtarget<GCNSubtarget>();
 804   const TargetRegisterClass *BoolXExecRC =
 805     RI.getRegClass(AMDGPU::SReg_1_XEXECRegClassID);
 806   assert(MRI.getRegClass(DstReg) == &AMDGPU::VGPR_32RegClass &&
 807          "Not a VGPR32 reg");
 808
 809   if (Cond.size() == 1) {
 810     unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
 811     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::COPY), SReg)
 812       .add(Cond[0]);
 813     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 814       .addImm(0)
 815       .addReg(FalseReg)
 816       .addImm(0)
 817       .addReg(TrueReg)
 818       .addReg(SReg);
 819   } else if (Cond.size() == 2) {
 820     assert(Cond[0].isImm() && "Cond[0] is not an immediate");
 821     switch (Cond[0].getImm()) {
 822     case SIInstrInfo::SCC_TRUE: {
 823       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
 824       BuildMI(MBB, I, DL, get(ST.isWave32() ? AMDGPU::S_CSELECT_B32
 825                                             : AMDGPU::S_CSELECT_B64), SReg)
 826         .addImm(-1)
 827         .addImm(0);
 828       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 829         .addImm(0)
 830         .addReg(FalseReg)
 831         .addImm(0)
 832         .addReg(TrueReg)
 833         .addReg(SReg);
 834       break;
 835     }
 836     case SIInstrInfo::SCC_FALSE: {
 837       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
 838       BuildMI(MBB, I, DL, get(ST.isWave32() ? AMDGPU::S_CSELECT_B32
 839                                             : AMDGPU::S_CSELECT_B64), SReg)
 840         .addImm(0)
 841         .addImm(-1);
 842       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 843         .addImm(0)
 844         .addReg(FalseReg)
 845         .addImm(0)
 846         .addReg(TrueReg)
 847         .addReg(SReg);
 848       break;
 849     }
 850     case SIInstrInfo::VCCNZ: {
 851       MachineOperand RegOp = Cond[1];
 852       RegOp.setImplicit(false);
 853       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
 854       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::COPY), SReg)
 855         .add(RegOp);
 856       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 857           .addImm(0)
 858           .addReg(FalseReg)
 859           .addImm(0)
 860           .addReg(TrueReg)
 861           .addReg(SReg);
 862       break;
 863     }
 864     case SIInstrInfo::VCCZ: {
 865       MachineOperand RegOp = Cond[1];
 866       RegOp.setImplicit(false);
 867       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
 868       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::COPY), SReg)
 869         .add(RegOp);
 870       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 871           .addImm(0)
 872           .addReg(TrueReg)
 873           .addImm(0)
 874           .addReg(FalseReg)
 875           .addReg(SReg);
 876       break;
 877     }
 878     case SIInstrInfo::EXECNZ: {
 879       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
 880       unsigned SReg2 = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
 881       BuildMI(MBB, I, DL, get(ST.isWave32() ? AMDGPU::S_OR_SAVEEXEC_B32
 882                                             : AMDGPU::S_OR_SAVEEXEC_B64), SReg2)
 883         .addImm(0);
 884       BuildMI(MBB, I, DL, get(ST.isWave32() ? AMDGPU::S_CSELECT_B32
 885                                             : AMDGPU::S_CSELECT_B64), SReg)
 886         .addImm(-1)
 887         .addImm(0);
 888       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 889         .addImm(0)
 890         .addReg(FalseReg)
 891         .addImm(0)
 892         .addReg(TrueReg)
 893         .addReg(SReg);
 894       break;
 895     }
 896     case SIInstrInfo::EXECZ: {
 897       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
 898       unsigned SReg2 = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
 899       BuildMI(MBB, I, DL, get(ST.isWave32() ? AMDGPU::S_OR_SAVEEXEC_B32
 900                                             : AMDGPU::S_OR_SAVEEXEC_B64), SReg2)
 901         .addImm(0);
 902       BuildMI(MBB, I, DL, get(ST.isWave32() ? AMDGPU::S_CSELECT_B32
 903                                             : AMDGPU::S_CSELECT_B64), SReg)
 904         .addImm(0)
 905         .addImm(-1);
 906       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 907         .addImm(0)
 908         .addReg(FalseReg)
 909         .addImm(0)
 910         .addReg(TrueReg)
 911         .addReg(SReg);
 912       llvm_unreachable("Unhandled branch predicate EXECZ");
 913       break;
 914     }
 915     default:
 916       llvm_unreachable("invalid branch predicate");
 917     }
 918   } else {
 919     llvm_unreachable("Can only handle Cond size 1 or 2");
 920   }
 921 }
 922
 923 unsigned SIInstrInfo::insertEQ(MachineBasicBlock *MBB,
 924                                MachineBasicBlock::iterator I,
 925                                const DebugLoc &DL,
 926                                unsigned SrcReg, int Value) const {
 927   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
 928   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
 929   BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e64), Reg)
 930     .addImm(Value)
 931     .addReg(SrcReg);
 932
 933   return Reg;
 934 }
 935
 936 unsigned SIInstrInfo::insertNE(MachineBasicBlock *MBB,
 937                                MachineBasicBlock::iterator I,
 938                                const DebugLoc &DL,
 939                                unsigned SrcReg, int Value) const {
 940   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
 941   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
 942   BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e64), Reg)
 943     .addImm(Value)
 944     .addReg(SrcReg);
 945
 946   return Reg;
 947 }
 948
 949 unsigned SIInstrInfo::getMovOpcode(const TargetRegisterClass *DstRC) const {
 950
 951   if (RI.hasAGPRs(DstRC))
 952     return AMDGPU::COPY;
 953   if (RI.getRegSizeInBits(*DstRC) == 32) {
 954     return RI.isSGPRClass(DstRC) ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 955   } else if (RI.getRegSizeInBits(*DstRC) == 64 && RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 956     return AMDGPU::S_MOV_B64;
 957   } else if (RI.getRegSizeInBits(*DstRC) == 64 && !RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 958     return  AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO;
 959   }
 960   return AMDGPU::COPY;
 961 }
 962
 963 static unsigned getSGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
 964   switch (Size) {
 965   case 4:
 966     return AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;
 967   case 8:
 968     return AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;
 969   case 12:
 970     return AMDGPU::SI_SPILL_S96_SAVE;
 971   case 16:
 972     return AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE;
 973   case 20:
 974     return AMDGPU::SI_SPILL_S160_SAVE;
 975   case 32:
 976     return AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE;
 977   case 64:
 978     return AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE;
 979   case 128:
 980     return AMDGPU::SI_SPILL_S1024_SAVE;
 981   default:
 982     llvm_unreachable("unknown register size");
 983   }
 984 }
 985
 986 static unsigned getVGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
 987   switch (Size) {
 988   case 4:
 989     return AMDGPU::SI_SPILL_V32_SAVE;
 990   case 8:
 991     return AMDGPU::SI_SPILL_V64_SAVE;
 992   case 12:
 993     return AMDGPU::SI_SPILL_V96_SAVE;
 994   case 16:
 995     return AMDGPU::SI_SPILL_V128_SAVE;
 996   case 20:
 997     return AMDGPU::SI_SPILL_V160_SAVE;
 998   case 32:
 999     return AMDGPU::SI_SPILL_V256_SAVE;
1000   case 64:
1001     return AMDGPU::SI_SPILL_V512_SAVE;
1002   case 128:
1003     return AMDGPU::SI_SPILL_V1024_SAVE;
1004   default:
1005     llvm_unreachable("unknown register size");
1006   }
1007 }
1008
1009 static unsigned getAGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
1010   switch (Size) {
1011   case 4:
1012     return AMDGPU::SI_SPILL_A32_SAVE;
1013   case 8:
1014     return AMDGPU::SI_SPILL_A64_SAVE;
1015   case 16:
1016     return AMDGPU::SI_SPILL_A128_SAVE;
1017   case 64:
1018     return AMDGPU::SI_SPILL_A512_SAVE;
1019   case 128:
1020     return AMDGPU::SI_SPILL_A1024_SAVE;
1021   default:
1022     llvm_unreachable("unknown register size");
1023   }
1024 }
1025
1026 void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
1027                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
1028                                       unsigned SrcReg, bool isKill,
1029                                       int FrameIndex,
1030                                       const TargetRegisterClass *RC,
1031                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1032   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
1033   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
1034   MachineFrameInfo &FrameInfo = MF->getFrameInfo();
1035   const DebugLoc &DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1036
1037   unsigned Size = FrameInfo.getObjectSize(FrameIndex);
1038   unsigned Align = FrameInfo.getObjectAlignment(FrameIndex);
1039   MachinePointerInfo PtrInfo
1040     = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
1041   MachineMemOperand *MMO
1042     = MF->getMachineMemOperand(PtrInfo, MachineMemOperand::MOStore,
1043                                Size, Align);
1044   unsigned SpillSize = TRI->getSpillSize(*RC);
1045
1046   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
1047     MFI->setHasSpilledSGPRs();
1048
1049     // We are only allowed to create one new instruction when spilling
1050     // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling SGPRs.
1051     const MCInstrDesc &OpDesc = get(getSGPRSpillSaveOpcode(SpillSize));
1052
1053     // The SGPR spill/restore instructions only work on number sgprs, so we need
1054     // to make sure we are using the correct register class.
1055     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) && SpillSize == 4) {
1056       MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
1057       MRI.constrainRegClass(SrcReg, &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
1058     }
1059
1060     MachineInstrBuilder Spill = BuildMI(MBB, MI, DL, OpDesc)
1061       .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)) // data
1062       .addFrameIndex(FrameIndex)               // addr
1063       .addMemOperand(MMO)
1064       .addReg(MFI->getScratchRSrcReg(), RegState::Implicit)
1065       .addReg(MFI->getStackPtrOffsetReg(), RegState::Implicit);
1066     // Add the scratch resource registers as implicit uses because we may end up
1067     // needing them, and need to ensure that the reserved registers are
1068     // correctly handled.
1069     if (RI.spillSGPRToVGPR())
1070       FrameInfo.setStackID(FrameIndex, TargetStackID::SGPRSpill);
1071     if (ST.hasScalarStores()) {
1072       // m0 is used for offset to scalar stores if used to spill.
1073       Spill.addReg(AMDGPU::M0, RegState::ImplicitDefine | RegState::Dead);
1074     }
1075
1076     return;
1077   }
1078
1079   unsigned Opcode = RI.hasAGPRs(RC) ? getAGPRSpillSaveOpcode(SpillSize)
1080                                     : getVGPRSpillSaveOpcode(SpillSize);
1081   MFI->setHasSpilledVGPRs();
1082
1083   auto MIB = BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode));
1084   if (RI.hasAGPRs(RC)) {
1085     MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
1086     unsigned Tmp = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
1087     MIB.addReg(Tmp, RegState::Define);
1088   }
1089   MIB.addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)) // data
1090      .addFrameIndex(FrameIndex)               // addr
1091      .addReg(MFI->getScratchRSrcReg())        // scratch_rsrc
1092      .addReg(MFI->getStackPtrOffsetReg())     // scratch_offset
1093      .addImm(0)                               // offset
1094      .addMemOperand(MMO);
1095 }
1096
1097 static unsigned getSGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
1098   switch (Size) {
1099   case 4:
1100     return AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE;
1101   case 8:
1102     return AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;
1103   case 12:
1104     return AMDGPU::SI_SPILL_S96_RESTORE;
1105   case 16:
1106     return AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE;
1107   case 20:
1108     return AMDGPU::SI_SPILL_S160_RESTORE;
1109   case 32:
1110     return AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE;
1111   case 64:
1112     return AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE;
1113   case 128:
1114     return AMDGPU::SI_SPILL_S1024_RESTORE;
1115   default:
1116     llvm_unreachable("unknown register size");
1117   }
1118 }
1119
1120 static unsigned getVGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
1121   switch (Size) {
1122   case 4:
1123     return AMDGPU::SI_SPILL_V32_RESTORE;
1124   case 8:
1125     return AMDGPU::SI_SPILL_V64_RESTORE;
1126   case 12:
1127     return AMDGPU::SI_SPILL_V96_RESTORE;
1128   case 16:
1129     return AMDGPU::SI_SPILL_V128_RESTORE;
1130   case 20:
1131     return AMDGPU::SI_SPILL_V160_RESTORE;
1132   case 32:
1133     return AMDGPU::SI_SPILL_V256_RESTORE;
1134   case 64:
1135     return AMDGPU::SI_SPILL_V512_RESTORE;
1136   case 128:
1137     return AMDGPU::SI_SPILL_V1024_RESTORE;
1138   default:
1139     llvm_unreachable("unknown register size");
1140   }
1141 }
1142
1143 static unsigned getAGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
1144   switch (Size) {
1145   case 4:
1146     return AMDGPU::SI_SPILL_A32_RESTORE;
1147   case 8:
1148     return AMDGPU::SI_SPILL_A64_RESTORE;
1149   case 16:
1150     return AMDGPU::SI_SPILL_A128_RESTORE;
1151   case 64:
1152     return AMDGPU::SI_SPILL_A512_RESTORE;
1153   case 128:
1154     return AMDGPU::SI_SPILL_A1024_RESTORE;
1155   default:
1156     llvm_unreachable("unknown register size");
1157   }
1158 }
1159
1160 void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
1161                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
1162                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
1163                                        const TargetRegisterClass *RC,
1164                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1165   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
1166   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
1167   MachineFrameInfo &FrameInfo = MF->getFrameInfo();
1168   const DebugLoc &DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1169   unsigned Align = FrameInfo.getObjectAlignment(FrameIndex);
1170   unsigned Size = FrameInfo.getObjectSize(FrameIndex);
1171   unsigned SpillSize = TRI->getSpillSize(*RC);
1172
1173   MachinePointerInfo PtrInfo
1174     = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
1175
1176   MachineMemOperand *MMO = MF->getMachineMemOperand(
1177     PtrInfo, MachineMemOperand::MOLoad, Size, Align);
1178
1179   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
1180     MFI->setHasSpilledSGPRs();
1181
1182     // FIXME: Maybe this should not include a memoperand because it will be
1183     // lowered to non-memory instructions.
1184     const MCInstrDesc &OpDesc = get(getSGPRSpillRestoreOpcode(SpillSize));
1185     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DestReg) && SpillSize == 4) {
1186       MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
1187       MRI.constrainRegClass(DestReg, &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
1188     }
1189
1190     if (RI.spillSGPRToVGPR())
1191       FrameInfo.setStackID(FrameIndex, TargetStackID::SGPRSpill);
1192     MachineInstrBuilder Spill = BuildMI(MBB, MI, DL, OpDesc, DestReg)
1193       .addFrameIndex(FrameIndex) // addr
1194       .addMemOperand(MMO)
1195       .addReg(MFI->getScratchRSrcReg(), RegState::Implicit)
1196       .addReg(MFI->getStackPtrOffsetReg(), RegState::Implicit);
1197
1198     if (ST.hasScalarStores()) {
1199       // m0 is used for offset to scalar stores if used to spill.
1200       Spill.addReg(AMDGPU::M0, RegState::ImplicitDefine | RegState::Dead);
1201     }
1202
1203     return;
1204   }
1205
1206   unsigned Opcode = RI.hasAGPRs(RC) ? getAGPRSpillRestoreOpcode(SpillSize)
1207                                     : getVGPRSpillRestoreOpcode(SpillSize);
1208   auto MIB = BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg);
1209   if (RI.hasAGPRs(RC)) {
1210     MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
1211     unsigned Tmp = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
1212     MIB.addReg(Tmp, RegState::Define);
1213   }
1214   MIB.addFrameIndex(FrameIndex)        // vaddr
1215      .addReg(MFI->getScratchRSrcReg()) // scratch_rsrc
1216      .addReg(MFI->getStackPtrOffsetReg()) // scratch_offset
1217      .addImm(0)                           // offset
1218      .addMemOperand(MMO);
1219 }
1220
1221 /// \param @Offset Offset in bytes of the FrameIndex being spilled
1222 unsigned SIInstrInfo::calculateLDSSpillAddress(
1223     MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr &MI, RegScavenger *RS, unsigned TmpReg,
1224     unsigned FrameOffset, unsigned Size) const {
1225   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
1226   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
1227   const GCNSubtarget &ST = MF->getSubtarget<GCNSubtarget>();
1228   const DebugLoc &DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1229   unsigned WorkGroupSize = MFI->getMaxFlatWorkGroupSize();
1230   unsigned WavefrontSize = ST.getWavefrontSize();
1231
1232   unsigned TIDReg = MFI->getTIDReg();
1233   if (!MFI->hasCalculatedTID()) {
1234     MachineBasicBlock &Entry = MBB.getParent()->front();
1235     MachineBasicBlock::iterator Insert = Entry.front();
1236     const DebugLoc &DL = Insert->getDebugLoc();
1237
1238     TIDReg = RI.findUnusedRegister(MF->getRegInfo(), &AMDGPU::VGPR_32RegClass,
1239                                    *MF);
1240     if (TIDReg == AMDGPU::NoRegister)
1241       return TIDReg;
1242
1243     if (!AMDGPU::isShader(MF->getFunction().getCallingConv()) &&
1244         WorkGroupSize > WavefrontSize) {
1245       unsigned TIDIGXReg
1246         = MFI->getPreloadedReg(AMDGPUFunctionArgInfo::WORKGROUP_ID_X);
1247       unsigned TIDIGYReg
1248         = MFI->getPreloadedReg(AMDGPUFunctionArgInfo::WORKGROUP_ID_Y);
1249       unsigned TIDIGZReg
1250         = MFI->getPreloadedReg(AMDGPUFunctionArgInfo::WORKGROUP_ID_Z);
1251       unsigned InputPtrReg =
1252           MFI->getPreloadedReg(AMDGPUFunctionArgInfo::KERNARG_SEGMENT_PTR);
1253       for (unsigned Reg : {TIDIGXReg, TIDIGYReg, TIDIGZReg}) {
1254         if (!Entry.isLiveIn(Reg))
1255           Entry.addLiveIn(Reg);
1256       }
1257
1258       RS->enterBasicBlock(Entry);
1259       // FIXME: Can we scavenge an SReg_64 and access the subregs?
1260       unsigned STmp0 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
1261       unsigned STmp1 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
1262       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp0)
1263               .addReg(InputPtrReg)
1264               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Z);
1265       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp1)
1266               .addReg(InputPtrReg)
1267               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Y);
1268
1269       // NGROUPS.X * NGROUPS.Y
1270       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_MUL_I32), STmp1)
1271               .addReg(STmp1)
1272               .addReg(STmp0);
1273       // (NGROUPS.X * NGROUPS.Y) * TIDIG.X
1274       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MUL_U32_U24_e32), TIDReg)
1275               .addReg(STmp1)
1276               .addReg(TIDIGXReg);
1277       // NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)
1278       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MAD_U32_U24), TIDReg)
1279               .addReg(STmp0)
1280               .addReg(TIDIGYReg)
1281               .addReg(TIDReg);
1282       // (NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)) + TIDIG.Z
1283       getAddNoCarry(Entry, Insert, DL, TIDReg)
1284         .addReg(TIDReg)
1285         .addReg(TIDIGZReg)
1286         .addImm(0); // clamp bit
1287     } else {
1288       // Get the wave id
1289       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_LO_U32_B32_e64),
1290               TIDReg)
1291               .addImm(-1)
1292               .addImm(0);
1293
1294       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_HI_U32_B32_e64),
1295               TIDReg)
1296               .addImm(-1)
1297               .addReg(TIDReg);
1298     }
1299
1300     BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e32),
1301             TIDReg)
1302             .addImm(2)
1303             .addReg(TIDReg);
1304     MFI->setTIDReg(TIDReg);
1305   }
1306
1307   // Add FrameIndex to LDS offset
1308   unsigned LDSOffset = MFI->getLDSSize() + (FrameOffset * WorkGroupSize);
1309   getAddNoCarry(MBB, MI, DL, TmpReg)
1310     .addImm(LDSOffset)
1311     .addReg(TIDReg)
1312     .addImm(0); // clamp bit
1313
1314   return TmpReg;
1315 }
1316
1317 void SIInstrInfo::insertWaitStates(MachineBasicBlock &MBB,
1318                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
1319                                    int Count) const {
1320   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1321   while (Count > 0) {
1322     int Arg;
1323     if (Count >= 8)
1324       Arg = 7;
1325     else
1326       Arg = Count - 1;
1327     Count -= 8;
1328     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_NOP))
1329             .addImm(Arg);
1330   }
1331 }
1332
1333 void SIInstrInfo::insertNoop(MachineBasicBlock &MBB,
1334                              MachineBasicBlock::iterator MI) const {
1335   insertWaitStates(MBB, MI, 1);
1336 }
1337
1338 void SIInstrInfo::insertReturn(MachineBasicBlock &MBB) const {
1339   auto MF = MBB.getParent();
1340   SIMachineFunctionInfo *Info = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
1341
1342   assert(Info->isEntryFunction());
1343
1344   if (MBB.succ_empty()) {
1345     bool HasNoTerminator = MBB.getFirstTerminator() == MBB.end();
1346     if (HasNoTerminator) {
1347       if (Info->returnsVoid()) {
1348         BuildMI(MBB, MBB.end(), DebugLoc(), get(AMDGPU::S_ENDPGM)).addImm(0);
1349       } else {
1350         BuildMI(MBB, MBB.end(), DebugLoc(), get(AMDGPU::SI_RETURN_TO_EPILOG));
1351       }
1352     }
1353   }
1354 }
1355
1356 unsigned SIInstrInfo::getNumWaitStates(const MachineInstr &MI) {
1357   switch (MI.getOpcode()) {
1358   default: return 1; // FIXME: Do wait states equal cycles?
1359
1360   case AMDGPU::S_NOP:
1361     return MI.getOperand(0).getImm() + 1;
1362   }
1363 }
1364
1365 bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineInstr &MI) const {
1366   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
1367   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1368   switch (MI.getOpcode()) {
1369   default: return TargetInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
1370   case AMDGPU::S_MOV_B64_term:
1371     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1372     // register allocation.
1373     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_MOV_B64));
1374     break;
1375
1376   case AMDGPU::S_MOV_B32_term:
1377     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1378     // register allocation.
1379     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_MOV_B32));
1380     break;
1381
1382   case AMDGPU::S_XOR_B64_term:
1383     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1384     // register allocation.
1385     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_XOR_B64));
1386     break;
1387
1388   case AMDGPU::S_XOR_B32_term:
1389     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1390     // register allocation.
1391     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_XOR_B32));
1392     break;
1393
1394   case AMDGPU::S_OR_B32_term:
1395     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1396     // register allocation.
1397     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_OR_B32));
1398     break;
1399
1400   case AMDGPU::S_ANDN2_B64_term:
1401     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1402     // register allocation.
1403     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_ANDN2_B64));
1404     break;
1405
1406   case AMDGPU::S_ANDN2_B32_term:
1407     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1408     // register allocation.
1409     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_ANDN2_B32));
1410     break;
1411
1412   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
1413     unsigned Dst = MI.getOperand(0).getReg();
1414     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
1415     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
1416
1417     const MachineOperand &SrcOp = MI.getOperand(1);
1418     // FIXME: Will this work for 64-bit floating point immediates?
1419     assert(!SrcOp.isFPImm());
1420     if (SrcOp.isImm()) {
1421       APInt Imm(64, SrcOp.getImm());
1422       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
1423         .addImm(Imm.getLoBits(32).getZExtValue())
1424         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
1425       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
1426         .addImm(Imm.getHiBits(32).getZExtValue())
1427         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
1428     } else {
1429       assert(SrcOp.isReg());
1430       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
1431         .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub0))
1432         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
1433       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
1434         .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub1))
1435         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
1436     }
1437     MI.eraseFromParent();
1438     break;
1439   }
1440   case AMDGPU::V_SET_INACTIVE_B32: {
1441     unsigned NotOpc = ST.isWave32() ? AMDGPU::S_NOT_B32 : AMDGPU::S_NOT_B64;
1442     unsigned Exec = ST.isWave32() ? AMDGPU::EXEC_LO : AMDGPU::EXEC;
1443     BuildMI(MBB, MI, DL, get(NotOpc), Exec)
1444       .addReg(Exec);
1445     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), MI.getOperand(0).getReg())
1446       .add(MI.getOperand(2));
1447     BuildMI(MBB, MI, DL, get(NotOpc), Exec)
1448       .addReg(Exec);
1449     MI.eraseFromParent();
1450     break;
1451   }
1452   case AMDGPU::V_SET_INACTIVE_B64: {
1453     unsigned NotOpc = ST.isWave32() ? AMDGPU::S_NOT_B32 : AMDGPU::S_NOT_B64;
1454     unsigned Exec = ST.isWave32() ? AMDGPU::EXEC_LO : AMDGPU::EXEC;
1455     BuildMI(MBB, MI, DL, get(NotOpc), Exec)
1456       .addReg(Exec);
1457     MachineInstr *Copy = BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO),
1458                                  MI.getOperand(0).getReg())
1459       .add(MI.getOperand(2));
1460     expandPostRAPseudo(*Copy);
1461     BuildMI(MBB, MI, DL, get(NotOpc), Exec)
1462       .addReg(Exec);
1463     MI.eraseFromParent();
1464     break;
1465   }
1466   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V1:
1467   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V2:
1468   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V4:
1469   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V8:
1470   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V16: {
1471     const MCInstrDesc &MovRelDesc = get(AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e32);
1472     unsigned VecReg = MI.getOperand(0).getReg();
1473     bool IsUndef = MI.getOperand(1).isUndef();
1474     unsigned SubReg = AMDGPU::sub0 + MI.getOperand(3).getImm();
1475     assert(VecReg == MI.getOperand(1).getReg());
1476
1477     MachineInstr *MovRel =
1478         BuildMI(MBB, MI, DL, MovRelDesc)
1479             .addReg(RI.getSubReg(VecReg, SubReg), RegState::Undef)
1480             .add(MI.getOperand(2))
1481             .addReg(VecReg, RegState::ImplicitDefine)
1482             .addReg(VecReg,
1483                     RegState::Implicit | (IsUndef ? RegState::Undef : 0));
1484
1485     const int ImpDefIdx =
1486         MovRelDesc.getNumOperands() + MovRelDesc.getNumImplicitUses();
1487     const int ImpUseIdx = ImpDefIdx + 1;
1488     MovRel->tieOperands(ImpDefIdx, ImpUseIdx);
1489
1490     MI.eraseFromParent();
1491     break;
1492   }
1493   case AMDGPU::SI_PC_ADD_REL_OFFSET: {
1494     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1495     unsigned Reg = MI.getOperand(0).getReg();
1496     unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
1497     unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
1498
1499     // Create a bundle so these instructions won't be re-ordered by the
1500     // post-RA scheduler.
1501     MIBundleBuilder Bundler(MBB, MI);
1502     Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg));
1503
1504     // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the
1505     // constant data.
1506     Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32), RegLo)
1507                        .addReg(RegLo)
1508                        .add(MI.getOperand(1)));
1509
1510     MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
1511                                   .addReg(RegHi);
1512     MIB.add(MI.getOperand(2));
1513
1514     Bundler.append(MIB);
1515     finalizeBundle(MBB, Bundler.begin());
1516
1517     MI.eraseFromParent();
1518     break;
1519   }
1520   case AMDGPU::ENTER_WWM: {
1521     // This only gets its own opcode so that SIPreAllocateWWMRegs can tell when
1522     // WWM is entered.
1523     MI.setDesc(get(ST.isWave32() ? AMDGPU::S_OR_SAVEEXEC_B32
1524                                  : AMDGPU::S_OR_SAVEEXEC_B64));
1525     break;
1526   }
1527   case AMDGPU::EXIT_WWM: {
1528     // This only gets its own opcode so that SIPreAllocateWWMRegs can tell when
1529     // WWM is exited.
1530     MI.setDesc(get(ST.isWave32() ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::S_MOV_B64));
1531     break;
1532   }
1533   case TargetOpcode::BUNDLE: {
1534     if (!MI.mayLoad())
1535       return false;
1536
1537     // If it is a load it must be a memory clause
1538     for (MachineBasicBlock::instr_iterator I = MI.getIterator();
1539          I->isBundledWithSucc(); ++I) {
1540       I->unbundleFromSucc();
1541       for (MachineOperand &MO : I->operands())
1542         if (MO.isReg())
1543           MO.setIsInternalRead(false);
1544     }
1545
1546     MI.eraseFromParent();
1547     break;
1548   }
1549   }
1550   return true;
1551 }
1552
1553 bool SIInstrInfo::swapSourceModifiers(MachineInstr &MI,
1554                                       MachineOperand &Src0,
1555                                       unsigned Src0OpName,
1556                                       MachineOperand &Src1,
1557                                       unsigned Src1OpName) const {
1558   MachineOperand *Src0Mods = getNamedOperand(MI, Src0OpName);
1559   if (!Src0Mods)
1560     return false;
1561
1562   MachineOperand *Src1Mods = getNamedOperand(MI, Src1OpName);
1563   assert(Src1Mods &&
1564          "All commutable instructions have both src0 and src1 modifiers");
1565
1566   int Src0ModsVal = Src0Mods->getImm();
1567   int Src1ModsVal = Src1Mods->getImm();
1568
1569   Src1Mods->setImm(Src0ModsVal);
1570   Src0Mods->setImm(Src1ModsVal);
1571   return true;
1572 }
1573
1574 static MachineInstr *swapRegAndNonRegOperand(MachineInstr &MI,
1575                                              MachineOperand &RegOp,
1576                                              MachineOperand &NonRegOp) {
1577   unsigned Reg = RegOp.getReg();
1578   unsigned SubReg = RegOp.getSubReg();
1579   bool IsKill = RegOp.isKill();
1580   bool IsDead = RegOp.isDead();
1581   bool IsUndef = RegOp.isUndef();
1582   bool IsDebug = RegOp.isDebug();
1583
1584   if (NonRegOp.isImm())
1585     RegOp.ChangeToImmediate(NonRegOp.getImm());
1586   else if (NonRegOp.isFI())
1587     RegOp.ChangeToFrameIndex(NonRegOp.getIndex());
1588   else
1589     return nullptr;
1590
1591   NonRegOp.ChangeToRegister(Reg, false, false, IsKill, IsDead, IsUndef, IsDebug);
1592   NonRegOp.setSubReg(SubReg);
1593
1594   return &MI;
1595 }
1596
1597 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstructionImpl(MachineInstr &MI, bool NewMI,
1598                                                   unsigned Src0Idx,
1599                                                   unsigned Src1Idx) const {
1600   assert(!NewMI && "this should never be used");
1601
1602   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1603   int CommutedOpcode = commuteOpcode(Opc);
1604   if (CommutedOpcode == -1)
1605     return nullptr;
1606
1607   assert(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0) ==
1608            static_cast<int>(Src0Idx) &&
1609          AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1) ==
1610            static_cast<int>(Src1Idx) &&
1611          "inconsistency with findCommutedOpIndices");
1612
1613   MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
1614   MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
1615
1616   MachineInstr *CommutedMI = nullptr;
1617   if (Src0.isReg() && Src1.isReg()) {
1618     if (isOperandLegal(MI, Src1Idx, &Src0)) {
1619       // Be sure to copy the source modifiers to the right place.
1620       CommutedMI
1621         = TargetInstrInfo::commuteInstructionImpl(MI, NewMI, Src0Idx, Src1Idx);
1622     }
1623
1624   } else if (Src0.isReg() && !Src1.isReg()) {
1625     // src0 should always be able to support any operand type, so no need to
1626     // check operand legality.
1627     CommutedMI = swapRegAndNonRegOperand(MI, Src0, Src1);
1628   } else if (!Src0.isReg() && Src1.isReg()) {
1629     if (isOperandLegal(MI, Src1Idx, &Src0))
1630       CommutedMI = swapRegAndNonRegOperand(MI, Src1, Src0);
1631   } else {
1632     // FIXME: Found two non registers to commute. This does happen.
1633     return nullptr;
1634   }
1635
1636   if (CommutedMI) {
1637     swapSourceModifiers(MI, Src0, AMDGPU::OpName::src0_modifiers,
1638                         Src1, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
1639
1640     CommutedMI->setDesc(get(CommutedOpcode));
1641   }
1642
1643   return CommutedMI;
1644 }
1645
1646 // This needs to be implemented because the source modifiers may be inserted
1647 // between the true commutable operands, and the base
1648 // TargetInstrInfo::commuteInstruction uses it.
1649 bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr &MI, unsigned &SrcOpIdx0,
1650                                         unsigned &SrcOpIdx1) const {
1651   return findCommutedOpIndices(MI.getDesc(), SrcOpIdx0, SrcOpIdx1);
1652 }
1653
1654 bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MCInstrDesc Desc, unsigned &SrcOpIdx0,
1655                                         unsigned &SrcOpIdx1) const {
1656   if (!Desc.isCommutable())
1657     return false;
1658
1659   unsigned Opc = Desc.getOpcode();
1660   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
1661   if (Src0Idx == -1)
1662     return false;
1663
1664   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
1665   if (Src1Idx == -1)
1666     return false;
1667
1668   return fixCommutedOpIndices(SrcOpIdx0, SrcOpIdx1, Src0Idx, Src1Idx);
1669 }
1670
1671 bool SIInstrInfo::isBranchOffsetInRange(unsigned BranchOp,
1672                                         int64_t BrOffset) const {
1673   // BranchRelaxation should never have to check s_setpc_b64 because its dest
1674   // block is unanalyzable.
1675   assert(BranchOp != AMDGPU::S_SETPC_B64);
1676
1677   // Convert to dwords.
1678   BrOffset /= 4;
1679
1680   // The branch instructions do PC += signext(SIMM16 * 4) + 4, so the offset is
1681   // from the next instruction.
1682   BrOffset -= 1;
1683
1684   return isIntN(BranchOffsetBits, BrOffset);
1685 }
1686
1687 MachineBasicBlock *SIInstrInfo::getBranchDestBlock(
1688   const MachineInstr &MI) const {
1689   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::S_SETPC_B64) {
1690     // This would be a difficult analysis to perform, but can always be legal so
1691     // there's no need to analyze it.
1692     return nullptr;
1693   }
1694
1695   return MI.getOperand(0).getMBB();
1696 }
1697
1698 unsigned SIInstrInfo::insertIndirectBranch(MachineBasicBlock &MBB,
1699                                            MachineBasicBlock &DestBB,
1700                                            const DebugLoc &DL,
1701                                            int64_t BrOffset,
1702                                            RegScavenger *RS) const {
1703   assert(RS && "RegScavenger required for long branching");
1704   assert(MBB.empty() &&
1705          "new block should be inserted for expanding unconditional branch");
1706   assert(MBB.pred_size() == 1);
1707
1708   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
1709   MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
1710
1711   // FIXME: Virtual register workaround for RegScavenger not working with empty
1712   // blocks.
1713   unsigned PCReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
1714
1715   auto I = MBB.end();
1716
1717   // We need to compute the offset relative to the instruction immediately after
1718   // s_getpc_b64. Insert pc arithmetic code before last terminator.
1719   MachineInstr *GetPC = BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), PCReg);
1720
1721   // TODO: Handle > 32-bit block address.
1722   if (BrOffset >= 0) {
1723     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32))
1724       .addReg(PCReg, RegState::Define, AMDGPU::sub0)
1725       .addReg(PCReg, 0, AMDGPU::sub0)
1726       .addMBB(&DestBB, MO_LONG_BRANCH_FORWARD);
1727     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32))
1728       .addReg(PCReg, RegState::Define, AMDGPU::sub1)
1729       .addReg(PCReg, 0, AMDGPU::sub1)
1730       .addImm(0);
1731   } else {
1732     // Backwards branch.
1733     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_SUB_U32))
1734       .addReg(PCReg, RegState::Define, AMDGPU::sub0)
1735       .addReg(PCReg, 0, AMDGPU::sub0)
1736       .addMBB(&DestBB, MO_LONG_BRANCH_BACKWARD);
1737     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_SUBB_U32))
1738       .addReg(PCReg, RegState::Define, AMDGPU::sub1)
1739       .addReg(PCReg, 0, AMDGPU::sub1)
1740       .addImm(0);
1741   }
1742
1743   // Insert the indirect branch after the other terminator.
1744   BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::S_SETPC_B64))
1745     .addReg(PCReg);
1746
1747   // FIXME: If spilling is necessary, this will fail because this scavenger has
1748   // no emergency stack slots. It is non-trivial to spill in this situation,
1749   // because the restore code needs to be specially placed after the
1750   // jump. BranchRelaxation then needs to be made aware of the newly inserted
1751   // block.
1752   //
1753   // If a spill is needed for the pc register pair, we need to insert a spill
1754   // restore block right before the destination block, and insert a short branch
1755   // into the old destination block's fallthrough predecessor.
1756   // e.g.:
1757   //
1758   // s_cbranch_scc0 skip_long_branch:
1759   //
1760   // long_branch_bb:
1761   //   spill s[8:9]
1762   //   s_getpc_b64 s[8:9]
1763   //   s_add_u32 s8, s8, restore_bb
1764   //   s_addc_u32 s9, s9, 0
1765   //   s_setpc_b64 s[8:9]
1766   //
1767   // skip_long_branch:
1768   //   foo;
1769   //
1770   // .....
1771   //
1772   // dest_bb_fallthrough_predecessor:
1773   // bar;
1774   // s_branch dest_bb
1775   //
1776   // restore_bb:
1777   //  restore s[8:9]
1778   //  fallthrough dest_bb
1779   ///
1780   // dest_bb:
1781   //   buzz;
1782
1783   RS->enterBasicBlockEnd(MBB);
1784   unsigned Scav = RS->scavengeRegisterBackwards(
1785     AMDGPU::SReg_64RegClass,
1786     MachineBasicBlock::iterator(GetPC), false, 0);
1787   MRI.replaceRegWith(PCReg, Scav);
1788   MRI.clearVirtRegs();
1789   RS->setRegUsed(Scav);
1790
1791   return 4 + 8 + 4 + 4;
1792 }
1793
1794 unsigned SIInstrInfo::getBranchOpcode(SIInstrInfo::BranchPredicate Cond) {
1795   switch (Cond) {
1796   case SIInstrInfo::SCC_TRUE:
1797     return AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1;
1798   case SIInstrInfo::SCC_FALSE:
1799     return AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0;
1800   case SIInstrInfo::VCCNZ:
1801     return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ;
1802   case SIInstrInfo::VCCZ:
1803     return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ;
1804   case SIInstrInfo::EXECNZ:
1805     return AMDGPU::S_CBRANCH_EXECNZ;
1806   case SIInstrInfo::EXECZ:
1807     return AMDGPU::S_CBRANCH_EXECZ;
1808   default:
1809     llvm_unreachable("invalid branch predicate");
1810   }
1811 }
1812
1813 SIInstrInfo::BranchPredicate SIInstrInfo::getBranchPredicate(unsigned Opcode) {
1814   switch (Opcode) {
1815   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0:
1816     return SCC_FALSE;
1817   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1:
1818     return SCC_TRUE;
1819   case AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ:
1820     return VCCNZ;
1821   case AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ:
1822     return VCCZ;
1823   case AMDGPU::S_CBRANCH_EXECNZ:
1824     return EXECNZ;
1825   case AMDGPU::S_CBRANCH_EXECZ:
1826     return EXECZ;
1827   default:
1828     return INVALID_BR;
1829   }
1830 }
1831
1832 bool SIInstrInfo::analyzeBranchImpl(MachineBasicBlock &MBB,
1833                                     MachineBasicBlock::iterator I,
1834                                     MachineBasicBlock *&TBB,
1835                                     MachineBasicBlock *&FBB,
1836                                     SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
1837                                     bool AllowModify) const {
1838   if (I->getOpcode() == AMDGPU::S_BRANCH) {
1839     // Unconditional Branch
1840     TBB = I->getOperand(0).getMBB();
1841     return false;
1842   }
1843
1844   MachineBasicBlock *CondBB = nullptr;
1845
1846   if (I->getOpcode() == AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO) {
1847     CondBB = I->getOperand(1).getMBB();
1848     Cond.push_back(I->getOperand(0));
1849   } else {
1850     BranchPredicate Pred = getBranchPredicate(I->getOpcode());
1851     if (Pred == INVALID_BR)
1852       return true;
1853
1854     CondBB = I->getOperand(0).getMBB();
1855     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(Pred));
1856     Cond.push_back(I->getOperand(1)); // Save the branch register.
1857   }
1858   ++I;
1859
1860   if (I == MBB.end()) {
1861     // Conditional branch followed by fall-through.
1862     TBB = CondBB;
1863     return false;
1864   }
1865
1866   if (I->getOpcode() == AMDGPU::S_BRANCH) {
1867     TBB = CondBB;
1868     FBB = I->getOperand(0).getMBB();
1869     return false;
1870   }
1871
1872   return true;
1873 }
1874
1875 bool SIInstrInfo::analyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
1876                                 MachineBasicBlock *&FBB,
1877                                 SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
1878                                 bool AllowModify) const {
1879   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getFirstTerminator();
1880   auto E = MBB.end();
1881   if (I == E)
1882     return false;
1883
1884   // Skip over the instructions that are artificially terminators for special
1885   // exec management.
1886   while (I != E && !I->isBranch() && !I->isReturn() &&
1887          I->getOpcode() != AMDGPU::SI_MASK_BRANCH) {
1888     switch (I->getOpcode()) {
1889     case AMDGPU::SI_MASK_BRANCH:
1890     case AMDGPU::S_MOV_B64_term:
1891     case AMDGPU::S_XOR_B64_term:
1892     case AMDGPU::S_ANDN2_B64_term:
1893     case AMDGPU::S_MOV_B32_term:
1894     case AMDGPU::S_XOR_B32_term:
1895     case AMDGPU::S_OR_B32_term:
1896     case AMDGPU::S_ANDN2_B32_term:
1897       break;
1898     case AMDGPU::SI_IF:
1899     case AMDGPU::SI_ELSE:
1900     case AMDGPU::SI_KILL_I1_TERMINATOR:
1901     case AMDGPU::SI_KILL_F32_COND_IMM_TERMINATOR:
1902       // FIXME: It's messy that these need to be considered here at all.
1903       return true;
1904     default:
1905       llvm_unreachable("unexpected non-branch terminator inst");
1906     }
1907
1908     ++I;
1909   }
1910
1911   if (I == E)
1912     return false;
1913
1914   if (I->getOpcode() != AMDGPU::SI_MASK_BRANCH)
1915     return analyzeBranchImpl(MBB, I, TBB, FBB, Cond, AllowModify);
1916
1917   ++I;
1918
1919   // TODO: Should be able to treat as fallthrough?
1920   if (I == MBB.end())
1921     return true;
1922
1923   if (analyzeBranchImpl(MBB, I, TBB, FBB, Cond, AllowModify))
1924     return true;
1925
1926   MachineBasicBlock *MaskBrDest = I->getOperand(0).getMBB();
1927
1928   // Specifically handle the case where the conditional branch is to the same
1929   // destination as the mask branch. e.g.
1930   //
1931   // si_mask_branch BB8
1932   // s_cbranch_execz BB8
1933   // s_cbranch BB9
1934   //
1935   // This is required to understand divergent loops which may need the branches
1936   // to be relaxed.
1937   if (TBB != MaskBrDest || Cond.empty())
1938     return true;
1939
1940   auto Pred = Cond[0].getImm();
1941   return (Pred != EXECZ && Pred != EXECNZ);
1942 }
1943
1944 unsigned SIInstrInfo::removeBranch(MachineBasicBlock &MBB,
1945                                    int *BytesRemoved) const {
1946   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getFirstTerminator();
1947
1948   unsigned Count = 0;
1949   unsigned RemovedSize = 0;
1950   while (I != MBB.end()) {
1951     MachineBasicBlock::iterator Next = std::next(I);
1952     if (I->getOpcode() == AMDGPU::SI_MASK_BRANCH) {
1953       I = Next;
1954       continue;
1955     }
1956
1957     RemovedSize += getInstSizeInBytes(*I);
1958     I->eraseFromParent();
1959     ++Count;
1960     I = Next;
1961   }
1962
1963   if (BytesRemoved)
1964     *BytesRemoved = RemovedSize;
1965
1966   return Count;
1967 }
1968
1969 // Copy the flags onto the implicit condition register operand.
1970 static void preserveCondRegFlags(MachineOperand &CondReg,
1971                                  const MachineOperand &OrigCond) {
1972   CondReg.setIsUndef(OrigCond.isUndef());
1973   CondReg.setIsKill(OrigCond.isKill());
1974 }
1975
1976 unsigned SIInstrInfo::insertBranch(MachineBasicBlock &MBB,
1977                                    MachineBasicBlock *TBB,
1978                                    MachineBasicBlock *FBB,
1979                                    ArrayRef<MachineOperand> Cond,
1980                                    const DebugLoc &DL,
1981                                    int *BytesAdded) const {
1982   if (!FBB && Cond.empty()) {
1983     BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::S_BRANCH))
1984       .addMBB(TBB);
1985     if (BytesAdded)
1986       *BytesAdded = 4;
1987     return 1;
1988   }
1989
1990   if(Cond.size() == 1 && Cond[0].isReg()) {
1991      BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO))
1992        .add(Cond[0])
1993        .addMBB(TBB);
1994      return 1;
1995   }
1996
1997   assert(TBB && Cond[0].isImm());
1998
1999   unsigned Opcode
2000     = getBranchOpcode(static_cast<BranchPredicate>(Cond[0].getImm()));
2001
2002   if (!FBB) {
2003     Cond[1].isUndef();
2004     MachineInstr *CondBr =
2005       BuildMI(&MBB, DL, get(Opcode))
2006       .addMBB(TBB);
2007
2008     // Copy the flags onto the implicit condition register operand.
2009     preserveCondRegFlags(CondBr->getOperand(1), Cond[1]);
2010
2011     if (BytesAdded)
2012       *BytesAdded = 4;
2013     return 1;
2014   }
2015
2016   assert(TBB && FBB);
2017
2018   MachineInstr *CondBr =
2019     BuildMI(&MBB, DL, get(Opcode))
2020     .addMBB(TBB);
2021   BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::S_BRANCH))
2022     .addMBB(FBB);
2023
2024   MachineOperand &CondReg = CondBr->getOperand(1);
2025   CondReg.setIsUndef(Cond[1].isUndef());
2026   CondReg.setIsKill(Cond[1].isKill());
2027
2028   if (BytesAdded)
2029       *BytesAdded = 8;
2030
2031   return 2;
2032 }
2033
2034 bool SIInstrInfo::reverseBranchCondition(
2035   SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
2036   if (Cond.size() != 2) {
2037     return true;
2038   }
2039
2040   if (Cond[0].isImm()) {
2041     Cond[0].setImm(-Cond[0].getImm());
2042     return false;
2043   }
2044
2045   return true;
2046 }
2047
2048 bool SIInstrInfo::canInsertSelect(const MachineBasicBlock &MBB,
2049                                   ArrayRef<MachineOperand> Cond,
2050                                   unsigned TrueReg, unsigned FalseReg,
2051                                   int &CondCycles,
2052                                   int &TrueCycles, int &FalseCycles) const {
2053   switch (Cond[0].getImm()) {
2054   case VCCNZ:
2055   case VCCZ: {
2056     const MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2057     const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(TrueReg);
2058     assert(MRI.getRegClass(FalseReg) == RC);
2059
2060     int NumInsts = AMDGPU::getRegBitWidth(RC->getID()) / 32;
2061     CondCycles = TrueCycles = FalseCycles = NumInsts; // ???
2062
2063     // Limit to equal cost for branch vs. N v_cndmask_b32s.
2064     return RI.hasVGPRs(RC) && NumInsts <= 6;
2065   }
2066   case SCC_TRUE:
2067   case SCC_FALSE: {
2068     // FIXME: We could insert for VGPRs if we could replace the original compare
2069     // with a vector one.
2070     const MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2071     const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(TrueReg);
2072     assert(MRI.getRegClass(FalseReg) == RC);
2073
2074     int NumInsts = AMDGPU::getRegBitWidth(RC->getID()) / 32;
2075
2076     // Multiples of 8 can do s_cselect_b64
2077     if (NumInsts % 2 == 0)
2078       NumInsts /= 2;
2079
2080     CondCycles = TrueCycles = FalseCycles = NumInsts; // ???
2081     return RI.isSGPRClass(RC);
2082   }
2083   default:
2084     return false;
2085   }
2086 }
2087
2088 void SIInstrInfo::insertSelect(MachineBasicBlock &MBB,
2089                                MachineBasicBlock::iterator I, const DebugLoc &DL,
2090                                unsigned DstReg, ArrayRef<MachineOperand> Cond,
2091                                unsigned TrueReg, unsigned FalseReg) const {
2092   BranchPredicate Pred = static_cast<BranchPredicate>(Cond[0].getImm());
2093   if (Pred == VCCZ || Pred == SCC_FALSE) {
2094     Pred = static_cast<BranchPredicate>(-Pred);
2095     std::swap(TrueReg, FalseReg);
2096   }
2097
2098   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2099   const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(DstReg);
2100   unsigned DstSize = RI.getRegSizeInBits(*DstRC);
2101
2102   if (DstSize == 32) {
2103     unsigned SelOp = Pred == SCC_TRUE ?
2104       AMDGPU::S_CSELECT_B32 : AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e32;
2105
2106     // Instruction's operands are backwards from what is expected.
2107     MachineInstr *Select =
2108       BuildMI(MBB, I, DL, get(SelOp), DstReg)
2109       .addReg(FalseReg)
2110       .addReg(TrueReg);
2111
2112     preserveCondRegFlags(Select->getOperand(3), Cond[1]);
2113     return;
2114   }
2115
2116   if (DstSize == 64 && Pred == SCC_TRUE) {
2117     MachineInstr *Select =
2118       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_CSELECT_B64), DstReg)
2119       .addReg(FalseReg)
2120       .addReg(TrueReg);
2121
2122     preserveCondRegFlags(Select->getOperand(3), Cond[1]);
2123     return;
2124   }
2125
2126   static const int16_t Sub0_15[] = {
2127     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
2128     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
2129     AMDGPU::sub8, AMDGPU::sub9, AMDGPU::sub10, AMDGPU::sub11,
2130     AMDGPU::sub12, AMDGPU::sub13, AMDGPU::sub14, AMDGPU::sub15,
2131   };
2132
2133   static const int16_t Sub0_15_64[] = {
2134     AMDGPU::sub0_sub1, AMDGPU::sub2_sub3,
2135     AMDGPU::sub4_sub5, AMDGPU::sub6_sub7,
2136     AMDGPU::sub8_sub9, AMDGPU::sub10_sub11,
2137     AMDGPU::sub12_sub13, AMDGPU::sub14_sub15,
2138   };
2139
2140   unsigned SelOp = AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e32;
2141   const TargetRegisterClass *EltRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
2142   const int16_t *SubIndices = Sub0_15;
2143   int NElts = DstSize / 32;
2144
2145   // 64-bit select is only available for SALU.
2146   // TODO: Split 96-bit into 64-bit and 32-bit, not 3x 32-bit.
2147   if (Pred == SCC_TRUE) {
2148     if (NElts % 2) {
2149       SelOp = AMDGPU::S_CSELECT_B32;
2150       EltRC = &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2151     } else {
2152       SelOp = AMDGPU::S_CSELECT_B64;
2153       EltRC = &AMDGPU::SGPR_64RegClass;
2154       SubIndices = Sub0_15_64;
2155       NElts /= 2;
2156     }
2157   }
2158
2159   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(
2160     MBB, I, DL, get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), DstReg);
2161
2162   I = MIB->getIterator();
2163
2164   SmallVector<unsigned, 8> Regs;
2165   for (int Idx = 0; Idx != NElts; ++Idx) {
2166     unsigned DstElt = MRI.createVirtualRegister(EltRC);
2167     Regs.push_back(DstElt);
2168
2169     unsigned SubIdx = SubIndices[Idx];
2170
2171     MachineInstr *Select =
2172       BuildMI(MBB, I, DL, get(SelOp), DstElt)
2173       .addReg(FalseReg, 0, SubIdx)
2174       .addReg(TrueReg, 0, SubIdx);
2175     preserveCondRegFlags(Select->getOperand(3), Cond[1]);
2176     fixImplicitOperands(*Select);
2177
2178     MIB.addReg(DstElt)
2179        .addImm(SubIdx);
2180   }
2181 }
2182
2183 bool SIInstrInfo::isFoldableCopy(const MachineInstr &MI) const {
2184   switch (MI.getOpcode()) {
2185   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
2186   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
2187   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
2188     // If there are additional implicit register operands, this may be used for
2189     // register indexing so the source register operand isn't simply copied.
2190     unsigned NumOps = MI.getDesc().getNumOperands() +
2191       MI.getDesc().getNumImplicitUses();
2192
2193     return MI.getNumOperands() == NumOps;
2194   }
2195   case AMDGPU::S_MOV_B32:
2196   case AMDGPU::S_MOV_B64:
2197   case AMDGPU::COPY:
2198   case AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32:
2199   case AMDGPU::V_ACCVGPR_READ_B32:
2200     return true;
2201   default:
2202     return false;
2203   }
2204 }
2205
2206 unsigned SIInstrInfo::getAddressSpaceForPseudoSourceKind(
2207     unsigned Kind) const {
2208   switch(Kind) {
2209   case PseudoSourceValue::Stack:
2210   case PseudoSourceValue::FixedStack:
2211     return AMDGPUAS::PRIVATE_ADDRESS;
2212   case PseudoSourceValue::ConstantPool:
2213   case PseudoSourceValue::GOT:
2214   case PseudoSourceValue::JumpTable:
2215   case PseudoSourceValue::GlobalValueCallEntry:
2216   case PseudoSourceValue::ExternalSymbolCallEntry:
2217   case PseudoSourceValue::TargetCustom:
2218     return AMDGPUAS::CONSTANT_ADDRESS;
2219   }
2220   return AMDGPUAS::FLAT_ADDRESS;
2221 }
2222
2223 static void removeModOperands(MachineInstr &MI) {
2224   unsigned Opc = MI.getOpcode();
2225   int Src0ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
2226                                               AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
2227   int Src1ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
2228                                               AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
2229   int Src2ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
2230                                               AMDGPU::OpName::src2_modifiers);
2231
2232   MI.RemoveOperand(Src2ModIdx);
2233   MI.RemoveOperand(Src1ModIdx);
2234   MI.RemoveOperand(Src0ModIdx);
2235 }
2236
2237 bool SIInstrInfo::FoldImmediate(MachineInstr &UseMI, MachineInstr &DefMI,
2238                                 unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
2239   if (!MRI->hasOneNonDBGUse(Reg))
2240     return false;
2241
2242   switch (DefMI.getOpcode()) {
2243   default:
2244     return false;
2245   case AMDGPU::S_MOV_B64:
2246     // TODO: We could fold 64-bit immediates, but this get compilicated
2247     // when there are sub-registers.
2248     return false;
2249
2250   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
2251   case AMDGPU::S_MOV_B32:
2252   case AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32:
2253     break;
2254   }
2255
2256   const MachineOperand *ImmOp = getNamedOperand(DefMI, AMDGPU::OpName::src0);
2257   assert(ImmOp);
2258   // FIXME: We could handle FrameIndex values here.
2259   if (!ImmOp->isImm())
2260     return false;
2261
2262   unsigned Opc = UseMI.getOpcode();
2263   if (Opc == AMDGPU::COPY) {
2264     bool isVGPRCopy = RI.isVGPR(*MRI, UseMI.getOperand(0).getReg());
2265     unsigned NewOpc = isVGPRCopy ? AMDGPU::V_MOV_B32_e32 : AMDGPU::S_MOV_B32;
2266     if (RI.isAGPR(*MRI, UseMI.getOperand(0).getReg())) {
2267       if (!isInlineConstant(*ImmOp, AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_INT32))
2268         return false;
2269       NewOpc = AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32;
2270     }
2271     UseMI.setDesc(get(NewOpc));
2272     UseMI.getOperand(1).ChangeToImmediate(ImmOp->getImm());
2273     UseMI.addImplicitDefUseOperands(*UseMI.getParent()->getParent());
2274     return true;
2275   }
2276
2277   if (Opc == AMDGPU::V_MAD_F32 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64 ||
2278       Opc == AMDGPU::V_MAD_F16 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F16_e64 ||
2279       Opc == AMDGPU::V_FMA_F32 || Opc == AMDGPU::V_FMAC_F32_e64 ||
2280       Opc == AMDGPU::V_FMA_F16 || Opc == AMDGPU::V_FMAC_F16_e64) {
2281     // Don't fold if we are using source or output modifiers. The new VOP2
2282     // instructions don't have them.
2283     if (hasAnyModifiersSet(UseMI))
2284       return false;
2285
2286     // If this is a free constant, there's no reason to do this.
2287     // TODO: We could fold this here instead of letting SIFoldOperands do it
2288     // later.
2289     MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src0);
2290
2291     // Any src operand can be used for the legality check.
2292     if (isInlineConstant(UseMI, *Src0, *ImmOp))
2293       return false;
2294
2295     bool IsF32 = Opc == AMDGPU::V_MAD_F32 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64 ||
2296                  Opc == AMDGPU::V_FMA_F32 || Opc == AMDGPU::V_FMAC_F32_e64;
2297     bool IsFMA = Opc == AMDGPU::V_FMA_F32 || Opc == AMDGPU::V_FMAC_F32_e64 ||
2298                  Opc == AMDGPU::V_FMA_F16 || Opc == AMDGPU::V_FMAC_F16_e64;
2299     MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src1);
2300     MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src2);
2301
2302     // Multiplied part is the constant: Use v_madmk_{f16, f32}.
2303     // We should only expect these to be on src0 due to canonicalizations.
2304     if (Src0->isReg() && Src0->getReg() == Reg) {
2305       if (!Src1->isReg() || RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg())))
2306         return false;
2307
2308       if (!Src2->isReg() || RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src2->getReg())))
2309         return false;
2310
2311       unsigned NewOpc =
2312         IsFMA ? (IsF32 ? AMDGPU::V_FMAMK_F32 : AMDGPU::V_FMAMK_F16)
2313               : (IsF32 ? AMDGPU::V_MADMK_F32 : AMDGPU::V_MADMK_F16);
2314       if (pseudoToMCOpcode(NewOpc) == -1)
2315         return false;
2316
2317       // We need to swap operands 0 and 1 since madmk constant is at operand 1.
2318
2319       const int64_t Imm = ImmOp->getImm();
2320
2321       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
2322       // instead of having to modify in place.
2323
2324       // Remove these first since they are at the end.
2325       UseMI.RemoveOperand(
2326           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::omod));
2327       UseMI.RemoveOperand(
2328           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::clamp));
2329
2330       unsigned Src1Reg = Src1->getReg();
2331       unsigned Src1SubReg = Src1->getSubReg();
2332       Src0->setReg(Src1Reg);
2333       Src0->setSubReg(Src1SubReg);
2334       Src0->setIsKill(Src1->isKill());
2335
2336       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64 ||
2337           Opc == AMDGPU::V_MAC_F16_e64 ||
2338           Opc == AMDGPU::V_FMAC_F32_e64 ||
2339           Opc == AMDGPU::V_FMAC_F16_e64)
2340         UseMI.untieRegOperand(
2341             AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
2342
2343       Src1->ChangeToImmediate(Imm);
2344
2345       removeModOperands(UseMI);
2346       UseMI.setDesc(get(NewOpc));
2347
2348       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
2349       if (DeleteDef)
2350         DefMI.eraseFromParent();
2351
2352       return true;
2353     }
2354
2355     // Added part is the constant: Use v_madak_{f16, f32}.
2356     if (Src2->isReg() && Src2->getReg() == Reg) {
2357       // Not allowed to use constant bus for another operand.
2358       // We can however allow an inline immediate as src0.
2359       bool Src0Inlined = false;
2360       if (Src0->isReg()) {
2361         // Try to inline constant if possible.
2362         // If the Def moves immediate and the use is single
2363         // We are saving VGPR here.
2364         MachineInstr *Def = MRI->getUniqueVRegDef(Src0->getReg());
2365         if (Def && Def->isMoveImmediate() &&
2366           isInlineConstant(Def->getOperand(1)) &&
2367           MRI->hasOneUse(Src0->getReg())) {
2368           Src0->ChangeToImmediate(Def->getOperand(1).getImm());
2369           Src0Inlined = true;
2370         } else if ((RI.isPhysicalRegister(Src0->getReg()) &&
2371             (ST.getConstantBusLimit(Opc) <= 1 &&
2372              RI.isSGPRClass(RI.getPhysRegClass(Src0->getReg())))) ||
2373             (RI.isVirtualRegister(Src0->getReg()) &&
2374             (ST.getConstantBusLimit(Opc) <= 1 &&
2375              RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src0->getReg())))))
2376           return false;
2377           // VGPR is okay as Src0 - fallthrough
2378       }
2379
2380       if (Src1->isReg() && !Src0Inlined ) {
2381         // We have one slot for inlinable constant so far - try to fill it
2382         MachineInstr *Def = MRI->getUniqueVRegDef(Src1->getReg());
2383         if (Def && Def->isMoveImmediate() &&
2384             isInlineConstant(Def->getOperand(1)) &&
2385             MRI->hasOneUse(Src1->getReg()) &&
2386             commuteInstruction(UseMI)) {
2387             Src0->ChangeToImmediate(Def->getOperand(1).getImm());
2388         } else if ((RI.isPhysicalRegister(Src1->getReg()) &&
2389             RI.isSGPRClass(RI.getPhysRegClass(Src1->getReg()))) ||
2390             (RI.isVirtualRegister(Src1->getReg()) &&
2391             RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg()))))
2392           return false;
2393           // VGPR is okay as Src1 - fallthrough
2394       }
2395
2396       unsigned NewOpc =
2397         IsFMA ? (IsF32 ? AMDGPU::V_FMAAK_F32 : AMDGPU::V_FMAAK_F16)
2398               : (IsF32 ? AMDGPU::V_MADAK_F32 : AMDGPU::V_MADAK_F16);
2399       if (pseudoToMCOpcode(NewOpc) == -1)
2400         return false;
2401
2402       const int64_t Imm = ImmOp->getImm();
2403
2404       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
2405       // instead of having to modify in place.
2406
2407       // Remove these first since they are at the end.
2408       UseMI.RemoveOperand(
2409           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::omod));
2410       UseMI.RemoveOperand(
2411           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::clamp));
2412
2413       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64 ||
2414           Opc == AMDGPU::V_MAC_F16_e64 ||
2415           Opc == AMDGPU::V_FMAC_F32_e64 ||
2416           Opc == AMDGPU::V_FMAC_F16_e64)
2417         UseMI.untieRegOperand(
2418             AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
2419
2420       // ChangingToImmediate adds Src2 back to the instruction.
2421       Src2->ChangeToImmediate(Imm);
2422
2423       // These come before src2.
2424       removeModOperands(UseMI);
2425       UseMI.setDesc(get(NewOpc));
2426       // It might happen that UseMI was commuted
2427       // and we now have SGPR as SRC1. If so 2 inlined
2428       // constant and SGPR are illegal.
2429       legalizeOperands(UseMI);
2430
2431       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
2432       if (DeleteDef)
2433         DefMI.eraseFromParent();
2434
2435       return true;
2436     }
2437   }
2438
2439   return false;
2440 }
2441
2442 static bool offsetsDoNotOverlap(int WidthA, int OffsetA,
2443                                 int WidthB, int OffsetB) {
2444   int LowOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetA : OffsetB;
2445   int HighOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetB : OffsetA;
2446   int LowWidth = (LowOffset == OffsetA) ? WidthA : WidthB;
2447   return LowOffset + LowWidth <= HighOffset;
2448 }
2449
2450 bool SIInstrInfo::checkInstOffsetsDoNotOverlap(const MachineInstr &MIa,
2451                                                const MachineInstr &MIb) const {
2452   const MachineOperand *BaseOp0, *BaseOp1;
2453   int64_t Offset0, Offset1;
2454
2455   if (getMemOperandWithOffset(MIa, BaseOp0, Offset0, &RI) &&
2456       getMemOperandWithOffset(MIb, BaseOp1, Offset1, &RI)) {
2457     if (!BaseOp0->isIdenticalTo(*BaseOp1))
2458       return false;
2459
2460     if (!MIa.hasOneMemOperand() || !MIb.hasOneMemOperand()) {
2461       // FIXME: Handle ds_read2 / ds_write2.
2462       return false;
2463     }
2464     unsigned Width0 = (*MIa.memoperands_begin())->getSize();
2465     unsigned Width1 = (*MIb.memoperands_begin())->getSize();
2466     if (offsetsDoNotOverlap(Width0, Offset0, Width1, Offset1)) {
2467       return true;
2468     }
2469   }
2470
2471   return false;
2472 }
2473
2474 bool SIInstrInfo::areMemAccessesTriviallyDisjoint(const MachineInstr &MIa,
2475                                                   const MachineInstr &MIb,
2476                                                   AliasAnalysis *AA) const {
2477   assert((MIa.mayLoad() || MIa.mayStore()) &&
2478          "MIa must load from or modify a memory location");
2479   assert((MIb.mayLoad() || MIb.mayStore()) &&
2480          "MIb must load from or modify a memory location");
2481
2482   if (MIa.hasUnmodeledSideEffects() || MIb.hasUnmodeledSideEffects())
2483     return false;
2484
2485   // XXX - Can we relax this between address spaces?
2486   if (MIa.hasOrderedMemoryRef() || MIb.hasOrderedMemoryRef())
2487     return false;
2488
2489   // TODO: Should we check the address space from the MachineMemOperand? That
2490   // would allow us to distinguish objects we know don't alias based on the
2491   // underlying address space, even if it was lowered to a different one,
2492   // e.g. private accesses lowered to use MUBUF instructions on a scratch
2493   // buffer.
2494   if (isDS(MIa)) {
2495     if (isDS(MIb))
2496       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
2497
2498     return !isFLAT(MIb) || isSegmentSpecificFLAT(MIb);
2499   }
2500
2501   if (isMUBUF(MIa) || isMTBUF(MIa)) {
2502     if (isMUBUF(MIb) || isMTBUF(MIb))
2503       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
2504
2505     return !isFLAT(MIb) && !isSMRD(MIb);
2506   }
2507
2508   if (isSMRD(MIa)) {
2509     if (isSMRD(MIb))
2510       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
2511
2512     return !isFLAT(MIb) && !isMUBUF(MIa) && !isMTBUF(MIa);
2513   }
2514
2515   if (isFLAT(MIa)) {
2516     if (isFLAT(MIb))
2517       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
2518
2519     return false;
2520   }
2521
2522   return false;
2523 }
2524
2525 static int64_t getFoldableImm(const MachineOperand* MO) {
2526   if (!MO->isReg())
2527     return false;
2528   const MachineFunction *MF = MO->getParent()->getParent()->getParent();
2529   const MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
2530   auto Def = MRI.getUniqueVRegDef(MO->getReg());
2531   if (Def && Def->getOpcode() == AMDGPU::V_MOV_B32_e32 &&
2532       Def->getOperand(1).isImm())
2533     return Def->getOperand(1).getImm();
2534   return AMDGPU::NoRegister;
2535 }
2536
2537 MachineInstr *SIInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MBB,
2538                                                  MachineInstr &MI,
2539                                                  LiveVariables *LV) const {
2540   unsigned Opc = MI.getOpcode();
2541   bool IsF16 = false;
2542   bool IsFMA = Opc == AMDGPU::V_FMAC_F32_e32 || Opc == AMDGPU::V_FMAC_F32_e64 ||
2543                Opc == AMDGPU::V_FMAC_F16_e32 || Opc == AMDGPU::V_FMAC_F16_e64;
2544
2545   switch (Opc) {
2546   default:
2547     return nullptr;
2548   case AMDGPU::V_MAC_F16_e64:
2549   case AMDGPU::V_FMAC_F16_e64:
2550     IsF16 = true;
2551     LLVM_FALLTHROUGH;
2552   case AMDGPU::V_MAC_F32_e64:
2553   case AMDGPU::V_FMAC_F32_e64:
2554     break;
2555   case AMDGPU::V_MAC_F16_e32:
2556   case AMDGPU::V_FMAC_F16_e32:
2557     IsF16 = true;
2558     LLVM_FALLTHROUGH;
2559   case AMDGPU::V_MAC_F32_e32:
2560   case AMDGPU::V_FMAC_F32_e32: {
2561     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(),
2562                                              AMDGPU::OpName::src0);
2563     const MachineOperand *Src0 = &MI.getOperand(Src0Idx);
2564     if (!Src0->isReg() && !Src0->isImm())
2565       return nullptr;
2566
2567     if (Src0->isImm() && !isInlineConstant(MI, Src0Idx, *Src0))
2568       return nullptr;
2569
2570     break;
2571   }
2572   }
2573
2574   const MachineOperand *Dst = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdst);
2575   const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src0);
2576   const MachineOperand *Src0Mods =
2577     getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
2578   const MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1);
2579   const MachineOperand *Src1Mods =
2580     getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
2581   const MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src2);
2582   const MachineOperand *Clamp = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::clamp);
2583   const MachineOperand *Omod = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::omod);
2584
2585   if (!Src0Mods && !Src1Mods && !Clamp && !Omod &&
2586       // If we have an SGPR input, we will violate the constant bus restriction.
2587       (ST.getConstantBusLimit(Opc) > 1 ||
2588        !Src0->isReg() ||
2589        !RI.isSGPRReg(MBB->getParent()->getRegInfo(), Src0->getReg()))) {
2590     if (auto Imm = getFoldableImm(Src2)) {
2591       unsigned NewOpc =
2592          IsFMA ? (IsF16 ? AMDGPU::V_FMAAK_F16 : AMDGPU::V_FMAAK_F32)
2593                : (IsF16 ? AMDGPU::V_MADAK_F16 : AMDGPU::V_MADAK_F32);
2594       if (pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1)
2595         return BuildMI(*MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(NewOpc))
2596                  .add(*Dst)
2597                  .add(*Src0)
2598                  .add(*Src1)
2599                  .addImm(Imm);
2600     }
2601     unsigned NewOpc =
2602       IsFMA ? (IsF16 ? AMDGPU::V_FMAMK_F16 : AMDGPU::V_FMAMK_F32)
2603             : (IsF16 ? AMDGPU::V_MADMK_F16 : AMDGPU::V_MADMK_F32);
2604     if (auto Imm = getFoldableImm(Src1)) {
2605       if (pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1)
2606         return BuildMI(*MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(NewOpc))
2607                  .add(*Dst)
2608                  .add(*Src0)
2609                  .addImm(Imm)
2610                  .add(*Src2);
2611     }
2612     if (auto Imm = getFoldableImm(Src0)) {
2613       if (pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 &&
2614           isOperandLegal(MI, AMDGPU::getNamedOperandIdx(NewOpc,
2615                            AMDGPU::OpName::src0), Src1))
2616         return BuildMI(*MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(NewOpc))
2617                  .add(*Dst)
2618                  .add(*Src1)
2619                  .addImm(Imm)
2620                  .add(*Src2);
2621     }
2622   }
2623
2624   unsigned NewOpc = IsFMA ? (IsF16 ? AMDGPU::V_FMA_F16 : AMDGPU::V_FMA_F32)
2625                           : (IsF16 ? AMDGPU::V_MAD_F16 : AMDGPU::V_MAD_F32);
2626   if (pseudoToMCOpcode(NewOpc) == -1)
2627     return nullptr;
2628
2629   return BuildMI(*MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(NewOpc))
2630       .add(*Dst)
2631       .addImm(Src0Mods ? Src0Mods->getImm() : 0)
2632       .add(*Src0)
2633       .addImm(Src1Mods ? Src1Mods->getImm() : 0)
2634       .add(*Src1)
2635       .addImm(0) // Src mods
2636       .add(*Src2)
2637       .addImm(Clamp ? Clamp->getImm() : 0)
2638       .addImm(Omod ? Omod->getImm() : 0);
2639 }
2640
2641 // It's not generally safe to move VALU instructions across these since it will
2642 // start using the register as a base index rather than directly.
2643 // XXX - Why isn't hasSideEffects sufficient for these?
2644 static bool changesVGPRIndexingMode(const MachineInstr &MI) {
2645   switch (MI.getOpcode()) {
2646   case AMDGPU::S_SET_GPR_IDX_ON:
2647   case AMDGPU::S_SET_GPR_IDX_MODE:
2648   case AMDGPU::S_SET_GPR_IDX_OFF:
2649     return true;
2650   default:
2651     return false;
2652   }
2653 }
2654
2655 bool SIInstrInfo::isSchedulingBoundary(const MachineInstr &MI,
2656                                        const MachineBasicBlock *MBB,
2657                                        const MachineFunction &MF) const {
2658   // XXX - Do we want the SP check in the base implementation?
2659
2660   // Target-independent instructions do not have an implicit-use of EXEC, even
2661   // when they operate on VGPRs. Treating EXEC modifications as scheduling
2662   // boundaries prevents incorrect movements of such instructions.
2663   return TargetInstrInfo::isSchedulingBoundary(MI, MBB, MF) ||
2664          MI.modifiesRegister(AMDGPU::EXEC, &RI) ||
2665          MI.getOpcode() == AMDGPU::S_SETREG_IMM32_B32 ||
2666          MI.getOpcode() == AMDGPU::S_SETREG_B32 ||
2667          changesVGPRIndexingMode(MI);
2668 }
2669
2670 bool SIInstrInfo::isAlwaysGDS(uint16_t Opcode) const {
2671   return Opcode == AMDGPU::DS_ORDERED_COUNT ||
2672          Opcode == AMDGPU::DS_GWS_INIT ||
2673          Opcode == AMDGPU::DS_GWS_SEMA_V ||
2674          Opcode == AMDGPU::DS_GWS_SEMA_BR ||
2675          Opcode == AMDGPU::DS_GWS_SEMA_P ||
2676          Opcode == AMDGPU::DS_GWS_SEMA_RELEASE_ALL ||
2677          Opcode == AMDGPU::DS_GWS_BARRIER;
2678 }
2679
2680 bool SIInstrInfo::hasUnwantedEffectsWhenEXECEmpty(const MachineInstr &MI) const {
2681   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
2682
2683   if (MI.mayStore() && isSMRD(MI))
2684     return true; // scalar store or atomic
2685
2686   // This will terminate the function when other lanes may need to continue.
2687   if (MI.isReturn())
2688     return true;
2689
2690   // These instructions cause shader I/O that may cause hardware lockups
2691   // when executed with an empty EXEC mask.
2692   //
2693   // Note: exp with VM = DONE = 0 is automatically skipped by hardware when
2694   //       EXEC = 0, but checking for that case here seems not worth it
2695   //       given the typical code patterns.
2696   if (Opcode == AMDGPU::S_SENDMSG || Opcode == AMDGPU::S_SENDMSGHALT ||
2697       Opcode == AMDGPU::EXP || Opcode == AMDGPU::EXP_DONE ||
2698       Opcode == AMDGPU::DS_ORDERED_COUNT || Opcode == AMDGPU::S_TRAP ||
2699       Opcode == AMDGPU::DS_GWS_INIT || Opcode == AMDGPU::DS_GWS_BARRIER)
2700     return true;
2701
2702   if (MI.isCall() || MI.isInlineAsm())
2703     return true; // conservative assumption
2704
2705   // These are like SALU instructions in terms of effects, so it's questionable
2706   // whether we should return true for those.
2707   //
2708   // However, executing them with EXEC = 0 causes them to operate on undefined
2709   // data, which we avoid by returning true here.
2710   if (Opcode == AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32 || Opcode == AMDGPU::V_READLANE_B32)
2711     return true;
2712
2713   return false;
2714 }
2715
2716 bool SIInstrInfo::mayReadEXEC(const MachineRegisterInfo &MRI,
2717                               const MachineInstr &MI) const {
2718   if (MI.isMetaInstruction())
2719     return false;
2720
2721   // This won't read exec if this is an SGPR->SGPR copy.
2722   if (MI.isCopyLike()) {
2723     if (!RI.isSGPRReg(MRI, MI.getOperand(0).getReg()))
2724       return true;
2725
2726     // Make sure this isn't copying exec as a normal operand
2727     return MI.readsRegister(AMDGPU::EXEC, &RI);
2728   }
2729
2730   // Make a conservative assumption about the callee.
2731   if (MI.isCall())
2732     return true;
2733
2734   // Be conservative with any unhandled generic opcodes.
2735   if (!isTargetSpecificOpcode(MI.getOpcode()))
2736     return true;
2737
2738   return !isSALU(MI) || MI.readsRegister(AMDGPU::EXEC, &RI);
2739 }
2740
2741 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
2742   switch (Imm.getBitWidth()) {
2743   case 1: // This likely will be a condition code mask.
2744     return true;
2745
2746   case 32:
2747     return AMDGPU::isInlinableLiteral32(Imm.getSExtValue(),
2748                                         ST.hasInv2PiInlineImm());
2749   case 64:
2750     return AMDGPU::isInlinableLiteral64(Imm.getSExtValue(),
2751                                         ST.hasInv2PiInlineImm());
2752   case 16:
2753     return ST.has16BitInsts() &&
2754            AMDGPU::isInlinableLiteral16(Imm.getSExtValue(),
2755                                         ST.hasInv2PiInlineImm());
2756   default:
2757     llvm_unreachable("invalid bitwidth");
2758   }
2759 }
2760
2761 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO,
2762                                    uint8_t OperandType) const {
2763   if (!MO.isImm() ||
2764       OperandType < AMDGPU::OPERAND_SRC_FIRST ||
2765       OperandType > AMDGPU::OPERAND_SRC_LAST)
2766     return false;
2767
2768   // MachineOperand provides no way to tell the true operand size, since it only
2769   // records a 64-bit value. We need to know the size to determine if a 32-bit
2770   // floating point immediate bit pattern is legal for an integer immediate. It
2771   // would be for any 32-bit integer operand, but would not be for a 64-bit one.
2772
2773   int64_t Imm = MO.getImm();
2774   switch (OperandType) {
2775   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_INT32:
2776   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_FP32:
2777   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT32:
2778   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP32:
2779   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_INT32:
2780   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_FP32: {
2781     int32_t Trunc = static_cast<int32_t>(Imm);
2782     return AMDGPU::isInlinableLiteral32(Trunc, ST.hasInv2PiInlineImm());
2783   }
2784   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_INT64:
2785   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_FP64:
2786   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT64:
2787   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP64:
2788     return AMDGPU::isInlinableLiteral64(MO.getImm(),
2789                                         ST.hasInv2PiInlineImm());
2790   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_INT16:
2791   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_FP16:
2792   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT16:
2793   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP16:
2794   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_INT16:
2795   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_FP16: {
2796     if (isInt<16>(Imm) || isUInt<16>(Imm)) {
2797       // A few special case instructions have 16-bit operands on subtargets
2798       // where 16-bit instructions are not legal.
2799       // TODO: Do the 32-bit immediates work? We shouldn't really need to handle
2800       // constants in these cases
2801       int16_t Trunc = static_cast<int16_t>(Imm);
2802       return ST.has16BitInsts() &&
2803              AMDGPU::isInlinableLiteral16(Trunc, ST.hasInv2PiInlineImm());
2804     }
2805
2806     return false;
2807   }
2808   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_V2INT16:
2809   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_V2FP16:
2810   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_V2INT16:
2811   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_V2FP16:
2812   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_V2INT16:
2813   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_V2FP16: {
2814     uint32_t Trunc = static_cast<uint32_t>(Imm);
2815     return AMDGPU::isInlinableLiteralV216(Trunc, ST.hasInv2PiInlineImm());
2816   }
2817   default:
2818     llvm_unreachable("invalid bitwidth");
2819   }
2820 }
2821
2822 bool SIInstrInfo::isLiteralConstantLike(const MachineOperand &MO,
2823                                         const MCOperandInfo &OpInfo) const {
2824   switch (MO.getType()) {
2825   case MachineOperand::MO_Register:
2826     return false;
2827   case MachineOperand::MO_Immediate:
2828     return !isInlineConstant(MO, OpInfo);
2829   case MachineOperand::MO_FrameIndex:
2830   case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
2831   case MachineOperand::MO_ExternalSymbol:
2832   case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
2833   case MachineOperand::MO_MCSymbol:
2834     return true;
2835   default:
2836     llvm_unreachable("unexpected operand type");
2837   }
2838 }
2839
2840 static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
2841                              const MachineOperand &Op1) {
2842   if (Op0.getType() != Op1.getType())
2843     return false;
2844
2845   switch (Op0.getType()) {
2846   case MachineOperand::MO_Register:
2847     return Op0.getReg() == Op1.getReg();
2848   case MachineOperand::MO_Immediate:
2849     return Op0.getImm() == Op1.getImm();
2850   default:
2851     llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
2852   }
2853 }
2854
2855 bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo,
2856                                     const MachineOperand &MO) const {
2857   const MCInstrDesc &InstDesc = MI.getDesc();
2858   const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpNo];
2859
2860   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI() || MO.isGlobal());
2861
2862   if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
2863     return true;
2864
2865   if (OpInfo.RegClass < 0)
2866     return false;
2867
2868   if (MO.isImm() && isInlineConstant(MO, OpInfo))
2869     return RI.opCanUseInlineConstant(OpInfo.OperandType);
2870
2871   if (!RI.opCanUseLiteralConstant(OpInfo.OperandType))
2872     return false;
2873
2874   if (!isVOP3(MI) || !AMDGPU::isSISrcOperand(InstDesc, OpNo))
2875     return true;
2876
2877   const MachineFunction *MF = MI.getParent()->getParent();
2878   const GCNSubtarget &ST = MF->getSubtarget<GCNSubtarget>();
2879   return ST.hasVOP3Literal();
2880 }
2881
2882 bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
2883   int Op32 = AMDGPU::getVOPe32(Opcode);
2884   if (Op32 == -1)
2885     return false;
2886
2887   return pseudoToMCOpcode(Op32) != -1;
2888 }
2889
2890 bool SIInstrInfo::hasModifiers(unsigned Opcode) const {
2891   // The src0_modifier operand is present on all instructions
2892   // that have modifiers.
2893
2894   return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
2895                                     AMDGPU::OpName::src0_modifiers) != -1;
2896 }
2897
2898 bool SIInstrInfo::hasModifiersSet(const MachineInstr &MI,
2899                                   unsigned OpName) const {
2900   const MachineOperand *Mods = getNamedOperand(MI, OpName);
2901   return Mods && Mods->getImm();
2902 }
2903
2904 bool SIInstrInfo::hasAnyModifiersSet(const MachineInstr &MI) const {
2905   return hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
2906          hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers) ||
2907          hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src2_modifiers) ||
2908          hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::clamp) ||
2909          hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::omod);
2910 }
2911
2912 bool SIInstrInfo::canShrink(const MachineInstr &MI,
2913                             const MachineRegisterInfo &MRI) const {
2914   const MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src2);
2915   // Can't shrink instruction with three operands.
2916   // FIXME: v_cndmask_b32 has 3 operands and is shrinkable, but we need to add
2917   // a special case for it.  It can only be shrunk if the third operand
2918   // is vcc, and src0_modifiers and src1_modifiers are not set.
2919   // We should handle this the same way we handle vopc, by addding
2920   // a register allocation hint pre-regalloc and then do the shrinking
2921   // post-regalloc.
2922   if (Src2) {
2923     switch (MI.getOpcode()) {
2924       default: return false;
2925
2926       case AMDGPU::V_ADDC_U32_e64:
2927       case AMDGPU::V_SUBB_U32_e64:
2928       case AMDGPU::V_SUBBREV_U32_e64: {
2929         const MachineOperand *Src1
2930           = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1);
2931         if (!Src1->isReg() || !RI.isVGPR(MRI, Src1->getReg()))
2932           return false;
2933         // Additional verification is needed for sdst/src2.
2934         return true;
2935       }
2936       case AMDGPU::V_MAC_F32_e64:
2937       case AMDGPU::V_MAC_F16_e64:
2938       case AMDGPU::V_FMAC_F32_e64:
2939       case AMDGPU::V_FMAC_F16_e64:
2940         if (!Src2->isReg() || !RI.isVGPR(MRI, Src2->getReg()) ||
2941             hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src2_modifiers))
2942           return false;
2943         break;
2944
2945       case AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64:
2946         break;
2947     }
2948   }
2949
2950   const MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1);
2951   if (Src1 && (!Src1->isReg() || !RI.isVGPR(MRI, Src1->getReg()) ||
2952                hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers)))
2953     return false;
2954
2955   // We don't need to check src0, all input types are legal, so just make sure
2956   // src0 isn't using any modifiers.
2957   if (hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers))
2958     return false;
2959
2960   // Can it be shrunk to a valid 32 bit opcode?
2961   if (!hasVALU32BitEncoding(MI.getOpcode()))
2962     return false;
2963
2964   // Check output modifiers
2965   return !hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::omod) &&
2966          !hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::clamp);
2967 }
2968
2969 // Set VCC operand with all flags from \p Orig, except for setting it as
2970 // implicit.
2971 static void copyFlagsToImplicitVCC(MachineInstr &MI,
2972                                    const MachineOperand &Orig) {
2973
2974   for (MachineOperand &Use : MI.implicit_operands()) {
2975     if (Use.isUse() && Use.getReg() == AMDGPU::VCC) {
2976       Use.setIsUndef(Orig.isUndef());
2977       Use.setIsKill(Orig.isKill());
2978       return;
2979     }
2980   }
2981 }
2982
2983 MachineInstr *SIInstrInfo::buildShrunkInst(MachineInstr &MI,
2984                                            unsigned Op32) const {
2985   MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();;
2986   MachineInstrBuilder Inst32 =
2987     BuildMI(*MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(Op32));
2988
2989   // Add the dst operand if the 32-bit encoding also has an explicit $vdst.
2990   // For VOPC instructions, this is replaced by an implicit def of vcc.
2991   int Op32DstIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Op32, AMDGPU::OpName::vdst);
2992   if (Op32DstIdx != -1) {
2993     // dst
2994     Inst32.add(MI.getOperand(0));
2995   } else {
2996     assert(((MI.getOperand(0).getReg() == AMDGPU::VCC) ||
2997             (MI.getOperand(0).getReg() == AMDGPU::VCC_LO)) &&
2998            "Unexpected case");
2999   }
3000
3001   Inst32.add(*getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src0));
3002
3003   const MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1);
3004   if (Src1)
3005     Inst32.add(*Src1);
3006
3007   const MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src2);
3008
3009   if (Src2) {
3010     int Op32Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Op32, AMDGPU::OpName::src2);
3011     if (Op32Src2Idx != -1) {
3012       Inst32.add(*Src2);
3013     } else {
3014       // In the case of V_CNDMASK_B32_e32, the explicit operand src2 is
3015       // replaced with an implicit read of vcc. This was already added
3016       // during the initial BuildMI, so find it to preserve the flags.
3017       copyFlagsToImplicitVCC(*Inst32, *Src2);
3018     }
3019   }
3020
3021   return Inst32;
3022 }
3023
3024 bool SIInstrInfo::usesConstantBus(const MachineRegisterInfo &MRI,
3025                                   const MachineOperand &MO,
3026                                   const MCOperandInfo &OpInfo) const {
3027   // Literal constants use the constant bus.
3028   //if (isLiteralConstantLike(MO, OpInfo))
3029   // return true;
3030   if (MO.isImm())
3031     return !isInlineConstant(MO, OpInfo);
3032
3033   if (!MO.isReg())
3034     return true; // Misc other operands like FrameIndex
3035
3036   if (!MO.isUse())
3037     return false;
3038
3039   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
3040     return RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg()));
3041
3042   // Null is free
3043   if (MO.getReg() == AMDGPU::SGPR_NULL)
3044     return false;
3045
3046   // SGPRs use the constant bus
3047   if (MO.isImplicit()) {
3048     return MO.getReg() == AMDGPU::M0 ||
3049            MO.getReg() == AMDGPU::VCC ||
3050            MO.getReg() == AMDGPU::VCC_LO;
3051   } else {
3052     return AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(MO.getReg()) ||
3053            AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(MO.getReg());
3054   }
3055 }
3056
3057 static unsigned findImplicitSGPRRead(const MachineInstr &MI) {
3058   for (const MachineOperand &MO : MI.implicit_operands()) {
3059     // We only care about reads.
3060     if (MO.isDef())
3061       continue;
3062
3063     switch (MO.getReg()) {
3064     case AMDGPU::VCC:
3065     case AMDGPU::VCC_LO:
3066     case AMDGPU::VCC_HI:
3067     case AMDGPU::M0:
3068     case AMDGPU::FLAT_SCR:
3069       return MO.getReg();
3070
3071     default:
3072       break;
3073     }
3074   }
3075
3076   return AMDGPU::NoRegister;
3077 }
3078
3079 static bool shouldReadExec(const MachineInstr &MI) {
3080   if (SIInstrInfo::isVALU(MI)) {
3081     switch (MI.getOpcode()) {
3082     case AMDGPU::V_READLANE_B32:
3083     case AMDGPU::V_READLANE_B32_gfx6_gfx7:
3084     case AMDGPU::V_READLANE_B32_gfx10:
3085     case AMDGPU::V_READLANE_B32_vi:
3086     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32:
3087     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32_gfx6_gfx7:
3088     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32_gfx10:
3089     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32_vi:
3090       return false;
3091     }
3092
3093     return true;
3094   }
3095
3096   if (SIInstrInfo::isGenericOpcode(MI.getOpcode()) ||
3097       SIInstrInfo::isSALU(MI) ||
3098       SIInstrInfo::isSMRD(MI))
3099     return false;
3100
3101   return true;
3102 }
3103
3104 static bool isSubRegOf(const SIRegisterInfo &TRI,
3105                        const MachineOperand &SuperVec,
3106                        const MachineOperand &SubReg) {
3107   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SubReg.getReg()))
3108     return TRI.isSubRegister(SuperVec.getReg(), SubReg.getReg());
3109
3110   return SubReg.getSubReg() != AMDGPU::NoSubRegister &&
3111          SubReg.getReg() == SuperVec.getReg();
3112 }
3113
3114 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr &MI,
3115                                     StringRef &ErrInfo) const {
3116   uint16_t Opcode = MI.getOpcode();
3117   if (SIInstrInfo::isGenericOpcode(MI.getOpcode()))
3118     return true;
3119
3120   const MachineFunction *MF = MI.getParent()->getParent();
3121   const MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
3122
3123   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src0);
3124   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src1);
3125   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src2);
3126
3127   // Make sure the number of operands is correct.
3128   const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
3129   if (!Desc.isVariadic() &&
3130       Desc.getNumOperands() != MI.getNumExplicitOperands()) {
3131     ErrInfo = "Instruction has wrong number of operands.";
3132     return false;
3133   }
3134
3135   if (MI.isInlineAsm()) {
3136     // Verify register classes for inlineasm constraints.
3137     for (unsigned I = InlineAsm::MIOp_FirstOperand, E = MI.getNumOperands();
3138          I != E; ++I) {
3139       const TargetRegisterClass *RC = MI.getRegClassConstraint(I, this, &RI);
3140       if (!RC)
3141         continue;
3142
3143       const MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
3144       if (!Op.isReg())
3145         continue;
3146
3147       unsigned Reg = Op.getReg();
3148       if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && !RC->contains(Reg)) {
3149         ErrInfo = "inlineasm operand has incorrect register class.";
3150         return false;
3151       }
3152     }
3153
3154     return true;
3155   }
3156
3157   // Make sure the register classes are correct.
3158   for (int i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
3159     if (MI.getOperand(i).isFPImm()) {
3160       ErrInfo = "FPImm Machine Operands are not supported. ISel should bitcast "
3161                 "all fp values to integers.";
3162       return false;
3163     }
3164
3165     int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
3166
3167     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
3168     case MCOI::OPERAND_REGISTER:
3169       if (MI.getOperand(i).isImm() || MI.getOperand(i).isGlobal()) {
3170         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
3171         return false;
3172       }
3173       break;
3174     case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_INT32:
3175     case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_FP32:
3176       break;
3177     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT32:
3178     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP32:
3179     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT64:
3180     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP64:
3181     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT16:
3182     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP16:
3183     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_INT32:
3184     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_FP32:
3185     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_INT16:
3186     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_AC_FP16: {
3187       const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
3188       if (!MO.isReg() && (!MO.isImm() || !isInlineConstant(MI, i))) {
3189         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
3190         return false;
3191       }
3192       break;
3193     }
3194     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
3195     case AMDGPU::OPERAND_KIMM32:
3196       // Check if this operand is an immediate.
3197       // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
3198       // allowed.
3199       if (!MI.getOperand(i).isImm() && !MI.getOperand(i).isFI()) {
3200         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
3201         return false;
3202       }
3203       LLVM_FALLTHROUGH;
3204     default:
3205       continue;
3206     }
3207
3208     if (!MI.getOperand(i).isReg())
3209       continue;
3210
3211     if (RegClass != -1) {
3212       unsigned Reg = MI.getOperand(i).getReg();
3213       if (Reg == AMDGPU::NoRegister ||
3214           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
3215         continue;
3216
3217       const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
3218       if (!RC->contains(Reg)) {
3219         ErrInfo = "Operand has incorrect register class.";
3220         return false;
3221       }
3222     }
3223   }
3224
3225   // Verify SDWA
3226   if (isSDWA(MI)) {
3227     if (!ST.hasSDWA()) {
3228       ErrInfo = "SDWA is not supported on this target";
3229       return false;
3230     }
3231
3232     int DstIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::vdst);
3233
3234     const int OpIndicies[] = { DstIdx, Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
3235
3236     for (int OpIdx: OpIndicies) {
3237       if (OpIdx == -1)
3238         continue;
3239       const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
3240
3241       if (!ST.hasSDWAScalar()) {
3242         // Only VGPRS on VI
3243         if (!MO.isReg() || !RI.hasVGPRs(RI.getRegClassForReg(MRI, MO.getReg()))) {
3244           ErrInfo = "Only VGPRs allowed as operands in SDWA instructions on VI";
3245           return false;
3246         }
3247       } else {
3248         // No immediates on GFX9
3249         if (!MO.isReg()) {
3250           ErrInfo = "Only reg allowed as operands in SDWA instructions on GFX9";
3251           return false;
3252         }
3253       }
3254     }
3255
3256     if (!ST.hasSDWAOmod()) {
3257       // No omod allowed on VI
3258       const MachineOperand *OMod = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::omod);
3259       if (OMod != nullptr &&
3260         (!OMod->isImm() || OMod->getImm() != 0)) {
3261         ErrInfo = "OMod not allowed in SDWA instructions on VI";
3262         return false;
3263       }
3264     }
3265
3266     uint16_t BasicOpcode = AMDGPU::getBasicFromSDWAOp(Opcode);
3267     if (isVOPC(BasicOpcode)) {
3268       if (!ST.hasSDWASdst() && DstIdx != -1) {
3269         // Only vcc allowed as dst on VI for VOPC
3270         const MachineOperand &Dst = MI.getOperand(DstIdx);
3271         if (!Dst.isReg() || Dst.getReg() != AMDGPU::VCC) {
3272           ErrInfo = "Only VCC allowed as dst in SDWA instructions on VI";
3273           return false;
3274         }
3275       } else if (!ST.hasSDWAOutModsVOPC()) {
3276         // No clamp allowed on GFX9 for VOPC
3277         const MachineOperand *Clamp = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::clamp);
3278         if (Clamp && (!Clamp->isImm() || Clamp->getImm() != 0)) {
3279           ErrInfo = "Clamp not allowed in VOPC SDWA instructions on VI";
3280           return false;
3281         }
3282
3283         // No omod allowed on GFX9 for VOPC
3284         const MachineOperand *OMod = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::omod);
3285         if (OMod && (!OMod->isImm() || OMod->getImm() != 0)) {
3286           ErrInfo = "OMod not allowed in VOPC SDWA instructions on VI";
3287           return false;
3288         }
3289       }
3290     }
3291
3292     const MachineOperand *DstUnused = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::dst_unused);
3293     if (DstUnused && DstUnused->isImm() &&
3294         DstUnused->getImm() == AMDGPU::SDWA::UNUSED_PRESERVE) {
3295       const MachineOperand &Dst = MI.getOperand(DstIdx);
3296       if (!Dst.isReg() || !Dst.isTied()) {
3297         ErrInfo = "Dst register should have tied register";
3298         return false;
3299       }
3300
3301       const MachineOperand &TiedMO =
3302           MI.getOperand(MI.findTiedOperandIdx(DstIdx));
3303       if (!TiedMO.isReg() || !TiedMO.isImplicit() || !TiedMO.isUse()) {
3304         ErrInfo =
3305             "Dst register should be tied to implicit use of preserved register";
3306         return false;
3307       } else if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(TiedMO.getReg()) &&
3308                  Dst.getReg() != TiedMO.getReg()) {
3309         ErrInfo = "Dst register should use same physical register as preserved";
3310         return false;
3311       }
3312     }
3313   }
3314
3315   // Verify MIMG
3316   if (isMIMG(MI.getOpcode()) && !MI.mayStore()) {
3317     // Ensure that the return type used is large enough for all the options
3318     // being used TFE/LWE require an extra result register.
3319     const MachineOperand *DMask = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::dmask);
3320     if (DMask) {
3321       uint64_t DMaskImm = DMask->getImm();
3322       uint32_t RegCount =
3323           isGather4(MI.getOpcode()) ? 4 : countPopulation(DMaskImm);
3324       const MachineOperand *TFE = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::tfe);
3325       const MachineOperand *LWE = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::lwe);
3326       const MachineOperand *D16 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::d16);
3327
3328       // Adjust for packed 16 bit values
3329       if (D16 && D16->getImm() && !ST.hasUnpackedD16VMem())
3330         RegCount >>= 1;
3331
3332       // Adjust if using LWE or TFE
3333       if ((LWE && LWE->getImm()) || (TFE && TFE->getImm()))
3334         RegCount += 1;
3335
3336       const uint32_t DstIdx =
3337           AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), AMDGPU::OpName::vdata);
3338       const MachineOperand &Dst = MI.getOperand(DstIdx);
3339       if (Dst.isReg()) {
3340         const TargetRegisterClass *DstRC = getOpRegClass(MI, DstIdx);
3341         uint32_t DstSize = RI.getRegSizeInBits(*DstRC) / 32;
3342         if (RegCount > DstSize) {
3343           ErrInfo = "MIMG instruction returns too many registers for dst "
3344                     "register class";
3345           return false;
3346         }
3347       }
3348     }
3349   }
3350
3351   // Verify VOP*. Ignore multiple sgpr operands on writelane.
3352   if (Desc.getOpcode() != AMDGPU::V_WRITELANE_B32
3353       && (isVOP1(MI) || isVOP2(MI) || isVOP3(MI) || isVOPC(MI) || isSDWA(MI))) {
3354     // Only look at the true operands. Only a real operand can use the constant
3355     // bus, and we don't want to check pseudo-operands like the source modifier
3356     // flags.
3357     const int OpIndices[] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
3358
3359     unsigned ConstantBusCount = 0;
3360     unsigned LiteralCount = 0;
3361
3362     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::imm) != -1)
3363       ++ConstantBusCount;
3364
3365     SmallVector<unsigned, 2> SGPRsUsed;
3366     unsigned SGPRUsed = findImplicitSGPRRead(MI);
3367     if (SGPRUsed != AMDGPU::NoRegister) {
3368       ++ConstantBusCount;
3369       SGPRsUsed.push_back(SGPRUsed);
3370     }
3371
3372     for (int OpIdx : OpIndices) {
3373       if (OpIdx == -1)
3374         break;
3375       const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
3376       if (usesConstantBus(MRI, MO, MI.getDesc().OpInfo[OpIdx])) {
3377         if (MO.isReg()) {
3378           SGPRUsed = MO.getReg();
3379           if (llvm::all_of(SGPRsUsed, [this, SGPRUsed](unsigned SGPR) {
3380                 return !RI.regsOverlap(SGPRUsed, SGPR);
3381               })) {
3382             ++ConstantBusCount;
3383             SGPRsUsed.push_back(SGPRUsed);
3384           }
3385         } else {
3386           ++ConstantBusCount;
3387           ++LiteralCount;
3388         }
3389       }
3390     }
3391     const GCNSubtarget &ST = MF->getSubtarget<GCNSubtarget>();
3392     // v_writelane_b32 is an exception from constant bus restriction:
3393     // vsrc0 can be sgpr, const or m0 and lane select sgpr, m0 or inline-const
3394     if (ConstantBusCount > ST.getConstantBusLimit(Opcode) &&
3395         Opcode != AMDGPU::V_WRITELANE_B32) {
3396       ErrInfo = "VOP* instruction violates constant bus restriction";
3397       return false;
3398     }
3399
3400     if (isVOP3(MI) && LiteralCount) {
3401       if (LiteralCount && !ST.hasVOP3Literal()) {
3402         ErrInfo = "VOP3 instruction uses literal";
3403         return false;
3404       }
3405       if (LiteralCount > 1) {
3406         ErrInfo = "VOP3 instruction uses more than one literal";
3407         return false;
3408       }
3409     }
3410   }
3411
3412   // Verify misc. restrictions on specific instructions.
3413   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
3414       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
3415     const MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
3416     const MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
3417     const MachineOperand &Src2 = MI.getOperand(Src2Idx);
3418     if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
3419       if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
3420           !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
3421         ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
3422         return false;
3423       }
3424     }
3425   }
3426
3427   if (isSOP2(MI) || isSOPC(MI)) {
3428     const MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
3429     const MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
3430     unsigned Immediates = 0;
3431
3432     if (!Src0.isReg() &&
3433         !isInlineConstant(Src0, Desc.OpInfo[Src0Idx].OperandType))
3434       Immediates++;
3435     if (!Src1.isReg() &&
3436         !isInlineConstant(Src1, Desc.OpInfo[Src1Idx].OperandType))
3437       Immediates++;
3438
3439     if (Immediates > 1) {
3440       ErrInfo = "SOP2/SOPC instruction requires too many immediate constants";
3441       return false;
3442     }
3443   }
3444
3445   if (isSOPK(MI)) {
3446     auto Op = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::simm16);
3447     if (Desc.isBranch()) {
3448       if (!Op->isMBB()) {
3449         ErrInfo = "invalid branch target for SOPK instruction";
3450         return false;
3451       }
3452     } else {
3453       uint64_t Imm = Op->getImm();
3454       if (sopkIsZext(MI)) {
3455         if (!isUInt<16>(Imm)) {
3456           ErrInfo = "invalid immediate for SOPK instruction";
3457           return false;
3458         }
3459       } else {
3460         if (!isInt<16>(Imm)) {
3461           ErrInfo = "invalid immediate for SOPK instruction";
3462           return false;
3463         }
3464       }
3465     }
3466   }
3467
3468   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELS_B32_e32 ||
3469       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELS_B32_e64 ||
3470       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e32 ||
3471       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e64) {
3472     const bool IsDst = Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e32 ||
3473                        Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e64;
3474
3475     const unsigned StaticNumOps = Desc.getNumOperands() +
3476       Desc.getNumImplicitUses();
3477     const unsigned NumImplicitOps = IsDst ? 2 : 1;
3478
3479     // Allow additional implicit operands. This allows a fixup done by the post
3480     // RA scheduler where the main implicit operand is killed and implicit-defs
3481     // are added for sub-registers that remain live after this instruction.
3482     if (MI.getNumOperands() < StaticNumOps + NumImplicitOps) {
3483       ErrInfo = "missing implicit register operands";
3484       return false;
3485     }
3486
3487     const MachineOperand *Dst = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdst);
3488     if (IsDst) {
3489       if (!Dst->isUse()) {
3490         ErrInfo = "v_movreld_b32 vdst should be a use operand";
3491         return false;
3492       }
3493
3494       unsigned UseOpIdx;
3495       if (!MI.isRegTiedToUseOperand(StaticNumOps, &UseOpIdx) ||
3496           UseOpIdx != StaticNumOps + 1) {
3497         ErrInfo = "movrel implicit operands should be tied";
3498         return false;
3499       }
3500     }
3501
3502     const MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
3503     const MachineOperand &ImpUse
3504       = MI.getOperand(StaticNumOps + NumImplicitOps - 1);
3505     if (!ImpUse.isReg() || !ImpUse.isUse() ||
3506         !isSubRegOf(RI, ImpUse, IsDst ? *Dst : Src0)) {
3507       ErrInfo = "src0 should be subreg of implicit vector use";
3508       return false;
3509     }
3510   }
3511
3512   // Make sure we aren't losing exec uses in the td files. This mostly requires
3513   // being careful when using let Uses to try to add other use registers.
3514   if (shouldReadExec(MI)) {
3515     if (!MI.hasRegisterImplicitUseOperand(AMDGPU::EXEC)) {
3516       ErrInfo = "VALU instruction does not implicitly read exec mask";
3517       return false;
3518     }
3519   }
3520
3521   if (isSMRD(MI)) {
3522     if (MI.mayStore()) {
3523       // The register offset form of scalar stores may only use m0 as the
3524       // soffset register.
3525       const MachineOperand *Soff = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::soff);
3526       if (Soff && Soff->getReg() != AMDGPU::M0) {
3527         ErrInfo = "scalar stores must use m0 as offset register";
3528         return false;
3529       }
3530     }
3531   }
3532
3533   if (isFLAT(MI) && !MF->getSubtarget<GCNSubtarget>().hasFlatInstOffsets()) {
3534     const MachineOperand *Offset = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::offset);
3535     if (Offset->getImm() != 0) {
3536       ErrInfo = "subtarget does not support offsets in flat instructions";
3537       return false;
3538     }
3539   }
3540
3541   if (isMIMG(MI)) {
3542     const MachineOperand *DimOp = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::dim);
3543     if (DimOp) {
3544       int VAddr0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
3545                                                  AMDGPU::OpName::vaddr0);
3546       int SRsrcIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::srsrc);
3547       const AMDGPU::MIMGInfo *Info = AMDGPU::getMIMGInfo(Opcode);
3548       const AMDGPU::MIMGBaseOpcodeInfo *BaseOpcode =
3549           AMDGPU::getMIMGBaseOpcodeInfo(Info->BaseOpcode);
3550       const AMDGPU::MIMGDimInfo *Dim =
3551           AMDGPU::getMIMGDimInfoByEncoding(DimOp->getImm());
3552
3553       if (!Dim) {
3554         ErrInfo = "dim is out of range";
3555         return false;
3556       }
3557
3558       bool IsNSA = SRsrcIdx - VAddr0Idx > 1;
3559       unsigned AddrWords = BaseOpcode->NumExtraArgs +
3560                            (BaseOpcode->Gradients ? Dim->NumGradients : 0) +
3561                            (BaseOpcode->Coordinates ? Dim->NumCoords : 0) +
3562                            (BaseOpcode->LodOrClampOrMip ? 1 : 0);
3563
3564       unsigned VAddrWords;
3565       if (IsNSA) {
3566         VAddrWords = SRsrcIdx - VAddr0Idx;
3567       } else {
3568         const TargetRegisterClass *RC = getOpRegClass(MI, VAddr0Idx);
3569         VAddrWords = MRI.getTargetRegisterInfo()->getRegSizeInBits(*RC) / 32;
3570         if (AddrWords > 8)
3571           AddrWords = 16;
3572         else if (AddrWords > 4)
3573           AddrWords = 8;
3574         else if (AddrWords == 3 && VAddrWords == 4) {
3575           // CodeGen uses the V4 variant of instructions for three addresses,
3576           // because the selection DAG does not support non-power-of-two types.
3577           AddrWords = 4;
3578         }
3579       }
3580
3581       if (VAddrWords != AddrWords) {
3582         ErrInfo = "bad vaddr size";
3583         return false;
3584       }
3585     }
3586   }
3587
3588   const MachineOperand *DppCt = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::dpp_ctrl);
3589   if (DppCt) {
3590     using namespace AMDGPU::DPP;
3591
3592     unsigned DC = DppCt->getImm();
3593     if (DC == DppCtrl::DPP_UNUSED1 || DC == DppCtrl::DPP_UNUSED2 ||
3594         DC == DppCtrl::DPP_UNUSED3 || DC > DppCtrl::DPP_LAST ||
3595         (DC >= DppCtrl::DPP_UNUSED4_FIRST && DC <= DppCtrl::DPP_UNUSED4_LAST) ||
3596         (DC >= DppCtrl::DPP_UNUSED5_FIRST && DC <= DppCtrl::DPP_UNUSED5_LAST) ||
3597         (DC >= DppCtrl::DPP_UNUSED6_FIRST && DC <= DppCtrl::DPP_UNUSED6_LAST) ||
3598         (DC >= DppCtrl::DPP_UNUSED7_FIRST && DC <= DppCtrl::DPP_UNUSED7_LAST) ||
3599         (DC >= DppCtrl::DPP_UNUSED8_FIRST && DC <= DppCtrl::DPP_UNUSED8_LAST)) {
3600       ErrInfo = "Invalid dpp_ctrl value";
3601       return false;
3602     }
3603     if (DC >= DppCtrl::WAVE_SHL1 && DC <= DppCtrl::WAVE_ROR1 &&
3604         ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::GFX10) {
3605       ErrInfo = "Invalid dpp_ctrl value: "
3606                 "wavefront shifts are not supported on GFX10+";
3607       return false;
3608     }
3609     if (DC >= DppCtrl::BCAST15 && DC <= DppCtrl::BCAST31 &&
3610         ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::GFX10) {
3611       ErrInfo = "Invalid dpp_ctrl value: "
3612                 "broadcats are not supported on GFX10+";
3613       return false;
3614     }
3615     if (DC >= DppCtrl::ROW_SHARE_FIRST && DC <= DppCtrl::ROW_XMASK_LAST &&
3616         ST.getGeneration() < AMDGPUSubtarget::GFX10) {
3617       ErrInfo = "Invalid dpp_ctrl value: "
3618                 "row_share and row_xmask are not supported before GFX10";
3619       return false;
3620     }
3621   }
3622
3623   return true;
3624 }
3625
3626 unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) const {
3627   switch (MI.getOpcode()) {
3628   default: return AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
3629   case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
3630   case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
3631   case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
3632   case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
3633   case AMDGPU::WQM: return AMDGPU::WQM;
3634   case AMDGPU::WWM: return AMDGPU::WWM;
3635   case AMDGPU::S_MOV_B32: {
3636     const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
3637     return MI.getOperand(1).isReg() ||
3638            RI.isAGPR(MRI, MI.getOperand(0).getReg()) ?
3639            AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
3640   }
3641   case AMDGPU::S_ADD_I32:
3642     return ST.hasAddNoCarry() ? AMDGPU::V_ADD_U32_e64 : AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
3643   case AMDGPU::S_ADDC_U32:
3644     return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
3645   case AMDGPU::S_SUB_I32:
3646     return ST.hasAddNoCarry() ? AMDGPU::V_SUB_U32_e64 : AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
3647     // FIXME: These are not consistently handled, and selected when the carry is
3648     // used.
3649   case AMDGPU::S_ADD_U32:
3650     return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
3651   case AMDGPU::S_SUB_U32:
3652     return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
3653   case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
3654   case AMDGPU::S_MUL_I32: return AMDGPU::V_MUL_LO_U32;
3655   case AMDGPU::S_MUL_HI_U32: return AMDGPU::V_MUL_HI_U32;
3656   case AMDGPU::S_MUL_HI_I32: return AMDGPU::V_MUL_HI_I32;
3657   case AMDGPU::S_AND_B32: return AMDGPU::V_AND_B32_e64;
3658   case AMDGPU::S_OR_B32: return AMDGPU::V_OR_B32_e64;
3659   case AMDGPU::S_XOR_B32: return AMDGPU::V_XOR_B32_e64;
3660   case AMDGPU::S_XNOR_B32:
3661     return ST.hasDLInsts() ? AMDGPU::V_XNOR_B32_e64 : AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
3662   case AMDGPU::S_MIN_I32: return AMDGPU::V_MIN_I32_e64;
3663   case AMDGPU::S_MIN_U32: return AMDGPU::V_MIN_U32_e64;
3664   case AMDGPU::S_MAX_I32: return AMDGPU::V_MAX_I32_e64;
3665   case AMDGPU::S_MAX_U32: return AMDGPU::V_MAX_U32_e64;
3666   case AMDGPU::S_ASHR_I32: return AMDGPU::V_ASHR_I32_e32;
3667   case AMDGPU::S_ASHR_I64: return AMDGPU::V_ASHR_I64;
3668   case AMDGPU::S_LSHL_B32: return AMDGPU::V_LSHL_B32_e32;
3669   case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
3670   case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
3671   case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
3672   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
3673   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
3674   case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
3675   case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
3676   case AMDGPU::S_BFM_B32: return AMDGPU::V_BFM_B32_e64;
3677   case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
3678   case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
3679   case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
3680   case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
3681   case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
3682   case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
3683   case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
3684   case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
3685   case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
3686   case AMDGPU::S_CMP_EQ_U32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_U32_e32;
3687   case AMDGPU::S_CMP_LG_U32: return AMDGPU::V_CMP_NE_U32_e32;
3688   case AMDGPU::S_CMP_GT_U32: return AMDGPU::V_CMP_GT_U32_e32;
3689   case AMDGPU::S_CMP_GE_U32: return AMDGPU::V_CMP_GE_U32_e32;
3690   case AMDGPU::S_CMP_LT_U32: return AMDGPU::V_CMP_LT_U32_e32;
3691   case AMDGPU::S_CMP_LE_U32: return AMDGPU::V_CMP_LE_U32_e32;
3692   case AMDGPU::S_CMP_EQ_U64: return AMDGPU::V_CMP_EQ_U64_e32;
3693   case AMDGPU::S_CMP_LG_U64: return AMDGPU::V_CMP_NE_U64_e32;
3694   case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64;
3695   case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
3696   case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
3697   case AMDGPU::S_FLBIT_I32: return AMDGPU::V_FFBH_I32_e64;
3698   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0: return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ;
3699   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1: return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ;
3700   }
3701   llvm_unreachable(
3702       "Unexpected scalar opcode without corresponding vector one!");
3703 }
3704
3705 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getOpRegClass(const MachineInstr &MI,
3706                                                       unsigned OpNo) const {
3707   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
3708   const MCInstrDesc &Desc = get(MI.getOpcode());
3709   if (MI.isVariadic() || OpNo >= Desc.getNumOperands() ||
3710       Desc.OpInfo[OpNo].RegClass == -1) {
3711     unsigned Reg = MI.getOperand(OpNo).getReg();
3712
3713     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
3714       return MRI.getRegClass(Reg);
3715     return RI.getPhysRegClass(Reg);
3716   }
3717
3718   unsigned RCID = Desc.OpInfo[OpNo].RegClass;
3719   return RI.getRegClass(RCID);
3720 }
3721
3722 void SIInstrInfo::legalizeOpWithMove(MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) const {
3723   MachineBasicBlock::iterator I = MI;
3724   MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
3725   MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
3726   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
3727   const SIRegisterInfo *TRI =
3728       static_cast<const SIRegisterInfo*>(MRI.getTargetRegisterInfo());
3729   unsigned RCID = get(MI.getOpcode()).OpInfo[OpIdx].RegClass;
3730   const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RCID);
3731   unsigned Size = TRI->getRegSizeInBits(*RC);
3732   unsigned Opcode = (Size == 64) ? AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
3733   if (MO.isReg())
3734     Opcode = AMDGPU::COPY;
3735   else if (RI.isSGPRClass(RC))
3736     Opcode = (Size == 64) ? AMDGPU::S_MOV_B64 : AMDGPU::S_MOV_B32;
3737
3738   const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(RC);
3739   if (RI.getCommonSubClass(&AMDGPU::VReg_64RegClass, VRC))
3740     VRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
3741   else
3742     VRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
3743
3744   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
3745   DebugLoc DL = MBB->findDebugLoc(I);
3746   BuildMI(*MI.getParent(), I, DL, get(Opcode), Reg).add(MO);
3747   MO.ChangeToRegister(Reg, false);
3748 }
3749
3750 unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
3751                                          MachineRegisterInfo &MRI,
3752                                          MachineOperand &SuperReg,
3753                                          const TargetRegisterClass *SuperRC,
3754                                          unsigned SubIdx,
3755                                          const TargetRegisterClass *SubRC)
3756                                          const {
3757   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
3758   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
3759   unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
3760
3761   if (SuperReg.getSubReg() == AMDGPU::NoSubRegister) {
3762     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
3763       .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SubIdx);
3764     return SubReg;
3765   }
3766
3767   // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
3768   // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
3769   // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
3770   // eliminate this extra copy.
3771   unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
3772
3773   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), NewSuperReg)
3774     .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SuperReg.getSubReg());
3775
3776   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
3777     .addReg(NewSuperReg, 0, SubIdx);
3778
3779   return SubReg;
3780 }
3781
3782 MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
3783   MachineBasicBlock::iterator MII,
3784   MachineRegisterInfo &MRI,
3785   MachineOperand &Op,
3786   const TargetRegisterClass *SuperRC,
3787   unsigned SubIdx,
3788   const TargetRegisterClass *SubRC) const {
3789   if (Op.isImm()) {
3790     if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
3791       return MachineOperand::CreateImm(static_cast<int32_t>(Op.getImm()));
3792     if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
3793       return MachineOperand::CreateImm(static_cast<int32_t>(Op.getImm() >> 32));
3794
3795     llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
3796   }
3797
3798   unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
3799                                        SubIdx, SubRC);
3800   return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
3801 }
3802
3803 // Change the order of operands from (0, 1, 2) to (0, 2, 1)
3804 void SIInstrInfo::swapOperands(MachineInstr &Inst) const {
3805   assert(Inst.getNumExplicitOperands() == 3);
3806   MachineOperand Op1 = Inst.getOperand(1);
3807   Inst.RemoveOperand(1);
3808   Inst.addOperand(Op1);
3809 }
3810
3811 bool SIInstrInfo::isLegalRegOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
3812                                     const MCOperandInfo &OpInfo,
3813                                     const MachineOperand &MO) const {
3814   if (!MO.isReg())
3815     return false;
3816
3817   unsigned Reg = MO.getReg();
3818   const TargetRegisterClass *RC =
3819     TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) ?
3820     MRI.getRegClass(Reg) :
3821     RI.getPhysRegClass(Reg);
3822
3823   const SIRegisterInfo *TRI =
3824       static_cast<const SIRegisterInfo*>(MRI.getTargetRegisterInfo());
3825   RC = TRI->getSubRegClass(RC, MO.getSubReg());
3826
3827   // In order to be legal, the common sub-class must be equal to the
3828   // class of the current operand.  For example:
3829   //
3830   // v_mov_b32 s0 ; Operand defined as vsrc_b32
3831   //              ; RI.getCommonSubClass(s0,vsrc_b32) = sgpr ; LEGAL
3832   //
3833   // s_sendmsg 0, s0 ; Operand defined as m0reg
3834   //                 ; RI.getCommonSubClass(s0,m0reg) = m0reg ; NOT LEGAL
3835
3836   return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)) == RC;
3837 }
3838
3839 bool SIInstrInfo::isLegalVSrcOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
3840                                      const MCOperandInfo &OpInfo,
3841                                      const MachineOperand &MO) const {
3842   if (MO.isReg())
3843     return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, MO);
3844
3845   // Handle non-register types that are treated like immediates.
3846   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI() || MO.isGlobal());
3847   return true;
3848 }
3849
3850 bool SIInstrInfo::isOperandLegal(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx,
3851                                  const MachineOperand *MO) const {
3852   const MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
3853   const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
3854   const MCInstrDesc &InstDesc = MI.getDesc();
3855   const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpIdx];
3856   const GCNSubtarget &ST = MF.getSubtarget<GCNSubtarget>();
3857   const TargetRegisterClass *DefinedRC =
3858       OpInfo.RegClass != -1 ? RI.getRegClass(OpInfo.RegClass) : nullptr;
3859   if (!MO)
3860     MO = &MI.getOperand(OpIdx);
3861
3862   int ConstantBusLimit = ST.getConstantBusLimit(MI.getOpcode());
3863   int VOP3LiteralLimit = ST.hasVOP3Literal() ? 1 : 0;
3864   if (isVALU(MI) && usesConstantBus(MRI, *MO, OpInfo)) {
3865     if (isVOP3(MI) && isLiteralConstantLike(*MO, OpInfo) && !VOP3LiteralLimit--)
3866       return false;
3867
3868     SmallDenseSet<RegSubRegPair> SGPRsUsed;
3869     if (MO->isReg())
3870       SGPRsUsed.insert(RegSubRegPair(MO->getReg(), MO->getSubReg()));
3871
3872     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
3873       if (i == OpIdx)
3874         continue;
3875       const MachineOperand &Op = MI.getOperand(i);
3876       if (Op.isReg()) {
3877         RegSubRegPair SGPR(Op.getReg(), Op.getSubReg());
3878         if (!SGPRsUsed.count(SGPR) &&
3879             usesConstantBus(MRI, Op, InstDesc.OpInfo[i])) {
3880           if (--ConstantBusLimit <= 0)
3881             return false;
3882           SGPRsUsed.insert(SGPR);
3883         }
3884       } else if (InstDesc.OpInfo[i].OperandType == AMDGPU::OPERAND_KIMM32) {
3885         if (--ConstantBusLimit <= 0)
3886           return false;
3887       } else if (isVOP3(MI) && AMDGPU::isSISrcOperand(InstDesc, i) &&
3888                  isLiteralConstantLike(Op, InstDesc.OpInfo[i])) {
3889         if (!VOP3LiteralLimit--)
3890           return false;
3891         if (--ConstantBusLimit <= 0)
3892           return false;
3893       }
3894     }
3895   }
3896
3897   if (MO->isReg()) {
3898     assert(DefinedRC);
3899     return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, *MO);
3900   }
3901
3902   // Handle non-register types that are treated like immediates.
3903   assert(MO->isImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI() || MO->isGlobal());
3904
3905   if (!DefinedRC) {
3906     // This operand expects an immediate.
3907     return true;
3908   }
3909
3910   return isImmOperandLegal(MI, OpIdx, *MO);
3911 }
3912
3913 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP2(MachineRegisterInfo &MRI,
3914                                        MachineInstr &MI) const {
3915   unsigned Opc = MI.getOpcode();
3916   const MCInstrDesc &InstrDesc = get(Opc);
3917
3918   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
3919   MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
3920
3921   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
3922   MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
3923
3924   // If there is an implicit SGPR use such as VCC use for v_addc_u32/v_subb_u32
3925   // we need to only have one constant bus use before GFX10.
3926   bool HasImplicitSGPR = findImplicitSGPRRead(MI) != AMDGPU::NoRegister;
3927   if (HasImplicitSGPR && ST.getConstantBusLimit(Opc) <= 1 &&
3928       Src0.isReg() && (RI.isSGPRReg(MRI, Src0.getReg()) ||
3929        isLiteralConstantLike(Src0, InstrDesc.OpInfo[Src0Idx])))
3930     legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
3931
3932   // Special case: V_WRITELANE_B32 accepts only immediate or SGPR operands for
3933   // both the value to write (src0) and lane select (src1).  Fix up non-SGPR
3934   // src0/src1 with V_READFIRSTLANE.
3935   if (Opc == AMDGPU::V_WRITELANE_B32) {
3936     const DebugLoc &DL = MI.getDebugLoc();
3937     if (Src0.isReg() && RI.isVGPR(MRI, Src0.getReg())) {
3938       unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
3939       BuildMI(*MI.getParent(), MI, DL, get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), Reg)
3940           .add(Src0);
3941       Src0.ChangeToRegister(Reg, false);
3942     }
3943     if (Src1.isReg() && RI.isVGPR(MRI, Src1.getReg())) {
3944       unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
3945       const DebugLoc &DL = MI.getDebugLoc();
3946       BuildMI(*MI.getParent(), MI, DL, get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), Reg)
3947           .add(Src1);
3948       Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
3949     }
3950     return;
3951   }
3952
3953   // No VOP2 instructions support AGPRs.
3954   if (Src0.isReg() && RI.isAGPR(MRI, Src0.getReg()))
3955     legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
3956
3957   if (Src1.isReg() && RI.isAGPR(MRI, Src1.getReg()))
3958     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
3959
3960   // VOP2 src0 instructions support all operand types, so we don't need to check
3961   // their legality. If src1 is already legal, we don't need to do anything.
3962   if (isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src1))
3963     return;
3964
3965   // Special case: V_READLANE_B32 accepts only immediate or SGPR operands for
3966   // lane select. Fix up using V_READFIRSTLANE, since we assume that the lane
3967   // select is uniform.
3968   if (Opc == AMDGPU::V_READLANE_B32 && Src1.isReg() &&
3969       RI.isVGPR(MRI, Src1.getReg())) {
3970     unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
3971     const DebugLoc &DL = MI.getDebugLoc();
3972     BuildMI(*MI.getParent(), MI, DL, get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), Reg)
3973         .add(Src1);
3974     Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
3975     return;
3976   }
3977
3978   // We do not use commuteInstruction here because it is too aggressive and will
3979   // commute if it is possible. We only want to commute here if it improves
3980   // legality. This can be called a fairly large number of times so don't waste
3981   // compile time pointlessly swapping and checking legality again.
3982   if (HasImplicitSGPR || !MI.isCommutable()) {
3983     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
3984     return;
3985   }
3986
3987   // If src0 can be used as src1, commuting will make the operands legal.
3988   // Otherwise we have to give up and insert a move.
3989   //
3990   // TODO: Other immediate-like operand kinds could be commuted if there was a
3991   // MachineOperand::ChangeTo* for them.
3992   if ((!Src1.isImm() && !Src1.isReg()) ||
3993       !isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src0)) {
3994     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
3995     return;
3996   }
3997
3998   int CommutedOpc = commuteOpcode(MI);
3999   if (CommutedOpc == -1) {
4000     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
4001     return;
4002   }
4003
4004   MI.setDesc(get(CommutedOpc));
4005
4006   unsigned Src0Reg = Src0.getReg();
4007   unsigned Src0SubReg = Src0.getSubReg();
4008   bool Src0Kill = Src0.isKill();
4009
4010   if (Src1.isImm())
4011     Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
4012   else if (Src1.isReg()) {
4013     Src0.ChangeToRegister(Src1.getReg(), false, false, Src1.isKill());
4014     Src0.setSubReg(Src1.getSubReg());
4015   } else
4016     llvm_unreachable("Should only have register or immediate operands");
4017
4018   Src1.ChangeToRegister(Src0Reg, false, false, Src0Kill);
4019   Src1.setSubReg(Src0SubReg);
4020   fixImplicitOperands(MI);
4021 }
4022
4023 // Legalize VOP3 operands. All operand types are supported for any operand
4024 // but only one literal constant and only starting from GFX10.
4025 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP3(MachineRegisterInfo &MRI,
4026                                        MachineInstr &MI) const {
4027   unsigned Opc = MI.getOpcode();
4028
4029   int VOP3Idx[3] = {
4030     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0),
4031     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1),
4032     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2)
4033   };
4034
4035   if (Opc == AMDGPU::V_PERMLANE16_B32 ||
4036       Opc == AMDGPU::V_PERMLANEX16_B32) {
4037     // src1 and src2 must be scalar
4038     MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(VOP3Idx[1]);
4039     MachineOperand &Src2 = MI.getOperand(VOP3Idx[2]);
4040     const DebugLoc &DL = MI.getDebugLoc();
4041     if (Src1.isReg() && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(Src1.getReg()))) {
4042       unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
4043       BuildMI(*MI.getParent(), MI, DL, get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), Reg)
4044         .add(Src1);
4045       Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
4046     }
4047     if (Src2.isReg() && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(Src2.getReg()))) {
4048       unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
4049       BuildMI(*MI.getParent(), MI, DL, get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), Reg)
4050         .add(Src2);
4051       Src2.ChangeToRegister(Reg, false);
4052     }
4053   }
4054
4055   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
4056   int ConstantBusLimit = ST.getConstantBusLimit(Opc);
4057   int LiteralLimit = ST.hasVOP3Literal() ? 1 : 0;
4058   SmallDenseSet<unsigned> SGPRsUsed;
4059   unsigned SGPRReg = findUsedSGPR(MI, VOP3Idx);
4060   if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister) {
4061     SGPRsUsed.insert(SGPRReg);
4062     --ConstantBusLimit;
4063   }
4064
4065   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
4066     int Idx = VOP3Idx[i];
4067     if (Idx == -1)
4068       break;
4069     MachineOperand &MO = MI.getOperand(Idx);
4070
4071     if (!MO.isReg()) {
4072       if (!isLiteralConstantLike(MO, get(Opc).OpInfo[Idx]))
4073         continue;
4074
4075       if (LiteralLimit > 0 && ConstantBusLimit > 0) {
4076         --LiteralLimit;
4077         --ConstantBusLimit;
4078         continue;
4079       }
4080
4081       --LiteralLimit;
4082       --ConstantBusLimit;
4083       legalizeOpWithMove(MI, Idx);
4084       continue;
4085     }
4086
4087     if (RI.hasAGPRs(MRI.getRegClass(MO.getReg())) &&
4088         !isOperandLegal(MI, Idx, &MO)) {
4089       legalizeOpWithMove(MI, Idx);
4090       continue;
4091     }
4092
4093     if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
4094       continue; // VGPRs are legal
4095
4096     // We can use one SGPR in each VOP3 instruction prior to GFX10
4097     // and two starting from GFX10.
4098     if (SGPRsUsed.count(MO.getReg()))
4099       continue;
4100     if (ConstantBusLimit > 0) {
4101       SGPRsUsed.insert(MO.getReg());
4102       --ConstantBusLimit;
4103       continue;
4104     }
4105
4106     // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
4107     // legalize it.
4108     legalizeOpWithMove(MI, Idx);
4109   }
4110 }
4111
4112 unsigned SIInstrInfo::readlaneVGPRToSGPR(unsigned SrcReg, MachineInstr &UseMI,
4113                                          MachineRegisterInfo &MRI) const {
4114   const TargetRegisterClass *VRC = MRI.getRegClass(SrcReg);
4115   const TargetRegisterClass *SRC = RI.getEquivalentSGPRClass(VRC);
4116   unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(SRC);
4117   unsigned SubRegs = RI.getRegSizeInBits(*VRC) / 32;
4118
4119   if (RI.hasAGPRs(VRC)) {
4120     VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(VRC);
4121     unsigned NewSrcReg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
4122     BuildMI(*UseMI.getParent(), UseMI, UseMI.getDebugLoc(),
4123             get(TargetOpcode::COPY), NewSrcReg)
4124         .addReg(SrcReg);
4125     SrcReg = NewSrcReg;
4126   }
4127
4128   if (SubRegs == 1) {
4129     BuildMI(*UseMI.getParent(), UseMI, UseMI.getDebugLoc(),
4130             get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), DstReg)
4131         .addReg(SrcReg);
4132     return DstReg;
4133   }
4134
4135   SmallVector<unsigned, 8> SRegs;
4136   for (unsigned i = 0; i < SubRegs; ++i) {
4137     unsigned SGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
4138     BuildMI(*UseMI.getParent(), UseMI, UseMI.getDebugLoc(),
4139             get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), SGPR)
4140         .addReg(SrcReg, 0, RI.getSubRegFromChannel(i));
4141     SRegs.push_back(SGPR);
4142   }
4143
4144   MachineInstrBuilder MIB =
4145       BuildMI(*UseMI.getParent(), UseMI, UseMI.getDebugLoc(),
4146               get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), DstReg);
4147   for (unsigned i = 0; i < SubRegs; ++i) {
4148     MIB.addReg(SRegs[i]);
4149     MIB.addImm(RI.getSubRegFromChannel(i));
4150   }
4151   return DstReg;
4152 }
4153
4154 void SIInstrInfo::legalizeOperandsSMRD(MachineRegisterInfo &MRI,
4155                                        MachineInstr &MI) const {
4156
4157   // If the pointer is store in VGPRs, then we need to move them to
4158   // SGPRs using v_readfirstlane.  This is safe because we only select
4159   // loads with uniform pointers to SMRD instruction so we know the
4160   // pointer value is uniform.
4161   MachineOperand *SBase = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::sbase);
4162   if (SBase && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SBase->getReg()))) {
4163     unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SBase->getReg(), MI, MRI);
4164     SBase->setReg(SGPR);
4165   }
4166   MachineOperand *SOff = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::soff);
4167   if (SOff && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SOff->getReg()))) {
4168     unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SOff->getReg(), MI, MRI);
4169     SOff->setReg(SGPR);
4170   }
4171 }
4172
4173 void SIInstrInfo::legalizeGenericOperand(MachineBasicBlock &InsertMBB,
4174                                          MachineBasicBlock::iterator I,
4175                                          const TargetRegisterClass *DstRC,
4176                                          MachineOperand &Op,
4177                                          MachineRegisterInfo &MRI,
4178                                          const DebugLoc &DL) const {
4179   unsigned OpReg = Op.getReg();
4180   unsigned OpSubReg = Op.getSubReg();
4181
4182   const TargetRegisterClass *OpRC = RI.getSubClassWithSubReg(
4183       RI.getRegClassForReg(MRI, OpReg), OpSubReg);
4184
4185   // Check if operand is already the correct register class.
4186   if (DstRC == OpRC)
4187     return;
4188
4189   unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
4190   MachineInstr *Copy =
4191       BuildMI(InsertMBB, I, DL, get(AMDGPU::COPY), DstReg).add(Op);
4192
4193   Op.setReg(DstReg);
4194   Op.setSubReg(0);
4195
4196   MachineInstr *Def = MRI.getVRegDef(OpReg);
4197   if (!Def)
4198     return;
4199
4200   // Try to eliminate the copy if it is copying an immediate value.
4201   if (Def->isMoveImmediate())
4202     FoldImmediate(*Copy, *Def, OpReg, &MRI);
4203 }
4204
4205 // Emit the actual waterfall loop, executing the wrapped instruction for each
4206 // unique value of \p Rsrc across all lanes. In the best case we execute 1
4207 // iteration, in the worst case we execute 64 (once per lane).
4208 static void
4209 emitLoadSRsrcFromVGPRLoop(const SIInstrInfo &TII, MachineRegisterInfo &MRI,
4210                           MachineBasicBlock &OrigBB, MachineBasicBlock &LoopBB,
4211                           const DebugLoc &DL, MachineOperand &Rsrc) {
4212   MachineFunction &MF = *OrigBB.getParent();
4213   const GCNSubtarget &ST = MF.getSubtarget<GCNSubtarget>();
4214   const SIRegisterInfo *TRI = ST.getRegisterInfo();
4215   unsigned Exec = ST.isWave32() ? AMDGPU::EXEC_LO : AMDGPU::EXEC;
4216   unsigned SaveExecOpc =
4217       ST.isWave32() ? AMDGPU::S_AND_SAVEEXEC_B32 : AMDGPU::S_AND_SAVEEXEC_B64;
4218   unsigned XorTermOpc =
4219       ST.isWave32() ? AMDGPU::S_XOR_B32_term : AMDGPU::S_XOR_B64_term;
4220   unsigned AndOpc =
4221       ST.isWave32() ? AMDGPU::S_AND_B32 : AMDGPU::S_AND_B64;
4222   const auto *BoolXExecRC = TRI->getRegClass(AMDGPU::SReg_1_XEXECRegClassID);
4223
4224   MachineBasicBlock::iterator I = LoopBB.begin();
4225
4226   unsigned VRsrc = Rsrc.getReg();
4227   unsigned VRsrcUndef = getUndefRegState(Rsrc.isUndef());
4228
4229   unsigned SaveExec = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
4230   unsigned CondReg0 = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
4231   unsigned CondReg1 = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
4232   unsigned AndCond = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
4233   unsigned SRsrcSub0 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
4234   unsigned SRsrcSub1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
4235   unsigned SRsrcSub2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
4236   unsigned SRsrcSub3 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
4237   unsigned SRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
4238
4239   // Beginning of the loop, read the next Rsrc variant.
4240   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), SRsrcSub0)
4241       .addReg(VRsrc, VRsrcUndef, AMDGPU::sub0);
4242   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), SRsrcSub1)
4243       .addReg(VRsrc, VRsrcUndef, AMDGPU::sub1);
4244   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), SRsrcSub2)
4245       .addReg(VRsrc, VRsrcUndef, AMDGPU::sub2);
4246   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), SRsrcSub3)
4247       .addReg(VRsrc, VRsrcUndef, AMDGPU::sub3);
4248
4249   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), SRsrc)
4250       .addReg(SRsrcSub0)
4251       .addImm(AMDGPU::sub0)
4252       .addReg(SRsrcSub1)
4253       .addImm(AMDGPU::sub1)
4254       .addReg(SRsrcSub2)
4255       .addImm(AMDGPU::sub2)
4256       .addReg(SRsrcSub3)
4257       .addImm(AMDGPU::sub3);
4258
4259   // Update Rsrc operand to use the SGPR Rsrc.
4260   Rsrc.setReg(SRsrc);
4261   Rsrc.setIsKill(true);
4262
4263   // Identify all lanes with identical Rsrc operands in their VGPRs.
4264   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AMDGPU::V_CMP_EQ_U64_e64), CondReg0)
4265       .addReg(SRsrc, 0, AMDGPU::sub0_sub1)
4266       .addReg(VRsrc, 0, AMDGPU::sub0_sub1);
4267   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AMDGPU::V_CMP_EQ_U64_e64), CondReg1)
4268       .addReg(SRsrc, 0, AMDGPU::sub2_sub3)
4269       .addReg(VRsrc, 0, AMDGPU::sub2_sub3);
4270   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AndOpc), AndCond)
4271       .addReg(CondReg0)
4272       .addReg(CondReg1);
4273
4274   MRI.setSimpleHint(SaveExec, AndCond);
4275
4276   // Update EXEC to matching lanes, saving original to SaveExec.
4277   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(SaveExecOpc), SaveExec)
4278       .addReg(AndCond, RegState::Kill);
4279
4280   // The original instruction is here; we insert the terminators after it.
4281   I = LoopBB.end();
4282
4283   // Update EXEC, switch all done bits to 0 and all todo bits to 1.
4284   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(XorTermOpc), Exec)
4285       .addReg(Exec)
4286       .addReg(SaveExec);
4287   BuildMI(LoopBB, I, DL, TII.get(AMDGPU::S_CBRANCH_EXECNZ)).addMBB(&LoopBB);
4288 }
4289
4290 // Build a waterfall loop around \p MI, replacing the VGPR \p Rsrc register
4291 // with SGPRs by iterating over all unique values across all lanes.
4292 static void loadSRsrcFromVGPR(const SIInstrInfo &TII, MachineInstr &MI,
4293                               MachineOperand &Rsrc, MachineDominatorTree *MDT) {
4294   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
4295   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
4296   const GCNSubtarget &ST = MF.getSubtarget<GCNSubtarget>();
4297   const SIRegisterInfo *TRI = ST.getRegisterInfo();
4298   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
4299   MachineBasicBlock::iterator I(&MI);
4300   const DebugLoc &DL = MI.getDebugLoc();
4301   unsigned Exec = ST.isWave32() ? AMDGPU::EXEC_LO : AMDGPU::EXEC;
4302   unsigned MovExecOpc = ST.isWave32() ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::S_MOV_B64;
4303   const auto *BoolXExecRC = TRI->getRegClass(AMDGPU::SReg_1_XEXECRegClassID);
4304
4305   unsigned SaveExec = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
4306
4307   // Save the EXEC mask
4308   BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(MovExecOpc), SaveExec).addReg(Exec);
4309
4310   // Killed uses in the instruction we are waterfalling around will be
4311   // incorrect due to the added control-flow.
4312   for (auto &MO : MI.uses()) {
4313     if (MO.isReg() && MO.isUse()) {
4314       MRI.clearKillFlags(MO.getReg());
4315     }
4316   }
4317
4318   // To insert the loop we need to split the block. Move everything after this
4319   // point to a new block, and insert a new empty block between the two.
4320   MachineBasicBlock *LoopBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
4321   MachineBasicBlock *RemainderBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
4322   MachineFunction::iterator MBBI(MBB);
4323   ++MBBI;
4324
4325   MF.insert(MBBI, LoopBB);
4326   MF.insert(MBBI, RemainderBB);
4327
4328   LoopBB->addSuccessor(LoopBB);
4329   LoopBB->addSuccessor(RemainderBB);
4330
4331   // Move MI to the LoopBB, and the remainder of the block to RemainderBB.
4332   MachineBasicBlock::iterator J = I++;
4333   RemainderBB->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(&MBB);
4334   RemainderBB->splice(RemainderBB->begin(), &MBB, I, MBB.end());
4335   LoopBB->splice(LoopBB->begin(), &MBB, J);
4336
4337   MBB.addSuccessor(LoopBB);
4338
4339   // Update dominators. We know that MBB immediately dominates LoopBB, that
4340   // LoopBB immediately dominates RemainderBB, and that RemainderBB immediately
4341   // dominates all of the successors transferred to it from MBB that MBB used
4342   // to dominate.
4343   if (MDT) {
4344     MDT->addNewBlock(LoopBB, &MBB);
4345     MDT->addNewBlock(RemainderBB, LoopBB);
4346     for (auto &Succ : RemainderBB->successors()) {
4347       if (MDT->dominates(&MBB, Succ)) {
4348         MDT->changeImmediateDominator(Succ, RemainderBB);
4349       }
4350     }
4351   }
4352
4353   emitLoadSRsrcFromVGPRLoop(TII, MRI, MBB, *LoopBB, DL, Rsrc);
4354
4355   // Restore the EXEC mask
4356   MachineBasicBlock::iterator First = RemainderBB->begin();
4357   BuildMI(*RemainderBB, First, DL, TII.get(MovExecOpc), Exec).addReg(SaveExec);
4358 }
4359
4360 // Extract pointer from Rsrc and return a zero-value Rsrc replacement.
4361 static std::tuple<unsigned, unsigned>
4362 extractRsrcPtr(const SIInstrInfo &TII, MachineInstr &MI, MachineOperand &Rsrc) {
4363   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
4364   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
4365   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
4366
4367   // Extract the ptr from the resource descriptor.
4368   unsigned RsrcPtr =
4369       TII.buildExtractSubReg(MI, MRI, Rsrc, &AMDGPU::VReg_128RegClass,
4370                              AMDGPU::sub0_sub1, &AMDGPU::VReg_64RegClass);
4371
4372   // Create an empty resource descriptor
4373   unsigned Zero64 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
4374   unsigned SRsrcFormatLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
4375   unsigned SRsrcFormatHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
4376   unsigned NewSRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
4377   uint64_t RsrcDataFormat = TII.getDefaultRsrcDataFormat();
4378
4379   // Zero64 = 0
4380   BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), TII.get(AMDGPU::S_MOV_B64), Zero64)
4381       .addImm(0);
4382
4383   // SRsrcFormatLo = RSRC_DATA_FORMAT{31-0}
4384   BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), TII.get(AMDGPU::S_MOV_B32), SRsrcFormatLo)
4385       .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
4386
4387   // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
4388   BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), TII.get(AMDGPU::S_MOV_B32), SRsrcFormatHi)
4389       .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
4390
4391   // NewSRsrc = {Zero64, SRsrcFormat}
4392   BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), TII.get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewSRsrc)
4393       .addReg(Zero64)
4394       .addImm(AMDGPU::sub0_sub1)
4395       .addReg(SRsrcFormatLo)
4396       .addImm(AMDGPU::sub2)
4397       .addReg(SRsrcFormatHi)
4398       .addImm(AMDGPU::sub3);
4399
4400   return std::make_tuple(RsrcPtr, NewSRsrc);
4401 }
4402
4403 void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr &MI,
4404                                    MachineDominatorTree *MDT) const {
4405   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
4406   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
4407
4408   // Legalize VOP2
4409   if (isVOP2(MI) || isVOPC(MI)) {
4410     legalizeOperandsVOP2(MRI, MI);
4411     return;
4412   }
4413
4414   // Legalize VOP3
4415   if (isVOP3(MI)) {
4416     legalizeOperandsVOP3(MRI, MI);
4417     return;
4418   }
4419
4420   // Legalize SMRD
4421   if (isSMRD(MI)) {
4422     legalizeOperandsSMRD(MRI, MI);
4423     return;
4424   }
4425
4426   // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
4427   // The register class of the operands much be the same type as the register
4428   // class of the output.
4429   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
4430     const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
4431     for (unsigned i = 1, e = MI.getNumOperands(); i != e; i += 2) {
4432       if (!MI.getOperand(i).isReg() ||
4433           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI.getOperand(i).getReg()))
4434         continue;
4435       const TargetRegisterClass *OpRC =
4436           MRI.getRegClass(MI.getOperand(i).getReg());
4437       if (RI.hasVectorRegisters(OpRC)) {
4438         VRC = OpRC;
4439       } else {
4440         SRC = OpRC;
4441       }
4442     }
4443
4444     // If any of the operands are VGPR registers, then they all most be
4445     // otherwise we will create illegal VGPR->SGPR copies when legalizing
4446     // them.
4447     if (VRC || !RI.isSGPRClass(getOpRegClass(MI, 0))) {
4448       if (!VRC) {
4449         assert(SRC);
4450         VRC = RI.hasAGPRs(getOpRegClass(MI, 0)) ? RI.getEquivalentAGPRClass(SRC)
4451                                                 : RI.getEquivalentVGPRClass(SRC);
4452       }
4453       RC = VRC;
4454     } else {
4455       RC = SRC;
4456     }
4457
4458     // Update all the operands so they have the same type.
4459     for (unsigned I = 1, E = MI.getNumOperands(); I != E; I += 2) {
4460       MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
4461       if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
4462         continue;
4463
4464       // MI is a PHI instruction.
4465       MachineBasicBlock *InsertBB = MI.getOperand(I + 1).getMBB();
4466       MachineBasicBlock::iterator Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
4467
4468       // Avoid creating no-op copies with the same src and dst reg class.  These
4469       // confuse some of the machine passes.
4470       legalizeGenericOperand(*InsertBB, Insert, RC, Op, MRI, MI.getDebugLoc());
4471     }
4472   }
4473
4474   // REG_SEQUENCE doesn't really require operand legalization, but if one has a
4475   // VGPR dest type and SGPR sources, insert copies so all operands are
4476   // VGPRs. This seems to help operand folding / the register coalescer.
4477   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
4478     MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
4479     const TargetRegisterClass *DstRC = getOpRegClass(MI, 0);
4480     if (RI.hasVGPRs(DstRC)) {
4481       // Update all the operands so they are VGPR register classes. These may
4482       // not be the same register class because REG_SEQUENCE supports mixing
4483       // subregister index types e.g. sub0_sub1 + sub2 + sub3
4484       for (unsigned I = 1, E = MI.getNumOperands(); I != E; I += 2) {
4485         MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
4486         if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
4487           continue;
4488
4489         const TargetRegisterClass *OpRC = MRI.getRegClass(Op.getReg());
4490         const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(OpRC);
4491         if (VRC == OpRC)
4492           continue;
4493
4494         legalizeGenericOperand(*MBB, MI, VRC, Op, MRI, MI.getDebugLoc());
4495         Op.setIsKill();
4496       }
4497     }
4498
4499     return;
4500   }
4501
4502   // Legalize INSERT_SUBREG
4503   // src0 must have the same register class as dst
4504   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
4505     unsigned Dst = MI.getOperand(0).getReg();
4506     unsigned Src0 = MI.getOperand(1).getReg();
4507     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
4508     const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
4509     if (DstRC != Src0RC) {
4510       MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
4511       MachineOperand &Op = MI.getOperand(1);
4512       legalizeGenericOperand(*MBB, MI, DstRC, Op, MRI, MI.getDebugLoc());
4513     }
4514     return;
4515   }
4516
4517   // Legalize SI_INIT_M0
4518   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::SI_INIT_M0) {
4519     MachineOperand &Src = MI.getOperand(0);
4520     if (Src.isReg() && RI.hasVectorRegisters(MRI.getRegClass(Src.getReg())))
4521       Src.setReg(readlaneVGPRToSGPR(Src.getReg(), MI, MRI));
4522     return;
4523   }
4524
4525   // Legalize MIMG and MUBUF/MTBUF for shaders.
4526   //
4527   // Shaders only generate MUBUF/MTBUF instructions via intrinsics or via
4528   // scratch memory access. In both cases, the legalization never involves
4529   // conversion to the addr64 form.
4530   if (isMIMG(MI) ||
4531       (AMDGPU::isShader(MF.getFunction().getCallingConv()) &&
4532        (isMUBUF(MI) || isMTBUF(MI)))) {
4533     MachineOperand *SRsrc = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
4534     if (SRsrc && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()))) {
4535       unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SRsrc->getReg(), MI, MRI);
4536       SRsrc->setReg(SGPR);
4537     }
4538
4539     MachineOperand *SSamp = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::ssamp);
4540     if (SSamp && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SSamp->getReg()))) {
4541       unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SSamp->getReg(), MI, MRI);
4542       SSamp->setReg(SGPR);
4543     }
4544     return;
4545   }
4546
4547   // Legalize MUBUF* instructions.
4548   int RsrcIdx =
4549       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), AMDGPU::OpName::srsrc);
4550   if (RsrcIdx != -1) {
4551     // We have an MUBUF instruction
4552     MachineOperand *Rsrc = &MI.getOperand(RsrcIdx);
4553     unsigned RsrcRC = get(MI.getOpcode()).OpInfo[RsrcIdx].RegClass;
4554     if (RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(Rsrc->getReg()),
4555                              RI.getRegClass(RsrcRC))) {
4556       // The operands are legal.
4557       // FIXME: We may need to legalize operands besided srsrc.
4558       return;
4559     }
4560
4561     // Legalize a VGPR Rsrc.
4562     //
4563     // If the instruction is _ADDR64, we can avoid a waterfall by extracting
4564     // the base pointer from the VGPR Rsrc, adding it to the VAddr, then using
4565     // a zero-value SRsrc.
4566     //
4567     // If the instruction is _OFFSET (both idxen and offen disabled), and we
4568     // support ADDR64 instructions, we can convert to ADDR64 and do the same as
4569     // above.
4570     //
4571     // Otherwise we are on non-ADDR64 hardware, and/or we have
4572     // idxen/offen/bothen and we fall back to a waterfall loop.
4573
4574     MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
4575
4576     MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
4577     if (VAddr && AMDGPU::getIfAddr64Inst(MI.getOpcode()) != -1) {
4578       // This is already an ADDR64 instruction so we need to add the pointer
4579       // extracted from the resource descriptor to the current value of VAddr.
4580       unsigned NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
4581       unsigned NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
4582       unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
4583
4584       const auto *BoolXExecRC = RI.getRegClass(AMDGPU::SReg_1_XEXECRegClassID);
4585       unsigned CondReg0 = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
4586       unsigned CondReg1 = MRI.createVirtualRegister(BoolXExecRC);
4587
4588       unsigned RsrcPtr, NewSRsrc;
4589       std::tie(RsrcPtr, NewSRsrc) = extractRsrcPtr(*this, MI, *Rsrc);
4590
4591       // NewVaddrLo = RsrcPtr:sub0 + VAddr:sub0
4592       const DebugLoc &DL = MI.getDebugLoc();
4593       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e64), NewVAddrLo)
4594         .addDef(CondReg0)
4595         .addReg(RsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
4596         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
4597         .addImm(0);
4598
4599       // NewVaddrHi = RsrcPtr:sub1 + VAddr:sub1
4600       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e64), NewVAddrHi)
4601         .addDef(CondReg1, RegState::Dead)
4602         .addReg(RsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
4603         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1)
4604         .addReg(CondReg0, RegState::Kill)
4605         .addImm(0);
4606
4607       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
4608       BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
4609           .addReg(NewVAddrLo)
4610           .addImm(AMDGPU::sub0)
4611           .addReg(NewVAddrHi)
4612           .addImm(AMDGPU::sub1);
4613
4614       VAddr->setReg(NewVAddr);
4615       Rsrc->setReg(NewSRsrc);
4616     } else if (!VAddr && ST.hasAddr64()) {
4617       // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
4618       // ADDR64.
4619       assert(MBB.getParent()->getSubtarget<GCNSubtarget>().getGeneration()
4620              < AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS &&
4621              "FIXME: Need to emit flat atomics here");
4622
4623       unsigned RsrcPtr, NewSRsrc;
4624       std::tie(RsrcPtr, NewSRsrc) = extractRsrcPtr(*this, MI, *Rsrc);
4625
4626       unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
4627       MachineOperand *VData = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdata);
4628       MachineOperand *Offset = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::offset);
4629       MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::soffset);
4630       unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI.getOpcode());
4631
4632       // Atomics rith return have have an additional tied operand and are
4633       // missing some of the special bits.
4634       MachineOperand *VDataIn = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdata_in);
4635       MachineInstr *Addr64;
4636
4637       if (!VDataIn) {
4638         // Regular buffer load / store.
4639         MachineInstrBuilder MIB =
4640             BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
4641                 .add(*VData)
4642                 .addReg(NewVAddr)
4643                 .addReg(NewSRsrc)
4644                 .add(*SOffset)
4645                 .add(*Offset);
4646
4647         // Atomics do not have this operand.
4648         if (const MachineOperand *GLC =
4649                 getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::glc)) {
4650           MIB.addImm(GLC->getImm());
4651         }
4652         if (const MachineOperand *DLC =
4653                 getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::dlc)) {
4654           MIB.addImm(DLC->getImm());
4655         }
4656
4657         MIB.addImm(getNamedImmOperand(MI, AMDGPU::OpName::slc));
4658
4659         if (const MachineOperand *TFE =
4660                 getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::tfe)) {
4661           MIB.addImm(TFE->getImm());
4662         }
4663
4664         MIB.cloneMemRefs(MI);
4665         Addr64 = MIB;
4666       } else {
4667         // Atomics with return.
4668         Addr64 = BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
4669                      .add(*VData)
4670                      .add(*VDataIn)
4671                      .addReg(NewVAddr)
4672                      .addReg(NewSRsrc)
4673                      .add(*SOffset)
4674                      .add(*Offset)
4675                      .addImm(getNamedImmOperand(MI, AMDGPU::OpName::slc))
4676                      .cloneMemRefs(MI);
4677       }
4678
4679       MI.removeFromParent();
4680
4681       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
4682       BuildMI(MBB, Addr64, Addr64->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE),
4683               NewVAddr)
4684           .addReg(RsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
4685           .addImm(AMDGPU::sub0)
4686           .addReg(RsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
4687           .addImm(AMDGPU::sub1);
4688     } else {
4689       // This is another variant; legalize Rsrc with waterfall loop from VGPRs
4690       // to SGPRs.
4691       loadSRsrcFromVGPR(*this, MI, *Rsrc, MDT);
4692     }
4693   }
4694 }
4695
4696 void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst,
4697                              MachineDominatorTree *MDT) const {
4698   SetVectorType Worklist;
4699   Worklist.insert(&TopInst);
4700
4701   while (!Worklist.empty()) {
4702     MachineInstr &Inst = *Worklist.pop_back_val();
4703     MachineBasicBlock *MBB = Inst.getParent();
4704     MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
4705
4706     unsigned Opcode = Inst.getOpcode();
4707     unsigned NewOpcode = getVALUOp(Inst);
4708
4709     // Handle some special cases
4710     switch (Opcode) {
4711     default:
4712       break;
4713     case AMDGPU::S_ADD_U64_PSEUDO:
4714     case AMDGPU::S_SUB_U64_PSEUDO:
4715       splitScalar64BitAddSub(Worklist, Inst, MDT);
4716       Inst.eraseFromParent();
4717       continue;
4718     case AMDGPU::S_ADD_I32:
4719     case AMDGPU::S_SUB_I32:
4720       // FIXME: The u32 versions currently selected use the carry.
4721       if (moveScalarAddSub(Worklist, Inst, MDT))
4722         continue;
4723
4724       // Default handling
4725       break;
4726     case AMDGPU::S_AND_B64:
4727       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_AND_B32, MDT);
4728       Inst.eraseFromParent();
4729       continue;
4730
4731     case AMDGPU::S_OR_B64:
4732       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_OR_B32, MDT);
4733       Inst.eraseFromParent();
4734       continue;
4735
4736     case AMDGPU::S_XOR_B64:
4737       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_XOR_B32, MDT);
4738       Inst.eraseFromParent();
4739       continue;
4740
4741     case AMDGPU::S_NAND_B64:
4742       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_NAND_B32, MDT);
4743       Inst.eraseFromParent();
4744       continue;
4745
4746     case AMDGPU::S_NOR_B64:
4747       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_NOR_B32, MDT);
4748       Inst.eraseFromParent();
4749       continue;
4750
4751     case AMDGPU::S_XNOR_B64:
4752       if (ST.hasDLInsts())
4753         splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_XNOR_B32, MDT);
4754       else
4755         splitScalar64BitXnor(Worklist, Inst, MDT);
4756       Inst.eraseFromParent();
4757       continue;
4758
4759     case AMDGPU::S_ANDN2_B64:
4760       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_ANDN2_B32, MDT);
4761       Inst.eraseFromParent();
4762       continue;
4763
4764     case AMDGPU::S_ORN2_B64:
4765       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_ORN2_B32, MDT);
4766       Inst.eraseFromParent();
4767       continue;
4768
4769     case AMDGPU::S_NOT_B64:
4770       splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_NOT_B32);
4771       Inst.eraseFromParent();
4772       continue;
4773
4774     case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
4775       splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
4776       Inst.eraseFromParent();
4777       continue;
4778
4779     case AMDGPU::S_BFE_I64:
4780       splitScalar64BitBFE(Worklist, Inst);
4781       Inst.eraseFromParent();
4782       continue;
4783
4784     case AMDGPU::S_LSHL_B32:
4785       if (ST.hasOnlyRevVALUShifts()) {
4786         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e64;
4787         swapOperands(Inst);
4788       }
4789       break;
4790     case AMDGPU::S_ASHR_I32:
4791       if (ST.hasOnlyRevVALUShifts()) {
4792         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64;
4793         swapOperands(Inst);
4794       }
4795       break;
4796     case AMDGPU::S_LSHR_B32:
4797       if (ST.hasOnlyRevVALUShifts()) {
4798         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64;
4799         swapOperands(Inst);
4800       }
4801       break;
4802     case AMDGPU::S_LSHL_B64:
4803       if (ST.hasOnlyRevVALUShifts()) {
4804         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B64;
4805         swapOperands(Inst);
4806       }
4807       break;
4808     case AMDGPU::S_ASHR_I64:
4809       if (ST.hasOnlyRevVALUShifts()) {
4810         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I64;
4811         swapOperands(Inst);
4812       }
4813       break;
4814     case AMDGPU::S_LSHR_B64:
4815       if (ST.hasOnlyRevVALUShifts()) {
4816         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B64;
4817         swapOperands(Inst);
4818       }
4819       break;
4820
4821     case AMDGPU::S_ABS_I32:
4822       lowerScalarAbs(Worklist, Inst);
4823       Inst.eraseFromParent();
4824       continue;
4825
4826     case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0:
4827     case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1:
4828       // Clear unused bits of vcc
4829       if (ST.isWave32())
4830         BuildMI(*MBB, Inst, Inst.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_AND_B32),
4831                 AMDGPU::VCC_LO)
4832             .addReg(AMDGPU::EXEC_LO)
4833             .addReg(AMDGPU::VCC_LO);
4834       else
4835         BuildMI(*MBB, Inst, Inst.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_AND_B64),
4836                 AMDGPU::VCC)
4837             .addReg(AMDGPU::EXEC)
4838             .addReg(AMDGPU::VCC);
4839       break;
4840
4841     case AMDGPU::S_BFE_U64:
4842     case AMDGPU::S_BFM_B64:
4843       llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
4844
4845     case AMDGPU::S_PACK_LL_B32_B16:
4846     case AMDGPU::S_PACK_LH_B32_B16:
4847     case AMDGPU::S_PACK_HH_B32_B16:
4848       movePackToVALU(Worklist, MRI, Inst);
4849       Inst.eraseFromParent();
4850       continue;
4851
4852     case AMDGPU::S_XNOR_B32:
4853       lowerScalarXnor(Worklist, Inst);
4854       Inst.eraseFromParent();
4855       continue;
4856
4857     case AMDGPU::S_NAND_B32:
4858       splitScalarNotBinop(Worklist, Inst, AMDGPU::S_AND_B32);
4859       Inst.eraseFromParent();
4860       continue;
4861
4862     case AMDGPU::S_NOR_B32:
4863       splitScalarNotBinop(Worklist, Inst, AMDGPU::S_OR_B32);
4864       Inst.eraseFromParent();
4865       continue;
4866
4867     case AMDGPU::S_ANDN2_B32:
4868       splitScalarBinOpN2(Worklist, Inst, AMDGPU::S_AND_B32);
4869       Inst.eraseFromParent();
4870       continue;
4871
4872     case AMDGPU::S_ORN2_B32:
4873       splitScalarBinOpN2(Worklist, Inst, AMDGPU::S_OR_B32);
4874       Inst.eraseFromParent();
4875       continue;
4876     }
4877
4878     if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
4879       // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
4880       // legalize its operands instead.
4881       legalizeOperands(Inst, MDT);
4882       continue;
4883     }
4884
4885     // Use the new VALU Opcode.
4886     const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpcode);
4887     Inst.setDesc(NewDesc);
4888
4889     // Remove any references to SCC. Vector instructions can't read from it, and
4890     // We're just about to add the implicit use / defs of VCC, and we don't want
4891     // both.
4892     for (unsigned i = Inst.getNumOperands() - 1; i > 0; --i) {
4893       MachineOperand &Op = Inst.getOperand(i);
4894       if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC) {
4895         // Only propagate through live-def of SCC.
4896         if (Op.isDef() && !Op.isDead())
4897           addSCCDefUsersToVALUWorklist(Op, Inst, Worklist);
4898         Inst.RemoveOperand(i);
4899       }
4900     }
4901
4902     if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
4903       // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
4904       // operands for the size and offset.
4905       unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
4906       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
4907       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
4908
4909     } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
4910       // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
4911       // extra 0 operand.
4912       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
4913     }
4914
4915     Inst.addImplicitDefUseOperands(*Inst.getParent()->getParent());
4916     fixImplicitOperands(Inst);
4917
4918     if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
4919       const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst.getOperand(2);
4920       // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
4921       // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
4922       assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
4923              "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
4924       uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
4925
4926       uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
4927       uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
4928       Inst.RemoveOperand(2);                     // Remove old immediate.
4929       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
4930       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
4931     }
4932
4933     bool HasDst = Inst.getOperand(0).isReg() && Inst.getOperand(0).isDef();
4934     unsigned NewDstReg = AMDGPU::NoRegister;
4935     if (HasDst) {
4936       unsigned DstReg = Inst.getOperand(0).getReg();
4937       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
4938         continue;
4939
4940       // Update the destination register class.
4941       const TargetRegisterClass *NewDstRC = getDestEquivalentVGPRClass(Inst);
4942       if (!NewDstRC)
4943         continue;
4944
4945       if (Inst.isCopy() &&
4946           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Inst.getOperand(1).getReg()) &&
4947           NewDstRC == RI.getRegClassForReg(MRI, Inst.getOperand(1).getReg())) {
4948         // Instead of creating a copy where src and dst are the same register
4949         // class, we just replace all uses of dst with src.  These kinds of
4950         // copies interfere with the heuristics MachineSink uses to decide
4951         // whether or not to split a critical edge.  Since the pass assumes
4952         // that copies will end up as machine instructions and not be
4953         // eliminated.
4954         addUsersToMoveToVALUWorklist(DstReg, MRI, Worklist);
4955         MRI.replaceRegWith(DstReg, Inst.getOperand(1).getReg());
4956         MRI.clearKillFlags(Inst.getOperand(1).getReg());
4957         Inst.getOperand(0).setReg(DstReg);
4958
4959         // Make sure we don't leave around a dead VGPR->SGPR copy. Normally
4960         // these are deleted later, but at -O0 it would leave a suspicious
4961         // looking illegal copy of an undef register.
4962         for (unsigned I = Inst.getNumOperands() - 1; I != 0; --I)
4963           Inst.RemoveOperand(I);
4964         Inst.setDesc(get(AMDGPU::IMPLICIT_DEF));
4965         continue;
4966       }
4967
4968       NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
4969       MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
4970     }
4971
4972     // Legalize the operands
4973     legalizeOperands(Inst, MDT);
4974
4975     if (HasDst)
4976      addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
4977   }
4978 }
4979
4980 // Add/sub require special handling to deal with carry outs.
4981 bool SIInstrInfo::moveScalarAddSub(SetVectorType &Worklist, MachineInstr &Inst,
4982                                    MachineDominatorTree *MDT) const {
4983   if (ST.hasAddNoCarry()) {
4984     // Assume there is no user of scc since we don't select this in that case.
4985     // Since scc isn't used, it doesn't really matter if the i32 or u32 variant
4986     // is used.
4987
4988     MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
4989     MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
4990
4991     unsigned OldDstReg = Inst.getOperand(0).getReg();
4992     unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
4993
4994     unsigned Opc = Inst.getOpcode();
4995     assert(Opc == AMDGPU::S_ADD_I32 || Opc == AMDGPU::S_SUB_I32);
4996
4997     unsigned NewOpc = Opc == AMDGPU::S_ADD_I32 ?
4998       AMDGPU::V_ADD_U32_e64 : AMDGPU::V_SUB_U32_e64;
4999
5000     assert(Inst.getOperand(3).getReg() == AMDGPU::SCC);
5001     Inst.RemoveOperand(3);
5002
5003     Inst.setDesc(get(NewOpc));
5004     Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(0)); // clamp bit
5005     Inst.addImplicitDefUseOperands(*MBB.getParent());
5006     MRI.replaceRegWith(OldDstReg, ResultReg);
5007     legalizeOperands(Inst, MDT);
5008
5009     addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
5010     return true;
5011   }
5012
5013   return false;
5014 }
5015
5016 void SIInstrInfo::lowerScalarAbs(SetVectorType &Worklist,
5017                                  MachineInstr &Inst) const {
5018   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5019   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5020   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5021   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
5022
5023   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5024   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
5025   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5026   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5027
5028   unsigned SubOp = ST.hasAddNoCarry() ?
5029     AMDGPU::V_SUB_U32_e32 : AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
5030
5031   BuildMI(MBB, MII, DL, get(SubOp), TmpReg)
5032     .addImm(0)
5033     .addReg(Src.getReg());
5034
5035   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_MAX_I32_e64), ResultReg)
5036     .addReg(Src.getReg())
5037     .addReg(TmpReg);
5038
5039   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
5040   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
5041 }
5042
5043 void SIInstrInfo::lowerScalarXnor(SetVectorType &Worklist,
5044                                   MachineInstr &Inst) const {
5045   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5046   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5047   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5048   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
5049
5050   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5051   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
5052   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
5053
5054   if (ST.hasDLInsts()) {
5055     unsigned NewDest = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5056     legalizeGenericOperand(MBB, MII, &AMDGPU::VGPR_32RegClass, Src0, MRI, DL);
5057     legalizeGenericOperand(MBB, MII, &AMDGPU::VGPR_32RegClass, Src1, MRI, DL);
5058
5059     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_XNOR_B32_e64), NewDest)
5060       .add(Src0)
5061       .add(Src1);
5062
5063     MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), NewDest);
5064     addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDest, MRI, Worklist);
5065   } else {
5066     // Using the identity !(x ^ y) == (!x ^ y) == (x ^ !y), we can
5067     // invert either source and then perform the XOR. If either source is a
5068     // scalar register, then we can leave the inversion on the scalar unit to
5069     // acheive a better distrubution of scalar and vector instructions.
5070     bool Src0IsSGPR = Src0.isReg() &&
5071                       RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(Src0.getReg()));
5072     bool Src1IsSGPR = Src1.isReg() &&
5073                       RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(Src1.getReg()));
5074     MachineInstr *Xor;
5075     unsigned Temp = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
5076     unsigned NewDest = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
5077
5078     // Build a pair of scalar instructions and add them to the work list.
5079     // The next iteration over the work list will lower these to the vector
5080     // unit as necessary.
5081     if (Src0IsSGPR) {
5082       BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_NOT_B32), Temp).add(Src0);
5083       Xor = BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_XOR_B32), NewDest)
5084       .addReg(Temp)
5085       .add(Src1);
5086     } else if (Src1IsSGPR) {
5087       BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_NOT_B32), Temp).add(Src1);
5088       Xor = BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_XOR_B32), NewDest)
5089       .add(Src0)
5090       .addReg(Temp);
5091     } else {
5092       Xor = BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_XOR_B32), Temp)
5093         .add(Src0)
5094         .add(Src1);
5095       MachineInstr *Not =
5096           BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_NOT_B32), NewDest).addReg(Temp);
5097       Worklist.insert(Not);
5098     }
5099
5100     MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), NewDest);
5101
5102     Worklist.insert(Xor);
5103
5104     addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDest, MRI, Worklist);
5105   }
5106 }
5107
5108 void SIInstrInfo::splitScalarNotBinop(SetVectorType &Worklist,
5109                                       MachineInstr &Inst,
5110                                       unsigned Opcode) const {
5111   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5112   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5113   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5114   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
5115
5116   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5117   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
5118   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
5119
5120   unsigned NewDest = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
5121   unsigned Interm = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
5122
5123   MachineInstr &Op = *BuildMI(MBB, MII, DL, get(Opcode), Interm)
5124     .add(Src0)
5125     .add(Src1);
5126
5127   MachineInstr &Not = *BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_NOT_B32), NewDest)
5128     .addReg(Interm);
5129
5130   Worklist.insert(&Op);
5131   Worklist.insert(&Not);
5132
5133   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), NewDest);
5134   addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDest, MRI, Worklist);
5135 }
5136
5137 void SIInstrInfo::splitScalarBinOpN2(SetVectorType& Worklist,
5138                                      MachineInstr &Inst,
5139                                      unsigned Opcode) const {
5140   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5141   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5142   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5143   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
5144
5145   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5146   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
5147   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
5148
5149   unsigned NewDest = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
5150   unsigned Interm = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
5151
5152   MachineInstr &Not = *BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_NOT_B32), Interm)
5153     .add(Src1);
5154
5155   MachineInstr &Op = *BuildMI(MBB, MII, DL, get(Opcode), NewDest)
5156     .add(Src0)
5157     .addReg(Interm);
5158
5159   Worklist.insert(&Not);
5160   Worklist.insert(&Op);
5161
5162   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), NewDest);
5163   addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDest, MRI, Worklist);
5164 }
5165
5166 void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
5167     SetVectorType &Worklist, MachineInstr &Inst,
5168     unsigned Opcode) const {
5169   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5170   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5171
5172   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5173   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
5174   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
5175
5176   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5177
5178   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
5179   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
5180     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
5181     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
5182
5183   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
5184
5185   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
5186                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
5187
5188   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
5189   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
5190   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
5191
5192   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
5193   MachineInstr &LoHalf = *BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0).add(SrcReg0Sub0);
5194
5195   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
5196                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
5197
5198   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
5199   MachineInstr &HiHalf = *BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1).add(SrcReg0Sub1);
5200
5201   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
5202   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
5203     .addReg(DestSub0)
5204     .addImm(AMDGPU::sub0)
5205     .addReg(DestSub1)
5206     .addImm(AMDGPU::sub1);
5207
5208   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
5209
5210   Worklist.insert(&LoHalf);
5211   Worklist.insert(&HiHalf);
5212
5213   // We don't need to legalizeOperands here because for a single operand, src0
5214   // will support any kind of input.
5215
5216   // Move all users of this moved value.
5217   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
5218 }
5219
5220 void SIInstrInfo::splitScalar64BitAddSub(SetVectorType &Worklist,
5221                                          MachineInstr &Inst,
5222                                          MachineDominatorTree *MDT) const {
5223   bool IsAdd = (Inst.getOpcode() == AMDGPU::S_ADD_U64_PSEUDO);
5224
5225   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5226   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5227   const auto *CarryRC = RI.getRegClass(AMDGPU::SReg_1_XEXECRegClassID);
5228
5229   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
5230   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5231   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5232
5233   unsigned CarryReg = MRI.createVirtualRegister(CarryRC);
5234   unsigned DeadCarryReg = MRI.createVirtualRegister(CarryRC);
5235
5236   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5237   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
5238   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
5239   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
5240   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5241
5242   const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0.getReg());
5243   const TargetRegisterClass *Src1RC = MRI.getRegClass(Src1.getReg());
5244   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
5245   const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
5246
5247   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
5248                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
5249   MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
5250                                                        AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
5251
5252
5253   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
5254                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
5255   MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
5256                                                        AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
5257
5258   unsigned LoOpc = IsAdd ? AMDGPU::V_ADD_I32_e64 : AMDGPU::V_SUB_I32_e64;
5259   MachineInstr *LoHalf =
5260     BuildMI(MBB, MII, DL, get(LoOpc), DestSub0)
5261     .addReg(CarryReg, RegState::Define)
5262     .add(SrcReg0Sub0)
5263     .add(SrcReg1Sub0)
5264     .addImm(0); // clamp bit
5265
5266   unsigned HiOpc = IsAdd ? AMDGPU::V_ADDC_U32_e64 : AMDGPU::V_SUBB_U32_e64;
5267   MachineInstr *HiHalf =
5268     BuildMI(MBB, MII, DL, get(HiOpc), DestSub1)
5269     .addReg(DeadCarryReg, RegState::Define | RegState::Dead)
5270     .add(SrcReg0Sub1)
5271     .add(SrcReg1Sub1)
5272     .addReg(CarryReg, RegState::Kill)
5273     .addImm(0); // clamp bit
5274
5275   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
5276     .addReg(DestSub0)
5277     .addImm(AMDGPU::sub0)
5278     .addReg(DestSub1)
5279     .addImm(AMDGPU::sub1);
5280
5281   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
5282
5283   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
5284   // valid.
5285   legalizeOperands(*LoHalf, MDT);
5286   legalizeOperands(*HiHalf, MDT);
5287
5288   // Move all users of this moved vlaue.
5289   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
5290 }
5291
5292 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(SetVectorType &Worklist,
5293                                            MachineInstr &Inst, unsigned Opcode,
5294                                            MachineDominatorTree *MDT) const {
5295   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5296   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5297
5298   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5299   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
5300   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
5301   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
5302
5303   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5304
5305   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
5306   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
5307     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
5308     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
5309
5310   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
5311   const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
5312     MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
5313     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
5314
5315   const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
5316
5317   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
5318                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
5319   MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
5320                                                        AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
5321   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
5322                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
5323   MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
5324                                                        AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
5325
5326   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
5327   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
5328   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
5329
5330   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
5331   MachineInstr &LoHalf = *BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
5332                               .add(SrcReg0Sub0)
5333                               .add(SrcReg1Sub0);
5334
5335   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
5336   MachineInstr &HiHalf = *BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
5337                               .add(SrcReg0Sub1)
5338                               .add(SrcReg1Sub1);
5339
5340   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
5341   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
5342     .addReg(DestSub0)
5343     .addImm(AMDGPU::sub0)
5344     .addReg(DestSub1)
5345     .addImm(AMDGPU::sub1);
5346
5347   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
5348
5349   Worklist.insert(&LoHalf);
5350   Worklist.insert(&HiHalf);
5351
5352   // Move all users of this moved vlaue.
5353   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
5354 }
5355
5356 void SIInstrInfo::splitScalar64BitXnor(SetVectorType &Worklist,
5357                                        MachineInstr &Inst,
5358                                        MachineDominatorTree *MDT) const {
5359   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5360   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5361
5362   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5363   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
5364   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
5365   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
5366
5367   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5368
5369   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
5370
5371   unsigned Interm = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
5372
5373   MachineOperand* Op0;
5374   MachineOperand* Op1;
5375
5376   if (Src0.isReg() && RI.isSGPRReg(MRI, Src0.getReg())) {
5377     Op0 = &Src0;
5378     Op1 = &Src1;
5379   } else {
5380     Op0 = &Src1;
5381     Op1 = &Src0;
5382   }
5383
5384   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_NOT_B64), Interm)
5385     .add(*Op0);
5386
5387   unsigned NewDest = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
5388
5389   MachineInstr &Xor = *BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::S_XOR_B64), NewDest)
5390     .addReg(Interm)
5391     .add(*Op1);
5392
5393   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), NewDest);
5394
5395   Worklist.insert(&Xor);
5396 }
5397
5398 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(
5399     SetVectorType &Worklist, MachineInstr &Inst) const {
5400   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5401   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5402
5403   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5404   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
5405
5406   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5407   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
5408
5409   const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64);
5410   const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
5411     MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
5412     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
5413
5414   unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5415   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5416
5417   const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
5418
5419   MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
5420                                                       AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
5421   MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
5422                                                       AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
5423
5424   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg).add(SrcRegSub0).addImm(0);
5425
5426   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg).add(SrcRegSub1).addReg(MidReg);
5427
5428   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
5429
5430   // We don't need to legalize operands here. src0 for etiher instruction can be
5431   // an SGPR, and the second input is unused or determined here.
5432   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
5433 }
5434
5435 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBFE(SetVectorType &Worklist,
5436                                       MachineInstr &Inst) const {
5437   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
5438   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
5439   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
5440   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
5441
5442   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5443   uint32_t Imm = Inst.getOperand(2).getImm();
5444   uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
5445   uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
5446
5447   (void) Offset;
5448
5449   // Only sext_inreg cases handled.
5450   assert(Inst.getOpcode() == AMDGPU::S_BFE_I64 && BitWidth <= 32 &&
5451          Offset == 0 && "Not implemented");
5452
5453   if (BitWidth < 32) {
5454     unsigned MidRegLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5455     unsigned MidRegHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5456     unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
5457
5458     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_BFE_I32), MidRegLo)
5459         .addReg(Inst.getOperand(1).getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
5460         .addImm(0)
5461         .addImm(BitWidth);
5462
5463     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e32), MidRegHi)
5464       .addImm(31)
5465       .addReg(MidRegLo);
5466
5467     BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
5468       .addReg(MidRegLo)
5469       .addImm(AMDGPU::sub0)
5470       .addReg(MidRegHi)
5471       .addImm(AMDGPU::sub1);
5472
5473     MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
5474     addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
5475     return;
5476   }
5477
5478   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
5479   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5480   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
5481
5482   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64), TmpReg)
5483     .addImm(31)
5484     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
5485
5486   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
5487     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
5488     .addImm(AMDGPU::sub0)
5489     .addReg(TmpReg)
5490     .addImm(AMDGPU::sub1);
5491
5492   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
5493   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
5494 }
5495
5496 void SIInstrInfo::addUsersToMoveToVALUWorklist(
5497   unsigned DstReg,
5498   MachineRegisterInfo &MRI,
5499   SetVectorType &Worklist) const {
5500   for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(DstReg),
5501          E = MRI.use_end(); I != E;) {
5502     MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
5503
5504     unsigned OpNo = 0;
5505
5506     switch (UseMI.getOpcode()) {
5507     case AMDGPU::COPY:
5508     case AMDGPU::WQM:
5509     case AMDGPU::WWM:
5510     case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
5511     case AMDGPU::PHI:
5512     case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
5513       break;
5514     default:
5515       OpNo = I.getOperandNo();
5516       break;
5517     }
5518
5519     if (!RI.hasVectorRegisters(getOpRegClass(UseMI, OpNo))) {
5520       Worklist.insert(&UseMI);
5521
5522       do {
5523         ++I;
5524       } while (I != E && I->getParent() == &UseMI);
5525     } else {
5526       ++I;
5527     }
5528   }
5529 }
5530
5531 void SIInstrInfo::movePackToVALU(SetVectorType &Worklist,
5532                                  MachineRegisterInfo &MRI,
5533                                  MachineInstr &Inst) const {
5534   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5535   MachineBasicBlock *MBB = Inst.getParent();
5536   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
5537   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
5538   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
5539
5540   switch (Inst.getOpcode()) {
5541   case AMDGPU::S_PACK_LL_B32_B16: {
5542     unsigned ImmReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5543     unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5544
5545     // FIXME: Can do a lot better if we know the high bits of src0 or src1 are
5546     // 0.
5547     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), ImmReg)
5548       .addImm(0xffff);
5549
5550     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_AND_B32_e64), TmpReg)
5551       .addReg(ImmReg, RegState::Kill)
5552       .add(Src0);
5553
5554     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_LSHL_OR_B32), ResultReg)
5555       .add(Src1)
5556       .addImm(16)
5557       .addReg(TmpReg, RegState::Kill);
5558     break;
5559   }
5560   case AMDGPU::S_PACK_LH_B32_B16: {
5561     unsigned ImmReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5562     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), ImmReg)
5563       .addImm(0xffff);
5564     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_BFI_B32), ResultReg)
5565       .addReg(ImmReg, RegState::Kill)
5566       .add(Src0)
5567       .add(Src1);
5568     break;
5569   }
5570   case AMDGPU::S_PACK_HH_B32_B16: {
5571     unsigned ImmReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5572     unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
5573     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64), TmpReg)
5574       .addImm(16)
5575       .add(Src0);
5576     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), ImmReg)
5577       .addImm(0xffff0000);
5578     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_AND_OR_B32), ResultReg)
5579       .add(Src1)
5580       .addReg(ImmReg, RegState::Kill)
5581       .addReg(TmpReg, RegState::Kill);
5582     break;
5583   }
5584   default:
5585     llvm_unreachable("unhandled s_pack_* instruction");
5586   }
5587
5588   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
5589   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
5590   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
5591 }
5592
5593 void SIInstrInfo::addSCCDefUsersToVALUWorklist(MachineOperand &Op,
5594                                                MachineInstr &SCCDefInst,
5595                                                SetVectorType &Worklist) const {
5596   // Ensure that def inst defines SCC, which is still live.
5597   assert(Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC && Op.isDef() &&
5598          !Op.isDead() && Op.getParent() == &SCCDefInst);
5599   // This assumes that all the users of SCC are in the same block
5600   // as the SCC def.
5601   for (MachineInstr &MI : // Skip the def inst itself.
5602        make_range(std::next(MachineBasicBlock::iterator(SCCDefInst)),
5603                   SCCDefInst.getParent()->end())) {
5604     // Check if SCC is used first.
5605     if (MI.findRegisterUseOperandIdx(AMDGPU::SCC, false, &RI) != -1)
5606       Worklist.insert(&MI);
5607     // Exit if we find another SCC def.
5608     if (MI.findRegisterDefOperandIdx(AMDGPU::SCC, false, false, &RI) != -1)
5609       return;
5610   }
5611 }
5612
5613 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getDestEquivalentVGPRClass(
5614   const MachineInstr &Inst) const {
5615   const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(Inst, 0);
5616
5617   switch (Inst.getOpcode()) {
5618   // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual register
5619   // class associated with the operand, so we need to find an equivalent VGPR
5620   // register class in order to move the instruction to the VALU.
5621   case AMDGPU::COPY:
5622   case AMDGPU::PHI:
5623   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
5624   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
5625   case AMDGPU::WQM:
5626   case AMDGPU::WWM: {
5627     const TargetRegisterClass *SrcRC = getOpRegClass(Inst, 1);
5628     if (RI.hasAGPRs(SrcRC)) {
5629       if (RI.hasAGPRs(NewDstRC))
5630         return nullptr;
5631
5632       NewDstRC = RI.getEquivalentAGPRClass(NewDstRC);
5633       if (!NewDstRC)
5634         return nullptr;
5635     } else {
5636        if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
5637         return nullptr;
5638
5639       NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
5640       if (!NewDstRC)
5641         return nullptr;
5642     }
5643
5644     return NewDstRC;
5645   }
5646   default:
5647     return NewDstRC;
5648   }
5649 }
5650
5651 // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
5652 unsigned SIInstrInfo::findUsedSGPR(const MachineInstr &MI,
5653                                    int OpIndices[3]) const {
5654   const MCInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
5655
5656   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
5657   //
5658   // First we need to consider the instruction's operand requirements before
5659   // legalizing. Some operands are required to be SGPRs, such as implicit uses
5660   // of VCC, but we are still bound by the constant bus requirement to only use
5661   // one.
5662   //
5663   // If the operand's class is an SGPR, we can never move it.
5664
5665   unsigned SGPRReg = findImplicitSGPRRead(MI);
5666   if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister)
5667     return SGPRReg;
5668
5669   unsigned UsedSGPRs[3] = { AMDGPU::NoRegister };
5670   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
5671
5672   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
5673     int Idx = OpIndices[i];
5674     if (Idx == -1)
5675       break;
5676
5677     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(Idx);
5678     if (!MO.isReg())
5679       continue;
5680
5681     // Is this operand statically required to be an SGPR based on the operand
5682     // constraints?
5683     const TargetRegisterClass *OpRC = RI.getRegClass(Desc.OpInfo[Idx].RegClass);
5684     bool IsRequiredSGPR = RI.isSGPRClass(OpRC);
5685     if (IsRequiredSGPR)
5686       return MO.getReg();
5687
5688     // If this could be a VGPR or an SGPR, Check the dynamic register class.
5689     unsigned Reg = MO.getReg();
5690     const TargetRegisterClass *RegRC = MRI.getRegClass(Reg);
5691     if (RI.isSGPRClass(RegRC))
5692       UsedSGPRs[i] = Reg;
5693   }
5694
5695   // We don't have a required SGPR operand, so we have a bit more freedom in
5696   // selecting operands to move.
5697
5698   // Try to select the most used SGPR. If an SGPR is equal to one of the
5699   // others, we choose that.
5700   //
5701   // e.g.
5702   // V_FMA_F32 v0, s0, s0, s0 -> No moves
5703   // V_FMA_F32 v0, s0, s1, s0 -> Move s1
5704
5705   // TODO: If some of the operands are 64-bit SGPRs and some 32, we should
5706   // prefer those.
5707
5708   if (UsedSGPRs[0] != AMDGPU::NoRegister) {
5709     if (UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[1] || UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[2])
5710       SGPRReg = UsedSGPRs[0];
5711   }
5712
5713   if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister && UsedSGPRs[1] != AMDGPU::NoRegister) {
5714     if (UsedSGPRs[1] == UsedSGPRs[2])
5715       SGPRReg = UsedSGPRs[1];
5716   }
5717
5718   return SGPRReg;
5719 }
5720
5721 MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(MachineInstr &MI,
5722                                              unsigned OperandName) const {
5723   int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
5724   if (Idx == -1)
5725     return nullptr;
5726
5727   return &MI.getOperand(Idx);
5728 }
5729
5730 uint64_t SIInstrInfo::getDefaultRsrcDataFormat() const {
5731   if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::GFX10) {
5732     return (22ULL << 44) | // IMG_FORMAT_32_FLOAT
5733            (1ULL << 56) | // RESOURCE_LEVEL = 1
5734            (3ULL << 60); // OOB_SELECT = 3
5735   }
5736
5737   uint64_t RsrcDataFormat = AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
5738   if (ST.isAmdHsaOS()) {
5739     // Set ATC = 1. GFX9 doesn't have this bit.
5740     if (ST.getGeneration() <= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
5741       RsrcDataFormat |= (1ULL << 56);
5742
5743     // Set MTYPE = 2 (MTYPE_UC = uncached). GFX9 doesn't have this.
5744     // BTW, it disables TC L2 and therefore decreases performance.
5745     if (ST.getGeneration() == AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
5746       RsrcDataFormat |= (2ULL << 59);
5747   }
5748
5749   return RsrcDataFormat;
5750 }
5751
5752 uint64_t SIInstrInfo::getScratchRsrcWords23() const {
5753   uint64_t Rsrc23 = getDefaultRsrcDataFormat() |
5754                     AMDGPU::RSRC_TID_ENABLE |
5755                     0xffffffff; // Size;
5756
5757   // GFX9 doesn't have ELEMENT_SIZE.
5758   if (ST.getGeneration() <= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
5759     uint64_t EltSizeValue = Log2_32(ST.getMaxPrivateElementSize()) - 1;
5760     Rsrc23 |= EltSizeValue << AMDGPU::RSRC_ELEMENT_SIZE_SHIFT;
5761   }
5762
5763   // IndexStride = 64 / 32.
5764   uint64_t IndexStride = ST.getWavefrontSize() == 64 ? 3 : 2;
5765   Rsrc23 |= IndexStride << AMDGPU::RSRC_INDEX_STRIDE_SHIFT;
5766
5767   // If TID_ENABLE is set, DATA_FORMAT specifies stride bits [14:17].
5768   // Clear them unless we want a huge stride.
5769   if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS &&
5770       ST.getGeneration() <= AMDGPUSubtarget::GFX9)
5771     Rsrc23 &= ~AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
5772
5773   return Rsrc23;
5774 }
5775
5776 bool SIInstrInfo::isLowLatencyInstruction(const MachineInstr &MI) const {
5777   unsigned Opc = MI.getOpcode();
5778
5779   return isSMRD(Opc);
5780 }
5781
5782 bool SIInstrInfo::isHighLatencyInstruction(const MachineInstr &MI) const {
5783   unsigned Opc = MI.getOpcode();
5784
5785   return isMUBUF(Opc) || isMTBUF(Opc) || isMIMG(Opc);
5786 }
5787
5788 unsigned SIInstrInfo::isStackAccess(const MachineInstr &MI,
5789                                     int &FrameIndex) const {
5790   const MachineOperand *Addr = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
5791   if (!Addr || !Addr->isFI())
5792     return AMDGPU::NoRegister;
5793
5794   assert(!MI.memoperands_empty() &&
5795          (*MI.memoperands_begin())->getAddrSpace() == AMDGPUAS::PRIVATE_ADDRESS);
5796
5797   FrameIndex = Addr->getIndex();
5798   return getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdata)->getReg();
5799 }
5800
5801 unsigned SIInstrInfo::isSGPRStackAccess(const MachineInstr &MI,
5802                                         int &FrameIndex) const {
5803   const MachineOperand *Addr = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::addr);
5804   assert(Addr && Addr->isFI());
5805   FrameIndex = Addr->getIndex();
5806   return getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::data)->getReg();
5807 }
5808
5809 unsigned SIInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr &MI,
5810                                           int &FrameIndex) const {
5811   if (!MI.mayLoad())
5812     return AMDGPU::NoRegister;
5813
5814   if (isMUBUF(MI) || isVGPRSpill(MI))
5815     return isStackAccess(MI, FrameIndex);
5816
5817   if (isSGPRSpill(MI))
5818     return isSGPRStackAccess(MI, FrameIndex);
5819
5820   return AMDGPU::NoRegister;
5821 }
5822
5823 unsigned SIInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr &MI,
5824                                          int &FrameIndex) const {
5825   if (!MI.mayStore())
5826     return AMDGPU::NoRegister;
5827
5828   if (isMUBUF(MI) || isVGPRSpill(MI))
5829     return isStackAccess(MI, FrameIndex);
5830
5831   if (isSGPRSpill(MI))
5832     return isSGPRStackAccess(MI, FrameIndex);
5833
5834   return AMDGPU::NoRegister;
5835 }
5836
5837 unsigned SIInstrInfo::getInstBundleSize(const MachineInstr &MI) const {
5838   unsigned Size = 0;
5839   MachineBasicBlock::const_instr_iterator I = MI.getIterator();
5840   MachineBasicBlock::const_instr_iterator E = MI.getParent()->instr_end();
5841   while (++I != E && I->isInsideBundle()) {
5842     assert(!I->isBundle() && "No nested bundle!");
5843     Size += getInstSizeInBytes(*I);
5844   }
5845
5846   return Size;
5847 }
5848
5849 unsigned SIInstrInfo::getInstSizeInBytes(const MachineInstr &MI) const {
5850   unsigned Opc = MI.getOpcode();
5851   const MCInstrDesc &Desc = getMCOpcodeFromPseudo(Opc);
5852   unsigned DescSize = Desc.getSize();
5853
5854   // If we have a definitive size, we can use it. Otherwise we need to inspect
5855   // the operands to know the size.
5856   if (isFixedSize(MI))
5857     return DescSize;
5858
5859   // 4-byte instructions may have a 32-bit literal encoded after them. Check
5860   // operands that coud ever be literals.
5861   if (isVALU(MI) || isSALU(MI)) {
5862     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
5863     if (Src0Idx == -1)
5864       return DescSize; // No operands.
5865
5866     if (isLiteralConstantLike(MI.getOperand(Src0Idx), Desc.OpInfo[Src0Idx]))
5867       return isVOP3(MI) ? 12 : (DescSize + 4);
5868
5869     int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
5870     if (Src1Idx == -1)
5871       return DescSize;
5872
5873     if (isLiteralConstantLike(MI.getOperand(Src1Idx), Desc.OpInfo[Src1Idx]))
5874       return isVOP3(MI) ? 12 : (DescSize + 4);
5875
5876     int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2);
5877     if (Src2Idx == -1)
5878       return DescSize;
5879
5880     if (isLiteralConstantLike(MI.getOperand(Src2Idx), Desc.OpInfo[Src2Idx]))
5881       return isVOP3(MI) ? 12 : (DescSize + 4);
5882
5883     return DescSize;
5884   }
5885
5886   // Check whether we have extra NSA words.
5887   if (isMIMG(MI)) {
5888     int VAddr0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::vaddr0);
5889     if (VAddr0Idx < 0)
5890       return 8;
5891
5892     int RSrcIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::srsrc);
5893     return 8 + 4 * ((RSrcIdx - VAddr0Idx + 2) / 4);
5894   }
5895
5896   switch (Opc) {
5897   case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
5898   case TargetOpcode::KILL:
5899   case TargetOpcode::DBG_VALUE:
5900   case TargetOpcode::EH_LABEL:
5901     return 0;
5902   case TargetOpcode::BUNDLE:
5903     return getInstBundleSize(MI);
5904   case TargetOpcode::INLINEASM:
5905   case TargetOpcode::INLINEASM_BR: {
5906     const MachineFunction *MF = MI.getParent()->getParent();
5907     const char *AsmStr = MI.getOperand(0).getSymbolName();
5908     return getInlineAsmLength(AsmStr, *MF->getTarget().getMCAsmInfo(),
5909                               &MF->getSubtarget());
5910   }
5911   default:
5912     return DescSize;
5913   }
5914 }
5915
5916 bool SIInstrInfo::mayAccessFlatAddressSpace(const MachineInstr &MI) const {
5917   if (!isFLAT(MI))
5918     return false;
5919
5920   if (MI.memoperands_empty())
5921     return true;
5922
5923   for (const MachineMemOperand *MMO : MI.memoperands()) {
5924     if (MMO->getAddrSpace() == AMDGPUAS::FLAT_ADDRESS)
5925       return true;
5926   }
5927   return false;
5928 }
5929
5930 bool SIInstrInfo::isNonUniformBranchInstr(MachineInstr &Branch) const {
5931   return Branch.getOpcode() == AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO;
5932 }
5933
5934 void SIInstrInfo::convertNonUniformIfRegion(MachineBasicBlock *IfEntry,
5935                                             MachineBasicBlock *IfEnd) const {
5936   MachineBasicBlock::iterator TI = IfEntry->getFirstTerminator();
5937   assert(TI != IfEntry->end());
5938
5939   MachineInstr *Branch = &(*TI);
5940   MachineFunction *MF = IfEntry->getParent();
5941   MachineRegisterInfo &MRI = IfEntry->getParent()->getRegInfo();
5942
5943   if (Branch->getOpcode() == AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO) {
5944     unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
5945     MachineInstr *SIIF =
5946         BuildMI(*MF, Branch->getDebugLoc(), get(AMDGPU::SI_IF), DstReg)
5947             .add(Branch->getOperand(0))
5948             .add(Branch->getOperand(1));
5949     MachineInstr *SIEND =
5950         BuildMI(*MF, Branch->getDebugLoc(), get(AMDGPU::SI_END_CF))
5951             .addReg(DstReg);
5952
5953     IfEntry->erase(TI);
5954     IfEntry->insert(IfEntry->end(), SIIF);
5955     IfEnd->insert(IfEnd->getFirstNonPHI(), SIEND);
5956   }
5957 }
5958
5959 void SIInstrInfo::convertNonUniformLoopRegion(
5960     MachineBasicBlock *LoopEntry, MachineBasicBlock *LoopEnd) const {
5961   MachineBasicBlock::iterator TI = LoopEnd->getFirstTerminator();
5962   // We expect 2 terminators, one conditional and one unconditional.
5963   assert(TI != LoopEnd->end());
5964
5965   MachineInstr *Branch = &(*TI);
5966   MachineFunction *MF = LoopEnd->getParent();
5967   MachineRegisterInfo &MRI = LoopEnd->getParent()->getRegInfo();
5968
5969   if (Branch->getOpcode() == AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO) {
5970
5971     unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
5972     unsigned BackEdgeReg = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
5973     MachineInstrBuilder HeaderPHIBuilder =
5974         BuildMI(*(MF), Branch->getDebugLoc(), get(TargetOpcode::PHI), DstReg);
5975     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = LoopEntry->pred_begin(),
5976                                           E = LoopEntry->pred_end();
5977          PI != E; ++PI) {
5978       if (*PI == LoopEnd) {
5979         HeaderPHIBuilder.addReg(BackEdgeReg);
5980       } else {
5981         MachineBasicBlock *PMBB = *PI;
5982         unsigned ZeroReg = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
5983         materializeImmediate(*PMBB, PMBB->getFirstTerminator(), DebugLoc(),
5984                              ZeroReg, 0);
5985         HeaderPHIBuilder.addReg(ZeroReg);
5986       }
5987       HeaderPHIBuilder.addMBB(*PI);
5988     }
5989     MachineInstr *HeaderPhi = HeaderPHIBuilder;
5990     MachineInstr *SIIFBREAK = BuildMI(*(MF), Branch->getDebugLoc(),
5991                                       get(AMDGPU::SI_IF_BREAK), BackEdgeReg)
5992                                   .addReg(DstReg)
5993                                   .add(Branch->getOperand(0));
5994     MachineInstr *SILOOP =
5995         BuildMI(*(MF), Branch->getDebugLoc(), get(AMDGPU::SI_LOOP))
5996             .addReg(BackEdgeReg)
5997             .addMBB(LoopEntry);
5998
5999     LoopEntry->insert(LoopEntry->begin(), HeaderPhi);
6000     LoopEnd->erase(TI);
6001     LoopEnd->insert(LoopEnd->end(), SIIFBREAK);
6002     LoopEnd->insert(LoopEnd->end(), SILOOP);
6003   }
6004 }
6005
6006 ArrayRef<std::pair<int, const char *>>
6007 SIInstrInfo::getSerializableTargetIndices() const {
6008   static const std::pair<int, const char *> TargetIndices[] = {
6009       {AMDGPU::TI_CONSTDATA_START, "amdgpu-constdata-start"},
6010       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD0, "amdgpu-scratch-rsrc-dword0"},
6011       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD1, "amdgpu-scratch-rsrc-dword1"},
6012       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD2, "amdgpu-scratch-rsrc-dword2"},
6013       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD3, "amdgpu-scratch-rsrc-dword3"}};
6014   return makeArrayRef(TargetIndices);
6015 }
6016
6017 /// This is used by the post-RA scheduler (SchedulePostRAList.cpp).  The
6018 /// post-RA version of misched uses CreateTargetMIHazardRecognizer.
6019 ScheduleHazardRecognizer *
6020 SIInstrInfo::CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const InstrItineraryData *II,
6021                                             const ScheduleDAG *DAG) const {
6022   return new GCNHazardRecognizer(DAG->MF);
6023 }
6024
6025 /// This is the hazard recognizer used at -O0 by the PostRAHazardRecognizer
6026 /// pass.
6027 ScheduleHazardRecognizer *
6028 SIInstrInfo::CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const MachineFunction &MF) const {
6029   return new GCNHazardRecognizer(MF);
6030 }
6031
6032 std::pair<unsigned, unsigned>
6033 SIInstrInfo::decomposeMachineOperandsTargetFlags(unsigned TF) const {
6034   return std::make_pair(TF & MO_MASK, TF & ~MO_MASK);
6035 }
6036
6037 ArrayRef<std::pair<unsigned, const char *>>
6038 SIInstrInfo::getSerializableDirectMachineOperandTargetFlags() const {
6039   static const std::pair<unsigned, const char *> TargetFlags[] = {
6040     { MO_GOTPCREL, "amdgpu-gotprel" },
6041     { MO_GOTPCREL32_LO, "amdgpu-gotprel32-lo" },
6042     { MO_GOTPCREL32_HI, "amdgpu-gotprel32-hi" },
6043     { MO_REL32_LO, "amdgpu-rel32-lo" },
6044     { MO_REL32_HI, "amdgpu-rel32-hi" },
6045     { MO_ABS32_LO, "amdgpu-abs32-lo" },
6046     { MO_ABS32_HI, "amdgpu-abs32-hi" },
6047   };
6048
6049   return makeArrayRef(TargetFlags);
6050 }
6051
6052 bool SIInstrInfo::isBasicBlockPrologue(const MachineInstr &MI) const {
6053   return !MI.isTerminator() && MI.getOpcode() != AMDGPU::COPY &&
6054          MI.modifiesRegister(AMDGPU::EXEC, &RI);
6055 }
6056
6057 MachineInstrBuilder
6058 SIInstrInfo::getAddNoCarry(MachineBasicBlock &MBB,
6059                            MachineBasicBlock::iterator I,
6060                            const DebugLoc &DL,
6061                            unsigned DestReg) const {
6062   if (ST.hasAddNoCarry())
6063     return BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_ADD_U32_e64), DestReg);
6064
6065   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
6066   unsigned UnusedCarry = MRI.createVirtualRegister(RI.getBoolRC());
6067   MRI.setRegAllocationHint(UnusedCarry, 0, RI.getVCC());
6068
6069   return BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e64), DestReg)
6070            .addReg(UnusedCarry, RegState::Define | RegState::Dead);
6071 }
6072
6073 bool SIInstrInfo::isKillTerminator(unsigned Opcode) {
6074   switch (Opcode) {
6075   case AMDGPU::SI_KILL_F32_COND_IMM_TERMINATOR:
6076   case AMDGPU::SI_KILL_I1_TERMINATOR:
6077     return true;
6078   default:
6079     return false;
6080   }
6081 }
6082
6083 const MCInstrDesc &SIInstrInfo::getKillTerminatorFromPseudo(unsigned Opcode) const {
6084   switch (Opcode) {
6085   case AMDGPU::SI_KILL_F32_COND_IMM_PSEUDO:
6086     return get(AMDGPU::SI_KILL_F32_COND_IMM_TERMINATOR);
6087   case AMDGPU::SI_KILL_I1_PSEUDO:
6088     return get(AMDGPU::SI_KILL_I1_TERMINATOR);
6089   default:
6090     llvm_unreachable("invalid opcode, expected SI_KILL_*_PSEUDO");
6091   }
6092 }
6093
6094 void SIInstrInfo::fixImplicitOperands(MachineInstr &MI) const {
6095   MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
6096   MachineFunction *MF = MBB->getParent();
6097   const GCNSubtarget &ST = MF->getSubtarget<GCNSubtarget>();
6098
6099   if (!ST.isWave32())
6100     return;
6101
6102   for (auto &Op : MI.implicit_operands()) {
6103     if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::VCC)
6104       Op.setReg(AMDGPU::VCC_LO);
6105   }
6106 }
6107
6108 bool SIInstrInfo::isBufferSMRD(const MachineInstr &MI) const {
6109   if (!isSMRD(MI))
6110     return false;
6111
6112   // Check that it is using a buffer resource.
6113   int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), AMDGPU::OpName::sbase);
6114   if (Idx == -1) // e.g. s_memtime
6115     return false;
6116
6117   const auto RCID = MI.getDesc().OpInfo[Idx].RegClass;
6118   return RCID == AMDGPU::SReg_128RegClassID;
6119 }
6120
6121 bool SIInstrInfo::isLegalFLATOffset(int64_t Offset, unsigned AddrSpace,
6122                                     bool Signed) const {
6123   // TODO: Should 0 be special cased?
6124   if (!ST.hasFlatInstOffsets())
6125     return false;
6126
6127   if (ST.hasFlatSegmentOffsetBug() && AddrSpace == AMDGPUAS::FLAT_ADDRESS)
6128     return false;
6129
6130   if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::GFX10) {
6131     return (Signed && isInt<12>(Offset)) ||
6132            (!Signed && isUInt<11>(Offset));
6133   }
6134
6135   return (Signed && isInt<13>(Offset)) ||
6136          (!Signed && isUInt<12>(Offset));
6137 }
6138
6139
6140 // This must be kept in sync with the SIEncodingFamily class in SIInstrInfo.td
6141 enum SIEncodingFamily {
6142   SI = 0,
6143   VI = 1,
6144   SDWA = 2,
6145   SDWA9 = 3,
6146   GFX80 = 4,
6147   GFX9 = 5,
6148   GFX10 = 6,
6149   SDWA10 = 7
6150 };
6151
6152 static SIEncodingFamily subtargetEncodingFamily(const GCNSubtarget &ST) {
6153   switch (ST.getGeneration()) {
6154   default:
6155     break;
6156   case AMDGPUSubtarget::SOUTHERN_ISLANDS:
6157   case AMDGPUSubtarget::SEA_ISLANDS:
6158     return SIEncodingFamily::SI;
6159   case AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS:
6160   case AMDGPUSubtarget::GFX9:
6161     return SIEncodingFamily::VI;
6162   case AMDGPUSubtarget::GFX10:
6163     return SIEncodingFamily::GFX10;
6164   }
6165   llvm_unreachable("Unknown subtarget generation!");
6166 }
6167
6168 int SIInstrInfo::pseudoToMCOpcode(int Opcode) const {
6169   SIEncodingFamily Gen = subtargetEncodingFamily(ST);
6170
6171   if ((get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::renamedInGFX9) != 0 &&
6172     ST.getGeneration() == AMDGPUSubtarget::GFX9)
6173     Gen = SIEncodingFamily::GFX9;
6174
6175   // Adjust the encoding family to GFX80 for D16 buffer instructions when the
6176   // subtarget has UnpackedD16VMem feature.
6177   // TODO: remove this when we discard GFX80 encoding.
6178   if (ST.hasUnpackedD16VMem() && (get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::D16Buf))
6179     Gen = SIEncodingFamily::GFX80;
6180
6181   if (get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::SDWA) {
6182     switch (ST.getGeneration()) {
6183     default:
6184       Gen = SIEncodingFamily::SDWA;
6185       break;
6186     case AMDGPUSubtarget::GFX9:
6187       Gen = SIEncodingFamily::SDWA9;
6188       break;
6189     case AMDGPUSubtarget::GFX10:
6190       Gen = SIEncodingFamily::SDWA10;
6191       break;
6192     }
6193   }
6194
6195   int MCOp = AMDGPU::getMCOpcode(Opcode, Gen);
6196
6197   // -1 means that Opcode is already a native instruction.
6198   if (MCOp == -1)
6199     return Opcode;
6200
6201   // (uint16_t)-1 means that Opcode is a pseudo instruction that has
6202   // no encoding in the given subtarget generation.
6203   if (MCOp == (uint16_t)-1)
6204     return -1;
6205
6206   return MCOp;
6207 }
6208
6209 static
6210 TargetInstrInfo::RegSubRegPair getRegOrUndef(const MachineOperand &RegOpnd) {
6211   assert(RegOpnd.isReg());
6212   return RegOpnd.isUndef() ? TargetInstrInfo::RegSubRegPair() :
6213                              getRegSubRegPair(RegOpnd);
6214 }
6215
6216 TargetInstrInfo::RegSubRegPair
6217 llvm::getRegSequenceSubReg(MachineInstr &MI, unsigned SubReg) {
6218   assert(MI.isRegSequence());
6219   for (unsigned I = 0, E = (MI.getNumOperands() - 1)/ 2; I < E; ++I)
6220     if (MI.getOperand(1 + 2 * I + 1).getImm() == SubReg) {
6221       auto &RegOp = MI.getOperand(1 + 2 * I);
6222       return getRegOrUndef(RegOp);
6223     }
6224   return TargetInstrInfo::RegSubRegPair();
6225 }
6226
6227 // Try to find the definition of reg:subreg in subreg-manipulation pseudos
6228 // Following a subreg of reg:subreg isn't supported
6229 static bool followSubRegDef(MachineInstr &MI,
6230                             TargetInstrInfo::RegSubRegPair &RSR) {
6231   if (!RSR.SubReg)
6232     return false;
6233   switch (MI.getOpcode()) {
6234   default: break;
6235   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
6236     RSR = getRegSequenceSubReg(MI, RSR.SubReg);
6237     return true;
6238   // EXTRACT_SUBREG ins't supported as this would follow a subreg of subreg
6239   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
6240     if (RSR.SubReg == (unsigned)MI.getOperand(3).getImm())
6241       // inserted the subreg we're looking for
6242       RSR = getRegOrUndef(MI.getOperand(2));
6243     else { // the subreg in the rest of the reg
6244       auto R1 = getRegOrUndef(MI.getOperand(1));
6245       if (R1.SubReg) // subreg of subreg isn't supported
6246         return false;
6247       RSR.Reg = R1.Reg;
6248     }
6249     return true;
6250   }
6251   return false;
6252 }
6253
6254 MachineInstr *llvm::getVRegSubRegDef(const TargetInstrInfo::RegSubRegPair &P,
6255                                      MachineRegisterInfo &MRI) {
6256   assert(MRI.isSSA());
6257   if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(P.Reg))
6258     return nullptr;
6259
6260   auto RSR = P;
6261   auto *DefInst = MRI.getVRegDef(RSR.Reg);
6262   while (auto *MI = DefInst) {
6263     DefInst = nullptr;
6264     switch (MI->getOpcode()) {
6265     case AMDGPU::COPY:
6266     case AMDGPU::V_MOV_B32_e32: {
6267       auto &Op1 = MI->getOperand(1);
6268       if (Op1.isReg() &&
6269         TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op1.getReg())) {
6270         if (Op1.isUndef())
6271           return nullptr;
6272         RSR = getRegSubRegPair(Op1);
6273         DefInst = MRI.getVRegDef(RSR.Reg);
6274       }
6275       break;
6276     }
6277     default:
6278       if (followSubRegDef(*MI, RSR)) {
6279         if (!RSR.Reg)
6280           return nullptr;
6281         DefInst = MRI.getVRegDef(RSR.Reg);
6282       }
6283     }
6284     if (!DefInst)
6285       return MI;
6286   }
6287   return nullptr;
6288 }
6289
6290 bool llvm::execMayBeModifiedBeforeUse(const MachineRegisterInfo &MRI,
6291                                       Register VReg,
6292                                       const MachineInstr &DefMI,
6293                                       const MachineInstr &UseMI) {
6294   assert(MRI.isSSA() && "Must be run on SSA");
6295
6296   auto *TRI = MRI.getTargetRegisterInfo();
6297   auto *DefBB = DefMI.getParent();
6298
6299   // Don't bother searching between blocks, although it is possible this block
6300   // doesn't modify exec.
6301   if (UseMI.getParent() != DefBB)
6302     return true;
6303
6304   const int MaxInstScan = 20;
6305   int NumInst = 0;
6306
6307   // Stop scan at the use.
6308   auto E = UseMI.getIterator();
6309   for (auto I = std::next(DefMI.getIterator()); I != E; ++I) {
6310     if (I->isDebugInstr())
6311       continue;
6312
6313     if (++NumInst > MaxInstScan)
6314       return true;
6315
6316     if (I->modifiesRegister(AMDGPU::EXEC, TRI))
6317       return true;
6318   }
6319
6320   return false;
6321 }
6322
6323 bool llvm::execMayBeModifiedBeforeAnyUse(const MachineRegisterInfo &MRI,
6324                                          Register VReg,
6325                                          const MachineInstr &DefMI) {
6326   assert(MRI.isSSA() && "Must be run on SSA");
6327
6328   auto *TRI = MRI.getTargetRegisterInfo();
6329   auto *DefBB = DefMI.getParent();
6330
6331   const int MaxUseInstScan = 10;
6332   int NumUseInst = 0;
6333
6334   for (auto &UseInst : MRI.use_nodbg_instructions(VReg)) {
6335     // Don't bother searching between blocks, although it is possible this block
6336     // doesn't modify exec.
6337     if (UseInst.getParent() != DefBB)
6338       return true;
6339
6340     if (++NumUseInst > MaxUseInstScan)
6341       return true;
6342   }
6343
6344   const int MaxInstScan = 20;
6345   int NumInst = 0;
6346
6347   // Stop scan when we have seen all the uses.
6348   for (auto I = std::next(DefMI.getIterator()); ; ++I) {
6349     if (I->isDebugInstr())
6350       continue;
6351
6352     if (++NumInst > MaxInstScan)
6353       return true;
6354
6355     if (I->readsRegister(VReg))
6356       if (--NumUseInst == 0)
6357         return false;
6358
6359     if (I->modifiesRegister(AMDGPU::EXEC, TRI))
6360       return true;
6361   }
6362 }