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

   1 //===-- SIInstrInfo.cpp - SI Instruction Information  ---------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 /// \file
  11 /// \brief SI Implementation of TargetInstrInfo.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "SIInstrInfo.h"
  16 #include "AMDGPUTargetMachine.h"
  17 #include "GCNHazardRecognizer.h"
  18 #include "SIDefines.h"
  19 #include "SIMachineFunctionInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h"
  24 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
  25 #include "llvm/IR/Function.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  27 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29
  30 using namespace llvm;
  31
  32 // Must be at least 4 to be able to branch over minimum unconditional branch
  33 // code. This is only for making it possible to write reasonably small tests for
  34 // long branches.
  35 static cl::opt<unsigned>
  36 BranchOffsetBits("amdgpu-s-branch-bits", cl::ReallyHidden, cl::init(16),
  37                  cl::desc("Restrict range of branch instructions (DEBUG)"));
  38
  39 SIInstrInfo::SIInstrInfo(const SISubtarget &ST)
  40   : AMDGPUInstrInfo(ST), RI(ST), ST(ST) {}
  41
  42 //===----------------------------------------------------------------------===//
  43 // TargetInstrInfo callbacks
  44 //===----------------------------------------------------------------------===//
  45
  46 static unsigned getNumOperandsNoGlue(SDNode *Node) {
  47   unsigned N = Node->getNumOperands();
  48   while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Glue)
  49     --N;
  50   return N;
  51 }
  52
  53 static SDValue findChainOperand(SDNode *Load) {
  54   SDValue LastOp = Load->getOperand(getNumOperandsNoGlue(Load) - 1);
  55   assert(LastOp.getValueType() == MVT::Other && "Chain missing from load node");
  56   return LastOp;
  57 }
  58
  59 /// \brief Returns true if both nodes have the same value for the given
  60 ///        operand \p Op, or if both nodes do not have this operand.
  61 static bool nodesHaveSameOperandValue(SDNode *N0, SDNode* N1, unsigned OpName) {
  62   unsigned Opc0 = N0->getMachineOpcode();
  63   unsigned Opc1 = N1->getMachineOpcode();
  64
  65   int Op0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, OpName);
  66   int Op1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, OpName);
  67
  68   if (Op0Idx == -1 && Op1Idx == -1)
  69     return true;
  70
  71
  72   if ((Op0Idx == -1 && Op1Idx != -1) ||
  73       (Op1Idx == -1 && Op0Idx != -1))
  74     return false;
  75
  76   // getNamedOperandIdx returns the index for the MachineInstr's operands,
  77   // which includes the result as the first operand. We are indexing into the
  78   // MachineSDNode's operands, so we need to skip the result operand to get
  79   // the real index.
  80   --Op0Idx;
  81   --Op1Idx;
  82
  83   return N0->getOperand(Op0Idx) == N1->getOperand(Op1Idx);
  84 }
  85
  86 bool SIInstrInfo::isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr &MI,
  87                                                     AliasAnalysis *AA) const {
  88   // TODO: The generic check fails for VALU instructions that should be
  89   // rematerializable due to implicit reads of exec. We really want all of the
  90   // generic logic for this except for this.
  91   switch (MI.getOpcode()) {
  92   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
  93   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
  94   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO:
  95     return true;
  96   default:
  97     return false;
  98   }
  99 }
 100
 101 bool SIInstrInfo::areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
 102                                           int64_t &Offset0,
 103                                           int64_t &Offset1) const {
 104   if (!Load0->isMachineOpcode() || !Load1->isMachineOpcode())
 105     return false;
 106
 107   unsigned Opc0 = Load0->getMachineOpcode();
 108   unsigned Opc1 = Load1->getMachineOpcode();
 109
 110   // Make sure both are actually loads.
 111   if (!get(Opc0).mayLoad() || !get(Opc1).mayLoad())
 112     return false;
 113
 114   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1)) {
 115
 116     // FIXME: Handle this case:
 117     if (getNumOperandsNoGlue(Load0) != getNumOperandsNoGlue(Load1))
 118       return false;
 119
 120     // Check base reg.
 121     if (Load0->getOperand(1) != Load1->getOperand(1))
 122       return false;
 123
 124     // Check chain.
 125     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 126       return false;
 127
 128     // Skip read2 / write2 variants for simplicity.
 129     // TODO: We should report true if the used offsets are adjacent (excluded
 130     // st64 versions).
 131     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::data1) != -1 ||
 132         AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::data1) != -1)
 133       return false;
 134
 135     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(2))->getZExtValue();
 136     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(2))->getZExtValue();
 137     return true;
 138   }
 139
 140   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1)) {
 141     // Skip time and cache invalidation instructions.
 142     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::sbase) == -1 ||
 143         AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::sbase) == -1)
 144       return false;
 145
 146     assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
 147
 148     // Check base reg.
 149     if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
 150       return false;
 151
 152     const ConstantSDNode *Load0Offset =
 153         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1));
 154     const ConstantSDNode *Load1Offset =
 155         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1));
 156
 157     if (!Load0Offset || !Load1Offset)
 158       return false;
 159
 160     // Check chain.
 161     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 162       return false;
 163
 164     Offset0 = Load0Offset->getZExtValue();
 165     Offset1 = Load1Offset->getZExtValue();
 166     return true;
 167   }
 168
 169   // MUBUF and MTBUF can access the same addresses.
 170   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))) {
 171
 172     // MUBUF and MTBUF have vaddr at different indices.
 173     if (!nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::soffset) ||
 174         findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1) ||
 175         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::vaddr) ||
 176         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::srsrc))
 177       return false;
 178
 179     int OffIdx0 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
 180     int OffIdx1 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
 181
 182     if (OffIdx0 == -1 || OffIdx1 == -1)
 183       return false;
 184
 185     // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
 186     // inlcude the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
 187     // subtract the index by one.
 188     --OffIdx0;
 189     --OffIdx1;
 190
 191     SDValue Off0 = Load0->getOperand(OffIdx0);
 192     SDValue Off1 = Load1->getOperand(OffIdx1);
 193
 194     // The offset might be a FrameIndexSDNode.
 195     if (!isa<ConstantSDNode>(Off0) || !isa<ConstantSDNode>(Off1))
 196       return false;
 197
 198     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Off0)->getZExtValue();
 199     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Off1)->getZExtValue();
 200     return true;
 201   }
 202
 203   return false;
 204 }
 205
 206 static bool isStride64(unsigned Opc) {
 207   switch (Opc) {
 208   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B32:
 209   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B64:
 210   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32:
 211   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64:
 212     return true;
 213   default:
 214     return false;
 215   }
 216 }
 217
 218 bool SIInstrInfo::getMemOpBaseRegImmOfs(MachineInstr &LdSt, unsigned &BaseReg,
 219                                         int64_t &Offset,
 220                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 221   unsigned Opc = LdSt.getOpcode();
 222
 223   if (isDS(LdSt)) {
 224     const MachineOperand *OffsetImm =
 225         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 226     if (OffsetImm) {
 227       // Normal, single offset LDS instruction.
 228       const MachineOperand *AddrReg =
 229           getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::addr);
 230
 231       BaseReg = AddrReg->getReg();
 232       Offset = OffsetImm->getImm();
 233       return true;
 234     }
 235
 236     // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
 237     // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
 238     // will use this for some partially aligned loads.
 239     const MachineOperand *Offset0Imm =
 240         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset0);
 241     const MachineOperand *Offset1Imm =
 242         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset1);
 243
 244     uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
 245     uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
 246
 247     if (Offset1 > Offset0 && Offset1 - Offset0 == 1) {
 248       // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
 249       // to bytes of the individual reads.
 250
 251       unsigned EltSize;
 252       if (LdSt.mayLoad())
 253         EltSize = TRI->getRegSizeInBits(*getOpRegClass(LdSt, 0)) / 16;
 254       else {
 255         assert(LdSt.mayStore());
 256         int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
 257         EltSize = TRI->getRegSizeInBits(*getOpRegClass(LdSt, Data0Idx)) / 8;
 258       }
 259
 260       if (isStride64(Opc))
 261         EltSize *= 64;
 262
 263       const MachineOperand *AddrReg =
 264           getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::addr);
 265       BaseReg = AddrReg->getReg();
 266       Offset = EltSize * Offset0;
 267       return true;
 268     }
 269
 270     return false;
 271   }
 272
 273   if (isMUBUF(LdSt) || isMTBUF(LdSt)) {
 274     const MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::soffset);
 275     if (SOffset && SOffset->isReg())
 276       return false;
 277
 278     const MachineOperand *AddrReg =
 279         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::vaddr);
 280     if (!AddrReg)
 281       return false;
 282
 283     const MachineOperand *OffsetImm =
 284         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 285     BaseReg = AddrReg->getReg();
 286     Offset = OffsetImm->getImm();
 287
 288     if (SOffset) // soffset can be an inline immediate.
 289       Offset += SOffset->getImm();
 290
 291     return true;
 292   }
 293
 294   if (isSMRD(LdSt)) {
 295     const MachineOperand *OffsetImm =
 296         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 297     if (!OffsetImm)
 298       return false;
 299
 300     const MachineOperand *SBaseReg =
 301         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::sbase);
 302     BaseReg = SBaseReg->getReg();
 303     Offset = OffsetImm->getImm();
 304     return true;
 305   }
 306
 307   if (isFLAT(LdSt)) {
 308     const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::vaddr);
 309     BaseReg = AddrReg->getReg();
 310     Offset = 0;
 311     return true;
 312   }
 313
 314   return false;
 315 }
 316
 317 bool SIInstrInfo::shouldClusterMemOps(MachineInstr &FirstLdSt,
 318                                       MachineInstr &SecondLdSt,
 319                                       unsigned NumLoads) const {
 320   const MachineOperand *FirstDst = nullptr;
 321   const MachineOperand *SecondDst = nullptr;
 322
 323   if ((isMUBUF(FirstLdSt) && isMUBUF(SecondLdSt)) ||
 324       (isMTBUF(FirstLdSt) && isMTBUF(SecondLdSt)) ||
 325       (isFLAT(FirstLdSt) && isFLAT(SecondLdSt))) {
 326     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::vdata);
 327     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::vdata);
 328   } else if (isSMRD(FirstLdSt) && isSMRD(SecondLdSt)) {
 329     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::sdst);
 330     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::sdst);
 331   } else if (isDS(FirstLdSt) && isDS(SecondLdSt)) {
 332     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::vdst);
 333     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::vdst);
 334   }
 335
 336   if (!FirstDst || !SecondDst)
 337     return false;
 338
 339   // Try to limit clustering based on the total number of bytes loaded
 340   // rather than the number of instructions.  This is done to help reduce
 341   // register pressure.  The method used is somewhat inexact, though,
 342   // because it assumes that all loads in the cluster will load the
 343   // same number of bytes as FirstLdSt.
 344
 345   // The unit of this value is bytes.
 346   // FIXME: This needs finer tuning.
 347   unsigned LoadClusterThreshold = 16;
 348
 349   const MachineRegisterInfo &MRI =
 350       FirstLdSt.getParent()->getParent()->getRegInfo();
 351   const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(FirstDst->getReg());
 352
 353   return (NumLoads * (RI.getRegSizeInBits(*DstRC) / 8)) <= LoadClusterThreshold;
 354 }
 355
 356 static void reportIllegalCopy(const SIInstrInfo *TII, MachineBasicBlock &MBB,
 357                               MachineBasicBlock::iterator MI,
 358                               const DebugLoc &DL, unsigned DestReg,
 359                               unsigned SrcReg, bool KillSrc) {
 360   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 361   DiagnosticInfoUnsupported IllegalCopy(*MF->getFunction(),
 362                                         "illegal SGPR to VGPR copy",
 363                                         DL, DS_Error);
 364   LLVMContext &C = MF->getFunction()->getContext();
 365   C.diagnose(IllegalCopy);
 366
 367   BuildMI(MBB, MI, DL, TII->get(AMDGPU::SI_ILLEGAL_COPY), DestReg)
 368     .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 369 }
 370
 371 void SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 372                               MachineBasicBlock::iterator MI,
 373                               const DebugLoc &DL, unsigned DestReg,
 374                               unsigned SrcReg, bool KillSrc) const {
 375   const TargetRegisterClass *RC = RI.getPhysRegClass(DestReg);
 376
 377   if (RC == &AMDGPU::VGPR_32RegClass) {
 378     assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 379            AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 380     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
 381       .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 382     return;
 383   }
 384
 385   if (RC == &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass ||
 386       RC == &AMDGPU::SReg_32RegClass) {
 387     if (SrcReg == AMDGPU::SCC) {
 388       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_CSELECT_B32), DestReg)
 389           .addImm(-1)
 390           .addImm(0);
 391       return;
 392     }
 393
 394     if (!AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg)) {
 395       reportIllegalCopy(this, MBB, MI, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc);
 396       return;
 397     }
 398
 399     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
 400             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 401     return;
 402   }
 403
 404   if (RC == &AMDGPU::SReg_64RegClass) {
 405     if (DestReg == AMDGPU::VCC) {
 406       if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
 407         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), AMDGPU::VCC)
 408           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 409       } else {
 410         // FIXME: Hack until VReg_1 removed.
 411         assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
 412         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_U32_e32))
 413           .addImm(0)
 414           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 415       }
 416
 417       return;
 418     }
 419
 420     if (!AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
 421       reportIllegalCopy(this, MBB, MI, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc);
 422       return;
 423     }
 424
 425     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
 426             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 427     return;
 428   }
 429
 430   if (DestReg == AMDGPU::SCC) {
 431     assert(AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 432     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_CMP_LG_U32))
 433       .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc))
 434       .addImm(0);
 435     return;
 436   }
 437
 438   unsigned EltSize = 4;
 439   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 440   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 441     if (RI.getRegSizeInBits(*RC) > 32) {
 442       Opcode =  AMDGPU::S_MOV_B64;
 443       EltSize = 8;
 444     } else {
 445       Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 446       EltSize = 4;
 447     }
 448
 449     if (!RI.isSGPRClass(RI.getPhysRegClass(SrcReg))) {
 450       reportIllegalCopy(this, MBB, MI, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc);
 451       return;
 452     }
 453   }
 454
 455
 456   ArrayRef<int16_t> SubIndices = RI.getRegSplitParts(RC, EltSize);
 457   bool Forward = RI.getHWRegIndex(DestReg) <= RI.getHWRegIndex(SrcReg);
 458
 459   for (unsigned Idx = 0; Idx < SubIndices.size(); ++Idx) {
 460     unsigned SubIdx;
 461     if (Forward)
 462       SubIdx = SubIndices[Idx];
 463     else
 464       SubIdx = SubIndices[SubIndices.size() - Idx - 1];
 465
 466     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
 467       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, SubIdx));
 468
 469     Builder.addReg(RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx));
 470
 471     if (Idx == SubIndices.size() - 1)
 472       Builder.addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc) | RegState::Implicit);
 473
 474     if (Idx == 0)
 475       Builder.addReg(DestReg, RegState::Define | RegState::Implicit);
 476
 477     Builder.addReg(SrcReg, RegState::Implicit);
 478   }
 479 }
 480
 481 int SIInstrInfo::commuteOpcode(unsigned Opcode) const {
 482   int NewOpc;
 483
 484   // Try to map original to commuted opcode
 485   NewOpc = AMDGPU::getCommuteRev(Opcode);
 486   if (NewOpc != -1)
 487     // Check if the commuted (REV) opcode exists on the target.
 488     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
 489
 490   // Try to map commuted to original opcode
 491   NewOpc = AMDGPU::getCommuteOrig(Opcode);
 492   if (NewOpc != -1)
 493     // Check if the original (non-REV) opcode exists on the target.
 494     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
 495
 496   return Opcode;
 497 }
 498
 499 void SIInstrInfo::materializeImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
 500                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
 501                                        const DebugLoc &DL, unsigned DestReg,
 502                                        int64_t Value) const {
 503   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
 504   const TargetRegisterClass *RegClass = MRI.getRegClass(DestReg);
 505   if (RegClass == &AMDGPU::SReg_32RegClass ||
 506       RegClass == &AMDGPU::SGPR_32RegClass ||
 507       RegClass == &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass ||
 508       RegClass == &AMDGPU::SReg_32_XM0_XEXECRegClass) {
 509     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
 510       .addImm(Value);
 511     return;
 512   }
 513
 514   if (RegClass == &AMDGPU::SReg_64RegClass ||
 515       RegClass == &AMDGPU::SGPR_64RegClass ||
 516       RegClass == &AMDGPU::SReg_64_XEXECRegClass) {
 517     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
 518       .addImm(Value);
 519     return;
 520   }
 521
 522   if (RegClass == &AMDGPU::VGPR_32RegClass) {
 523     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
 524       .addImm(Value);
 525     return;
 526   }
 527   if (RegClass == &AMDGPU::VReg_64RegClass) {
 528     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO), DestReg)
 529       .addImm(Value);
 530     return;
 531   }
 532
 533   unsigned EltSize = 4;
 534   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 535   if (RI.isSGPRClass(RegClass)) {
 536     if (RI.getRegSizeInBits(*RegClass) > 32) {
 537       Opcode =  AMDGPU::S_MOV_B64;
 538       EltSize = 8;
 539     } else {
 540       Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 541       EltSize = 4;
 542     }
 543   }
 544
 545   ArrayRef<int16_t> SubIndices = RI.getRegSplitParts(RegClass, EltSize);
 546   for (unsigned Idx = 0; Idx < SubIndices.size(); ++Idx) {
 547     int64_t IdxValue = Idx == 0 ? Value : 0;
 548
 549     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
 550       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, Idx));
 551     Builder.addImm(IdxValue);
 552   }
 553 }
 554
 555 const TargetRegisterClass *
 556 SIInstrInfo::getPreferredSelectRegClass(unsigned Size) const {
 557   return &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
 558 }
 559
 560 void SIInstrInfo::insertVectorSelect(MachineBasicBlock &MBB,
 561                                      MachineBasicBlock::iterator I,
 562                                      const DebugLoc &DL, unsigned DstReg,
 563                                      ArrayRef<MachineOperand> Cond,
 564                                      unsigned TrueReg,
 565                                      unsigned FalseReg) const {
 566   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
 567   assert(MRI.getRegClass(DstReg) == &AMDGPU::VGPR_32RegClass &&
 568          "Not a VGPR32 reg");
 569
 570   if (Cond.size() == 1) {
 571     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 572       .addReg(FalseReg)
 573       .addReg(TrueReg)
 574       .add(Cond[0]);
 575   } else if (Cond.size() == 2) {
 576     assert(Cond[0].isImm() && "Cond[0] is not an immediate");
 577     switch (Cond[0].getImm()) {
 578     case SIInstrInfo::SCC_TRUE: {
 579       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
 580       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_CSELECT_B64), SReg)
 581         .addImm(-1)
 582         .addImm(0);
 583       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 584         .addReg(FalseReg)
 585         .addReg(TrueReg)
 586         .addReg(SReg);
 587       break;
 588     }
 589     case SIInstrInfo::SCC_FALSE: {
 590       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
 591       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_CSELECT_B64), SReg)
 592         .addImm(0)
 593         .addImm(-1);
 594       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 595         .addReg(FalseReg)
 596         .addReg(TrueReg)
 597         .addReg(SReg);
 598       break;
 599     }
 600     case SIInstrInfo::VCCNZ: {
 601       MachineOperand RegOp = Cond[1];
 602       RegOp.setImplicit(false);
 603       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 604           .addReg(FalseReg)
 605           .addReg(TrueReg)
 606           .add(RegOp);
 607       break;
 608     }
 609     case SIInstrInfo::VCCZ: {
 610       MachineOperand RegOp = Cond[1];
 611       RegOp.setImplicit(false);
 612       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 613           .addReg(TrueReg)
 614           .addReg(FalseReg)
 615           .add(RegOp);
 616       break;
 617     }
 618     case SIInstrInfo::EXECNZ: {
 619       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
 620       unsigned SReg2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
 621       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_OR_SAVEEXEC_B64), SReg2)
 622         .addImm(0);
 623       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_CSELECT_B64), SReg)
 624         .addImm(-1)
 625         .addImm(0);
 626       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 627         .addReg(FalseReg)
 628         .addReg(TrueReg)
 629         .addReg(SReg);
 630       break;
 631     }
 632     case SIInstrInfo::EXECZ: {
 633       unsigned SReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
 634       unsigned SReg2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
 635       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_OR_SAVEEXEC_B64), SReg2)
 636         .addImm(0);
 637       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_CSELECT_B64), SReg)
 638         .addImm(0)
 639         .addImm(-1);
 640       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstReg)
 641         .addReg(FalseReg)
 642         .addReg(TrueReg)
 643         .addReg(SReg);
 644       llvm_unreachable("Unhandled branch predicate EXECZ");
 645       break;
 646     }
 647     default:
 648       llvm_unreachable("invalid branch predicate");
 649     }
 650   } else {
 651     llvm_unreachable("Can only handle Cond size 1 or 2");
 652   }
 653 }
 654
 655 unsigned SIInstrInfo::insertEQ(MachineBasicBlock *MBB,
 656                                MachineBasicBlock::iterator I,
 657                                const DebugLoc &DL,
 658                                unsigned SrcReg, int Value) const {
 659   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
 660   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
 661   BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e64), Reg)
 662     .addImm(Value)
 663     .addReg(SrcReg);
 664
 665   return Reg;
 666 }
 667
 668 unsigned SIInstrInfo::insertNE(MachineBasicBlock *MBB,
 669                                MachineBasicBlock::iterator I,
 670                                const DebugLoc &DL,
 671                                unsigned SrcReg, int Value) const {
 672   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
 673   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
 674   BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e64), Reg)
 675     .addImm(Value)
 676     .addReg(SrcReg);
 677
 678   return Reg;
 679 }
 680
 681 unsigned SIInstrInfo::getMovOpcode(const TargetRegisterClass *DstRC) const {
 682
 683   if (RI.getRegSizeInBits(*DstRC) == 32) {
 684     return RI.isSGPRClass(DstRC) ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 685   } else if (RI.getRegSizeInBits(*DstRC) == 64 && RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 686     return AMDGPU::S_MOV_B64;
 687   } else if (RI.getRegSizeInBits(*DstRC) == 64 && !RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 688     return  AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO;
 689   }
 690   return AMDGPU::COPY;
 691 }
 692
 693 static unsigned getSGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
 694   switch (Size) {
 695   case 4:
 696     return AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;
 697   case 8:
 698     return AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;
 699   case 16:
 700     return AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE;
 701   case 32:
 702     return AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE;
 703   case 64:
 704     return AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE;
 705   default:
 706     llvm_unreachable("unknown register size");
 707   }
 708 }
 709
 710 static unsigned getVGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
 711   switch (Size) {
 712   case 4:
 713     return AMDGPU::SI_SPILL_V32_SAVE;
 714   case 8:
 715     return AMDGPU::SI_SPILL_V64_SAVE;
 716   case 12:
 717     return AMDGPU::SI_SPILL_V96_SAVE;
 718   case 16:
 719     return AMDGPU::SI_SPILL_V128_SAVE;
 720   case 32:
 721     return AMDGPU::SI_SPILL_V256_SAVE;
 722   case 64:
 723     return AMDGPU::SI_SPILL_V512_SAVE;
 724   default:
 725     llvm_unreachable("unknown register size");
 726   }
 727 }
 728
 729 void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 730                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
 731                                       unsigned SrcReg, bool isKill,
 732                                       int FrameIndex,
 733                                       const TargetRegisterClass *RC,
 734                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 735   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 736   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 737   MachineFrameInfo &FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 738   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 739
 740   unsigned Size = FrameInfo.getObjectSize(FrameIndex);
 741   unsigned Align = FrameInfo.getObjectAlignment(FrameIndex);
 742   MachinePointerInfo PtrInfo
 743     = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
 744   MachineMemOperand *MMO
 745     = MF->getMachineMemOperand(PtrInfo, MachineMemOperand::MOStore,
 746                                Size, Align);
 747   unsigned SpillSize = TRI->getSpillSize(*RC);
 748
 749   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 750     MFI->setHasSpilledSGPRs();
 751
 752     // We are only allowed to create one new instruction when spilling
 753     // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling SGPRs.
 754     const MCInstrDesc &OpDesc = get(getSGPRSpillSaveOpcode(SpillSize));
 755
 756     // The SGPR spill/restore instructions only work on number sgprs, so we need
 757     // to make sure we are using the correct register class.
 758     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) && SpillSize == 4) {
 759       MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
 760       MRI.constrainRegClass(SrcReg, &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
 761     }
 762
 763     MachineInstrBuilder Spill = BuildMI(MBB, MI, DL, OpDesc)
 764       .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)) // data
 765       .addFrameIndex(FrameIndex)               // addr
 766       .addMemOperand(MMO)
 767       .addReg(MFI->getScratchRSrcReg(), RegState::Implicit)
 768       .addReg(MFI->getFrameOffsetReg(), RegState::Implicit);
 769     // Add the scratch resource registers as implicit uses because we may end up
 770     // needing them, and need to ensure that the reserved registers are
 771     // correctly handled.
 772
 773     if (ST.hasScalarStores()) {
 774       // m0 is used for offset to scalar stores if used to spill.
 775       Spill.addReg(AMDGPU::M0, RegState::ImplicitDefine);
 776     }
 777
 778     return;
 779   }
 780
 781   if (!ST.isVGPRSpillingEnabled(*MF->getFunction())) {
 782     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 783     Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Do not know how to"
 784                   " spill register");
 785     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::KILL))
 786       .addReg(SrcReg);
 787
 788     return;
 789   }
 790
 791   assert(RI.hasVGPRs(RC) && "Only VGPR spilling expected");
 792
 793   unsigned Opcode = getVGPRSpillSaveOpcode(SpillSize);
 794   MFI->setHasSpilledVGPRs();
 795   BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
 796     .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)) // data
 797     .addFrameIndex(FrameIndex)               // addr
 798     .addReg(MFI->getScratchRSrcReg())        // scratch_rsrc
 799     .addReg(MFI->getFrameOffsetReg())        // scratch_offset
 800     .addImm(0)                               // offset
 801     .addMemOperand(MMO);
 802 }
 803
 804 static unsigned getSGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
 805   switch (Size) {
 806   case 4:
 807     return AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE;
 808   case 8:
 809     return AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;
 810   case 16:
 811     return AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE;
 812   case 32:
 813     return AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE;
 814   case 64:
 815     return AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE;
 816   default:
 817     llvm_unreachable("unknown register size");
 818   }
 819 }
 820
 821 static unsigned getVGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
 822   switch (Size) {
 823   case 4:
 824     return AMDGPU::SI_SPILL_V32_RESTORE;
 825   case 8:
 826     return AMDGPU::SI_SPILL_V64_RESTORE;
 827   case 12:
 828     return AMDGPU::SI_SPILL_V96_RESTORE;
 829   case 16:
 830     return AMDGPU::SI_SPILL_V128_RESTORE;
 831   case 32:
 832     return AMDGPU::SI_SPILL_V256_RESTORE;
 833   case 64:
 834     return AMDGPU::SI_SPILL_V512_RESTORE;
 835   default:
 836     llvm_unreachable("unknown register size");
 837   }
 838 }
 839
 840 void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 841                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
 842                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
 843                                        const TargetRegisterClass *RC,
 844                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 845   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 846   const SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 847   MachineFrameInfo &FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 848   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 849   unsigned Align = FrameInfo.getObjectAlignment(FrameIndex);
 850   unsigned Size = FrameInfo.getObjectSize(FrameIndex);
 851   unsigned SpillSize = TRI->getSpillSize(*RC);
 852
 853   MachinePointerInfo PtrInfo
 854     = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
 855
 856   MachineMemOperand *MMO = MF->getMachineMemOperand(
 857     PtrInfo, MachineMemOperand::MOLoad, Size, Align);
 858
 859   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 860     // FIXME: Maybe this should not include a memoperand because it will be
 861     // lowered to non-memory instructions.
 862     const MCInstrDesc &OpDesc = get(getSGPRSpillRestoreOpcode(SpillSize));
 863     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DestReg) && SpillSize == 4) {
 864       MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
 865       MRI.constrainRegClass(DestReg, &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
 866     }
 867
 868     MachineInstrBuilder Spill = BuildMI(MBB, MI, DL, OpDesc, DestReg)
 869       .addFrameIndex(FrameIndex) // addr
 870       .addMemOperand(MMO)
 871       .addReg(MFI->getScratchRSrcReg(), RegState::Implicit)
 872       .addReg(MFI->getFrameOffsetReg(), RegState::Implicit);
 873
 874     if (ST.hasScalarStores()) {
 875       // m0 is used for offset to scalar stores if used to spill.
 876       Spill.addReg(AMDGPU::M0, RegState::ImplicitDefine);
 877     }
 878
 879     return;
 880   }
 881
 882   if (!ST.isVGPRSpillingEnabled(*MF->getFunction())) {
 883     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 884     Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot - Do not know how to"
 885                   " restore register");
 886     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::IMPLICIT_DEF), DestReg);
 887
 888     return;
 889   }
 890
 891   assert(RI.hasVGPRs(RC) && "Only VGPR spilling expected");
 892
 893   unsigned Opcode = getVGPRSpillRestoreOpcode(SpillSize);
 894   BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
 895     .addFrameIndex(FrameIndex)        // vaddr
 896     .addReg(MFI->getScratchRSrcReg()) // scratch_rsrc
 897     .addReg(MFI->getFrameOffsetReg()) // scratch_offset
 898     .addImm(0)                        // offset
 899     .addMemOperand(MMO);
 900 }
 901
 902 /// \param @Offset Offset in bytes of the FrameIndex being spilled
 903 unsigned SIInstrInfo::calculateLDSSpillAddress(
 904     MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr &MI, RegScavenger *RS, unsigned TmpReg,
 905     unsigned FrameOffset, unsigned Size) const {
 906   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 907   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 908   const SISubtarget &ST = MF->getSubtarget<SISubtarget>();
 909   const SIRegisterInfo *TRI = ST.getRegisterInfo();
 910   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 911   unsigned WorkGroupSize = MFI->getMaxFlatWorkGroupSize();
 912   unsigned WavefrontSize = ST.getWavefrontSize();
 913
 914   unsigned TIDReg = MFI->getTIDReg();
 915   if (!MFI->hasCalculatedTID()) {
 916     MachineBasicBlock &Entry = MBB.getParent()->front();
 917     MachineBasicBlock::iterator Insert = Entry.front();
 918     DebugLoc DL = Insert->getDebugLoc();
 919
 920     TIDReg = RI.findUnusedRegister(MF->getRegInfo(), &AMDGPU::VGPR_32RegClass,
 921                                    *MF);
 922     if (TIDReg == AMDGPU::NoRegister)
 923       return TIDReg;
 924
 925     if (!AMDGPU::isShader(MF->getFunction()->getCallingConv()) &&
 926         WorkGroupSize > WavefrontSize) {
 927
 928       unsigned TIDIGXReg
 929         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_X);
 930       unsigned TIDIGYReg
 931         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_Y);
 932       unsigned TIDIGZReg
 933         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_Z);
 934       unsigned InputPtrReg =
 935           TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::KERNARG_SEGMENT_PTR);
 936       for (unsigned Reg : {TIDIGXReg, TIDIGYReg, TIDIGZReg}) {
 937         if (!Entry.isLiveIn(Reg))
 938           Entry.addLiveIn(Reg);
 939       }
 940
 941       RS->enterBasicBlock(Entry);
 942       // FIXME: Can we scavenge an SReg_64 and access the subregs?
 943       unsigned STmp0 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 944       unsigned STmp1 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 945       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp0)
 946               .addReg(InputPtrReg)
 947               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Z);
 948       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp1)
 949               .addReg(InputPtrReg)
 950               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Y);
 951
 952       // NGROUPS.X * NGROUPS.Y
 953       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_MUL_I32), STmp1)
 954               .addReg(STmp1)
 955               .addReg(STmp0);
 956       // (NGROUPS.X * NGROUPS.Y) * TIDIG.X
 957       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MUL_U32_U24_e32), TIDReg)
 958               .addReg(STmp1)
 959               .addReg(TIDIGXReg);
 960       // NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)
 961       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MAD_U32_U24), TIDReg)
 962               .addReg(STmp0)
 963               .addReg(TIDIGYReg)
 964               .addReg(TIDReg);
 965       // (NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)) + TIDIG.Z
 966       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TIDReg)
 967               .addReg(TIDReg)
 968               .addReg(TIDIGZReg);
 969     } else {
 970       // Get the wave id
 971       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_LO_U32_B32_e64),
 972               TIDReg)
 973               .addImm(-1)
 974               .addImm(0);
 975
 976       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_HI_U32_B32_e64),
 977               TIDReg)
 978               .addImm(-1)
 979               .addReg(TIDReg);
 980     }
 981
 982     BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e32),
 983             TIDReg)
 984             .addImm(2)
 985             .addReg(TIDReg);
 986     MFI->setTIDReg(TIDReg);
 987   }
 988
 989   // Add FrameIndex to LDS offset
 990   unsigned LDSOffset = MFI->getLDSSize() + (FrameOffset * WorkGroupSize);
 991   BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TmpReg)
 992           .addImm(LDSOffset)
 993           .addReg(TIDReg);
 994
 995   return TmpReg;
 996 }
 997
 998 void SIInstrInfo::insertWaitStates(MachineBasicBlock &MBB,
 999                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
1000                                    int Count) const {
1001   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1002   while (Count > 0) {
1003     int Arg;
1004     if (Count >= 8)
1005       Arg = 7;
1006     else
1007       Arg = Count - 1;
1008     Count -= 8;
1009     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_NOP))
1010             .addImm(Arg);
1011   }
1012 }
1013
1014 void SIInstrInfo::insertNoop(MachineBasicBlock &MBB,
1015                              MachineBasicBlock::iterator MI) const {
1016   insertWaitStates(MBB, MI, 1);
1017 }
1018
1019 void SIInstrInfo::insertReturn(MachineBasicBlock &MBB) const {
1020   auto MF = MBB.getParent();
1021   SIMachineFunctionInfo *Info = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
1022
1023   assert(Info->isEntryFunction());
1024
1025   if (MBB.succ_empty()) {
1026     bool HasNoTerminator = MBB.getFirstTerminator() == MBB.end();
1027     if (HasNoTerminator)
1028       BuildMI(MBB, MBB.end(), DebugLoc(),
1029               get(Info->returnsVoid() ? AMDGPU::S_ENDPGM : AMDGPU::SI_RETURN_TO_EPILOG));
1030   }
1031 }
1032
1033 unsigned SIInstrInfo::getNumWaitStates(const MachineInstr &MI) const {
1034   switch (MI.getOpcode()) {
1035   default: return 1; // FIXME: Do wait states equal cycles?
1036
1037   case AMDGPU::S_NOP:
1038     return MI.getOperand(0).getImm() + 1;
1039   }
1040 }
1041
1042 bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineInstr &MI) const {
1043   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
1044   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1045   switch (MI.getOpcode()) {
1046   default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
1047   case AMDGPU::S_MOV_B64_term: {
1048     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1049     // register allocation.
1050     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_MOV_B64));
1051     break;
1052   }
1053   case AMDGPU::S_XOR_B64_term: {
1054     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1055     // register allocation.
1056     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_XOR_B64));
1057     break;
1058   }
1059   case AMDGPU::S_ANDN2_B64_term: {
1060     // This is only a terminator to get the correct spill code placement during
1061     // register allocation.
1062     MI.setDesc(get(AMDGPU::S_ANDN2_B64));
1063     break;
1064   }
1065   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
1066     unsigned Dst = MI.getOperand(0).getReg();
1067     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
1068     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
1069
1070     const MachineOperand &SrcOp = MI.getOperand(1);
1071     // FIXME: Will this work for 64-bit floating point immediates?
1072     assert(!SrcOp.isFPImm());
1073     if (SrcOp.isImm()) {
1074       APInt Imm(64, SrcOp.getImm());
1075       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
1076         .addImm(Imm.getLoBits(32).getZExtValue())
1077         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
1078       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
1079         .addImm(Imm.getHiBits(32).getZExtValue())
1080         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
1081     } else {
1082       assert(SrcOp.isReg());
1083       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
1084         .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub0))
1085         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
1086       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
1087         .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub1))
1088         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
1089     }
1090     MI.eraseFromParent();
1091     break;
1092   }
1093   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V1:
1094   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V2:
1095   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V4:
1096   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V8:
1097   case AMDGPU::V_MOVRELD_B32_V16: {
1098     const MCInstrDesc &MovRelDesc = get(AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e32);
1099     unsigned VecReg = MI.getOperand(0).getReg();
1100     bool IsUndef = MI.getOperand(1).isUndef();
1101     unsigned SubReg = AMDGPU::sub0 + MI.getOperand(3).getImm();
1102     assert(VecReg == MI.getOperand(1).getReg());
1103
1104     MachineInstr *MovRel =
1105         BuildMI(MBB, MI, DL, MovRelDesc)
1106             .addReg(RI.getSubReg(VecReg, SubReg), RegState::Undef)
1107             .add(MI.getOperand(2))
1108             .addReg(VecReg, RegState::ImplicitDefine)
1109             .addReg(VecReg,
1110                     RegState::Implicit | (IsUndef ? RegState::Undef : 0));
1111
1112     const int ImpDefIdx =
1113         MovRelDesc.getNumOperands() + MovRelDesc.getNumImplicitUses();
1114     const int ImpUseIdx = ImpDefIdx + 1;
1115     MovRel->tieOperands(ImpDefIdx, ImpUseIdx);
1116
1117     MI.eraseFromParent();
1118     break;
1119   }
1120   case AMDGPU::SI_PC_ADD_REL_OFFSET: {
1121     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1122     unsigned Reg = MI.getOperand(0).getReg();
1123     unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
1124     unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
1125
1126     // Create a bundle so these instructions won't be re-ordered by the
1127     // post-RA scheduler.
1128     MIBundleBuilder Bundler(MBB, MI);
1129     Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg));
1130
1131     // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the
1132     // constant data.
1133     Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32), RegLo)
1134                        .addReg(RegLo)
1135                        .add(MI.getOperand(1)));
1136
1137     MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
1138                                   .addReg(RegHi);
1139     if (MI.getOperand(2).getTargetFlags() == SIInstrInfo::MO_NONE)
1140       MIB.addImm(0);
1141     else
1142       MIB.add(MI.getOperand(2));
1143
1144     Bundler.append(MIB);
1145     llvm::finalizeBundle(MBB, Bundler.begin());
1146
1147     MI.eraseFromParent();
1148     break;
1149   }
1150   }
1151   return true;
1152 }
1153
1154 bool SIInstrInfo::swapSourceModifiers(MachineInstr &MI,
1155                                       MachineOperand &Src0,
1156                                       unsigned Src0OpName,
1157                                       MachineOperand &Src1,
1158                                       unsigned Src1OpName) const {
1159   MachineOperand *Src0Mods = getNamedOperand(MI, Src0OpName);
1160   if (!Src0Mods)
1161     return false;
1162
1163   MachineOperand *Src1Mods = getNamedOperand(MI, Src1OpName);
1164   assert(Src1Mods &&
1165          "All commutable instructions have both src0 and src1 modifiers");
1166
1167   int Src0ModsVal = Src0Mods->getImm();
1168   int Src1ModsVal = Src1Mods->getImm();
1169
1170   Src1Mods->setImm(Src0ModsVal);
1171   Src0Mods->setImm(Src1ModsVal);
1172   return true;
1173 }
1174
1175 static MachineInstr *swapRegAndNonRegOperand(MachineInstr &MI,
1176                                              MachineOperand &RegOp,
1177                                              MachineOperand &NonRegOp) {
1178   unsigned Reg = RegOp.getReg();
1179   unsigned SubReg = RegOp.getSubReg();
1180   bool IsKill = RegOp.isKill();
1181   bool IsDead = RegOp.isDead();
1182   bool IsUndef = RegOp.isUndef();
1183   bool IsDebug = RegOp.isDebug();
1184
1185   if (NonRegOp.isImm())
1186     RegOp.ChangeToImmediate(NonRegOp.getImm());
1187   else if (NonRegOp.isFI())
1188     RegOp.ChangeToFrameIndex(NonRegOp.getIndex());
1189   else
1190     return nullptr;
1191
1192   NonRegOp.ChangeToRegister(Reg, false, false, IsKill, IsDead, IsUndef, IsDebug);
1193   NonRegOp.setSubReg(SubReg);
1194
1195   return &MI;
1196 }
1197
1198 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstructionImpl(MachineInstr &MI, bool NewMI,
1199                                                   unsigned Src0Idx,
1200                                                   unsigned Src1Idx) const {
1201   assert(!NewMI && "this should never be used");
1202
1203   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1204   int CommutedOpcode = commuteOpcode(Opc);
1205   if (CommutedOpcode == -1)
1206     return nullptr;
1207
1208   assert(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0) ==
1209            static_cast<int>(Src0Idx) &&
1210          AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1) ==
1211            static_cast<int>(Src1Idx) &&
1212          "inconsistency with findCommutedOpIndices");
1213
1214   MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
1215   MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
1216
1217   MachineInstr *CommutedMI = nullptr;
1218   if (Src0.isReg() && Src1.isReg()) {
1219     if (isOperandLegal(MI, Src1Idx, &Src0)) {
1220       // Be sure to copy the source modifiers to the right place.
1221       CommutedMI
1222         = TargetInstrInfo::commuteInstructionImpl(MI, NewMI, Src0Idx, Src1Idx);
1223     }
1224
1225   } else if (Src0.isReg() && !Src1.isReg()) {
1226     // src0 should always be able to support any operand type, so no need to
1227     // check operand legality.
1228     CommutedMI = swapRegAndNonRegOperand(MI, Src0, Src1);
1229   } else if (!Src0.isReg() && Src1.isReg()) {
1230     if (isOperandLegal(MI, Src1Idx, &Src0))
1231       CommutedMI = swapRegAndNonRegOperand(MI, Src1, Src0);
1232   } else {
1233     // FIXME: Found two non registers to commute. This does happen.
1234     return nullptr;
1235   }
1236
1237
1238   if (CommutedMI) {
1239     swapSourceModifiers(MI, Src0, AMDGPU::OpName::src0_modifiers,
1240                         Src1, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
1241
1242     CommutedMI->setDesc(get(CommutedOpcode));
1243   }
1244
1245   return CommutedMI;
1246 }
1247
1248 // This needs to be implemented because the source modifiers may be inserted
1249 // between the true commutable operands, and the base
1250 // TargetInstrInfo::commuteInstruction uses it.
1251 bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr &MI, unsigned &SrcOpIdx0,
1252                                         unsigned &SrcOpIdx1) const {
1253   if (!MI.isCommutable())
1254     return false;
1255
1256   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1257   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
1258   if (Src0Idx == -1)
1259     return false;
1260
1261   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
1262   if (Src1Idx == -1)
1263     return false;
1264
1265   return fixCommutedOpIndices(SrcOpIdx0, SrcOpIdx1, Src0Idx, Src1Idx);
1266 }
1267
1268 bool SIInstrInfo::isBranchOffsetInRange(unsigned BranchOp,
1269                                         int64_t BrOffset) const {
1270   // BranchRelaxation should never have to check s_setpc_b64 because its dest
1271   // block is unanalyzable.
1272   assert(BranchOp != AMDGPU::S_SETPC_B64);
1273
1274   // Convert to dwords.
1275   BrOffset /= 4;
1276
1277   // The branch instructions do PC += signext(SIMM16 * 4) + 4, so the offset is
1278   // from the next instruction.
1279   BrOffset -= 1;
1280
1281   return isIntN(BranchOffsetBits, BrOffset);
1282 }
1283
1284 MachineBasicBlock *SIInstrInfo::getBranchDestBlock(
1285   const MachineInstr &MI) const {
1286   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::S_SETPC_B64) {
1287     // This would be a difficult analysis to perform, but can always be legal so
1288     // there's no need to analyze it.
1289     return nullptr;
1290   }
1291
1292   return MI.getOperand(0).getMBB();
1293 }
1294
1295 unsigned SIInstrInfo::insertIndirectBranch(MachineBasicBlock &MBB,
1296                                            MachineBasicBlock &DestBB,
1297                                            const DebugLoc &DL,
1298                                            int64_t BrOffset,
1299                                            RegScavenger *RS) const {
1300   assert(RS && "RegScavenger required for long branching");
1301   assert(MBB.empty() &&
1302          "new block should be inserted for expanding unconditional branch");
1303   assert(MBB.pred_size() == 1);
1304
1305   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
1306   MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
1307
1308   // FIXME: Virtual register workaround for RegScavenger not working with empty
1309   // blocks.
1310   unsigned PCReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
1311
1312   auto I = MBB.end();
1313
1314   // We need to compute the offset relative to the instruction immediately after
1315   // s_getpc_b64. Insert pc arithmetic code before last terminator.
1316   MachineInstr *GetPC = BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), PCReg);
1317
1318   // TODO: Handle > 32-bit block address.
1319   if (BrOffset >= 0) {
1320     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32))
1321       .addReg(PCReg, RegState::Define, AMDGPU::sub0)
1322       .addReg(PCReg, 0, AMDGPU::sub0)
1323       .addMBB(&DestBB, AMDGPU::TF_LONG_BRANCH_FORWARD);
1324     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32))
1325       .addReg(PCReg, RegState::Define, AMDGPU::sub1)
1326       .addReg(PCReg, 0, AMDGPU::sub1)
1327       .addImm(0);
1328   } else {
1329     // Backwards branch.
1330     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_SUB_U32))
1331       .addReg(PCReg, RegState::Define, AMDGPU::sub0)
1332       .addReg(PCReg, 0, AMDGPU::sub0)
1333       .addMBB(&DestBB, AMDGPU::TF_LONG_BRANCH_BACKWARD);
1334     BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_SUBB_U32))
1335       .addReg(PCReg, RegState::Define, AMDGPU::sub1)
1336       .addReg(PCReg, 0, AMDGPU::sub1)
1337       .addImm(0);
1338   }
1339
1340   // Insert the indirect branch after the other terminator.
1341   BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::S_SETPC_B64))
1342     .addReg(PCReg);
1343
1344   // FIXME: If spilling is necessary, this will fail because this scavenger has
1345   // no emergency stack slots. It is non-trivial to spill in this situation,
1346   // because the restore code needs to be specially placed after the
1347   // jump. BranchRelaxation then needs to be made aware of the newly inserted
1348   // block.
1349   //
1350   // If a spill is needed for the pc register pair, we need to insert a spill
1351   // restore block right before the destination block, and insert a short branch
1352   // into the old destination block's fallthrough predecessor.
1353   // e.g.:
1354   //
1355   // s_cbranch_scc0 skip_long_branch:
1356   //
1357   // long_branch_bb:
1358   //   spill s[8:9]
1359   //   s_getpc_b64 s[8:9]
1360   //   s_add_u32 s8, s8, restore_bb
1361   //   s_addc_u32 s9, s9, 0
1362   //   s_setpc_b64 s[8:9]
1363   //
1364   // skip_long_branch:
1365   //   foo;
1366   //
1367   // .....
1368   //
1369   // dest_bb_fallthrough_predecessor:
1370   // bar;
1371   // s_branch dest_bb
1372   //
1373   // restore_bb:
1374   //  restore s[8:9]
1375   //  fallthrough dest_bb
1376   ///
1377   // dest_bb:
1378   //   buzz;
1379
1380   RS->enterBasicBlockEnd(MBB);
1381   unsigned Scav = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass,
1382                                        MachineBasicBlock::iterator(GetPC), 0);
1383   MRI.replaceRegWith(PCReg, Scav);
1384   MRI.clearVirtRegs();
1385   RS->setRegUsed(Scav);
1386
1387   return 4 + 8 + 4 + 4;
1388 }
1389
1390 unsigned SIInstrInfo::getBranchOpcode(SIInstrInfo::BranchPredicate Cond) {
1391   switch (Cond) {
1392   case SIInstrInfo::SCC_TRUE:
1393     return AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1;
1394   case SIInstrInfo::SCC_FALSE:
1395     return AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0;
1396   case SIInstrInfo::VCCNZ:
1397     return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ;
1398   case SIInstrInfo::VCCZ:
1399     return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ;
1400   case SIInstrInfo::EXECNZ:
1401     return AMDGPU::S_CBRANCH_EXECNZ;
1402   case SIInstrInfo::EXECZ:
1403     return AMDGPU::S_CBRANCH_EXECZ;
1404   default:
1405     llvm_unreachable("invalid branch predicate");
1406   }
1407 }
1408
1409 SIInstrInfo::BranchPredicate SIInstrInfo::getBranchPredicate(unsigned Opcode) {
1410   switch (Opcode) {
1411   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0:
1412     return SCC_FALSE;
1413   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1:
1414     return SCC_TRUE;
1415   case AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ:
1416     return VCCNZ;
1417   case AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ:
1418     return VCCZ;
1419   case AMDGPU::S_CBRANCH_EXECNZ:
1420     return EXECNZ;
1421   case AMDGPU::S_CBRANCH_EXECZ:
1422     return EXECZ;
1423   default:
1424     return INVALID_BR;
1425   }
1426 }
1427
1428 bool SIInstrInfo::analyzeBranchImpl(MachineBasicBlock &MBB,
1429                                     MachineBasicBlock::iterator I,
1430                                     MachineBasicBlock *&TBB,
1431                                     MachineBasicBlock *&FBB,
1432                                     SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
1433                                     bool AllowModify) const {
1434   if (I->getOpcode() == AMDGPU::S_BRANCH) {
1435     // Unconditional Branch
1436     TBB = I->getOperand(0).getMBB();
1437     return false;
1438   }
1439
1440   MachineBasicBlock *CondBB = nullptr;
1441
1442   if (I->getOpcode() == AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO) {
1443     CondBB = I->getOperand(1).getMBB();
1444     Cond.push_back(I->getOperand(0));
1445   } else {
1446     BranchPredicate Pred = getBranchPredicate(I->getOpcode());
1447     if (Pred == INVALID_BR)
1448       return true;
1449
1450     CondBB = I->getOperand(0).getMBB();
1451     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(Pred));
1452     Cond.push_back(I->getOperand(1)); // Save the branch register.
1453   }
1454   ++I;
1455
1456   if (I == MBB.end()) {
1457     // Conditional branch followed by fall-through.
1458     TBB = CondBB;
1459     return false;
1460   }
1461
1462   if (I->getOpcode() == AMDGPU::S_BRANCH) {
1463     TBB = CondBB;
1464     FBB = I->getOperand(0).getMBB();
1465     return false;
1466   }
1467
1468   return true;
1469 }
1470
1471 bool SIInstrInfo::analyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
1472                                 MachineBasicBlock *&FBB,
1473                                 SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
1474                                 bool AllowModify) const {
1475   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getFirstTerminator();
1476   if (I == MBB.end())
1477     return false;
1478
1479   if (I->getOpcode() != AMDGPU::SI_MASK_BRANCH)
1480     return analyzeBranchImpl(MBB, I, TBB, FBB, Cond, AllowModify);
1481
1482   ++I;
1483
1484   // TODO: Should be able to treat as fallthrough?
1485   if (I == MBB.end())
1486     return true;
1487
1488   if (analyzeBranchImpl(MBB, I, TBB, FBB, Cond, AllowModify))
1489     return true;
1490
1491   MachineBasicBlock *MaskBrDest = I->getOperand(0).getMBB();
1492
1493   // Specifically handle the case where the conditional branch is to the same
1494   // destination as the mask branch. e.g.
1495   //
1496   // si_mask_branch BB8
1497   // s_cbranch_execz BB8
1498   // s_cbranch BB9
1499   //
1500   // This is required to understand divergent loops which may need the branches
1501   // to be relaxed.
1502   if (TBB != MaskBrDest || Cond.empty())
1503     return true;
1504
1505   auto Pred = Cond[0].getImm();
1506   return (Pred != EXECZ && Pred != EXECNZ);
1507 }
1508
1509 unsigned SIInstrInfo::removeBranch(MachineBasicBlock &MBB,
1510                                    int *BytesRemoved) const {
1511   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getFirstTerminator();
1512
1513   unsigned Count = 0;
1514   unsigned RemovedSize = 0;
1515   while (I != MBB.end()) {
1516     MachineBasicBlock::iterator Next = std::next(I);
1517     if (I->getOpcode() == AMDGPU::SI_MASK_BRANCH) {
1518       I = Next;
1519       continue;
1520     }
1521
1522     RemovedSize += getInstSizeInBytes(*I);
1523     I->eraseFromParent();
1524     ++Count;
1525     I = Next;
1526   }
1527
1528   if (BytesRemoved)
1529     *BytesRemoved = RemovedSize;
1530
1531   return Count;
1532 }
1533
1534 // Copy the flags onto the implicit condition register operand.
1535 static void preserveCondRegFlags(MachineOperand &CondReg,
1536                                  const MachineOperand &OrigCond) {
1537   CondReg.setIsUndef(OrigCond.isUndef());
1538   CondReg.setIsKill(OrigCond.isKill());
1539 }
1540
1541 unsigned SIInstrInfo::insertBranch(MachineBasicBlock &MBB,
1542                                    MachineBasicBlock *TBB,
1543                                    MachineBasicBlock *FBB,
1544                                    ArrayRef<MachineOperand> Cond,
1545                                    const DebugLoc &DL,
1546                                    int *BytesAdded) const {
1547
1548   if (!FBB && Cond.empty()) {
1549     BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::S_BRANCH))
1550       .addMBB(TBB);
1551     if (BytesAdded)
1552       *BytesAdded = 4;
1553     return 1;
1554   }
1555
1556   if(Cond.size() == 1 && Cond[0].isReg()) {
1557      BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO))
1558        .add(Cond[0])
1559        .addMBB(TBB);
1560      return 1;
1561   }
1562
1563   assert(TBB && Cond[0].isImm());
1564
1565   unsigned Opcode
1566     = getBranchOpcode(static_cast<BranchPredicate>(Cond[0].getImm()));
1567
1568   if (!FBB) {
1569     Cond[1].isUndef();
1570     MachineInstr *CondBr =
1571       BuildMI(&MBB, DL, get(Opcode))
1572       .addMBB(TBB);
1573
1574     // Copy the flags onto the implicit condition register operand.
1575     preserveCondRegFlags(CondBr->getOperand(1), Cond[1]);
1576
1577     if (BytesAdded)
1578       *BytesAdded = 4;
1579     return 1;
1580   }
1581
1582   assert(TBB && FBB);
1583
1584   MachineInstr *CondBr =
1585     BuildMI(&MBB, DL, get(Opcode))
1586     .addMBB(TBB);
1587   BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::S_BRANCH))
1588     .addMBB(FBB);
1589
1590   MachineOperand &CondReg = CondBr->getOperand(1);
1591   CondReg.setIsUndef(Cond[1].isUndef());
1592   CondReg.setIsKill(Cond[1].isKill());
1593
1594   if (BytesAdded)
1595       *BytesAdded = 8;
1596
1597   return 2;
1598 }
1599
1600 bool SIInstrInfo::reverseBranchCondition(
1601   SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
1602   if (Cond.size() != 2) {
1603     return true;
1604   }
1605
1606   if (Cond[0].isImm()) {
1607     Cond[0].setImm(-Cond[0].getImm());
1608     return false;
1609   }
1610
1611   return true;
1612 }
1613
1614 bool SIInstrInfo::canInsertSelect(const MachineBasicBlock &MBB,
1615                                   ArrayRef<MachineOperand> Cond,
1616                                   unsigned TrueReg, unsigned FalseReg,
1617                                   int &CondCycles,
1618                                   int &TrueCycles, int &FalseCycles) const {
1619   switch (Cond[0].getImm()) {
1620   case VCCNZ:
1621   case VCCZ: {
1622     const MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
1623     const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(TrueReg);
1624     assert(MRI.getRegClass(FalseReg) == RC);
1625
1626     int NumInsts = AMDGPU::getRegBitWidth(RC->getID()) / 32;
1627     CondCycles = TrueCycles = FalseCycles = NumInsts; // ???
1628
1629     // Limit to equal cost for branch vs. N v_cndmask_b32s.
1630     return !RI.isSGPRClass(RC) && NumInsts <= 6;
1631   }
1632   case SCC_TRUE:
1633   case SCC_FALSE: {
1634     // FIXME: We could insert for VGPRs if we could replace the original compare
1635     // with a vector one.
1636     const MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
1637     const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(TrueReg);
1638     assert(MRI.getRegClass(FalseReg) == RC);
1639
1640     int NumInsts = AMDGPU::getRegBitWidth(RC->getID()) / 32;
1641
1642     // Multiples of 8 can do s_cselect_b64
1643     if (NumInsts % 2 == 0)
1644       NumInsts /= 2;
1645
1646     CondCycles = TrueCycles = FalseCycles = NumInsts; // ???
1647     return RI.isSGPRClass(RC);
1648   }
1649   default:
1650     return false;
1651   }
1652 }
1653
1654 void SIInstrInfo::insertSelect(MachineBasicBlock &MBB,
1655                                MachineBasicBlock::iterator I, const DebugLoc &DL,
1656                                unsigned DstReg, ArrayRef<MachineOperand> Cond,
1657                                unsigned TrueReg, unsigned FalseReg) const {
1658   BranchPredicate Pred = static_cast<BranchPredicate>(Cond[0].getImm());
1659   if (Pred == VCCZ || Pred == SCC_FALSE) {
1660     Pred = static_cast<BranchPredicate>(-Pred);
1661     std::swap(TrueReg, FalseReg);
1662   }
1663
1664   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
1665   const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(DstReg);
1666   unsigned DstSize = RI.getRegSizeInBits(*DstRC);
1667
1668   if (DstSize == 32) {
1669     unsigned SelOp = Pred == SCC_TRUE ?
1670       AMDGPU::S_CSELECT_B32 : AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e32;
1671
1672     // Instruction's operands are backwards from what is expected.
1673     MachineInstr *Select =
1674       BuildMI(MBB, I, DL, get(SelOp), DstReg)
1675       .addReg(FalseReg)
1676       .addReg(TrueReg);
1677
1678     preserveCondRegFlags(Select->getOperand(3), Cond[1]);
1679     return;
1680   }
1681
1682   if (DstSize == 64 && Pred == SCC_TRUE) {
1683     MachineInstr *Select =
1684       BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::S_CSELECT_B64), DstReg)
1685       .addReg(FalseReg)
1686       .addReg(TrueReg);
1687
1688     preserveCondRegFlags(Select->getOperand(3), Cond[1]);
1689     return;
1690   }
1691
1692   static const int16_t Sub0_15[] = {
1693     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
1694     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
1695     AMDGPU::sub8, AMDGPU::sub9, AMDGPU::sub10, AMDGPU::sub11,
1696     AMDGPU::sub12, AMDGPU::sub13, AMDGPU::sub14, AMDGPU::sub15,
1697   };
1698
1699   static const int16_t Sub0_15_64[] = {
1700     AMDGPU::sub0_sub1, AMDGPU::sub2_sub3,
1701     AMDGPU::sub4_sub5, AMDGPU::sub6_sub7,
1702     AMDGPU::sub8_sub9, AMDGPU::sub10_sub11,
1703     AMDGPU::sub12_sub13, AMDGPU::sub14_sub15,
1704   };
1705
1706   unsigned SelOp = AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e32;
1707   const TargetRegisterClass *EltRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
1708   const int16_t *SubIndices = Sub0_15;
1709   int NElts = DstSize / 32;
1710
1711   // 64-bit select is only avaialble for SALU.
1712   if (Pred == SCC_TRUE) {
1713     SelOp = AMDGPU::S_CSELECT_B64;
1714     EltRC = &AMDGPU::SGPR_64RegClass;
1715     SubIndices = Sub0_15_64;
1716
1717     assert(NElts % 2 == 0);
1718     NElts /= 2;
1719   }
1720
1721   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(
1722     MBB, I, DL, get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), DstReg);
1723
1724   I = MIB->getIterator();
1725
1726   SmallVector<unsigned, 8> Regs;
1727   for (int Idx = 0; Idx != NElts; ++Idx) {
1728     unsigned DstElt = MRI.createVirtualRegister(EltRC);
1729     Regs.push_back(DstElt);
1730
1731     unsigned SubIdx = SubIndices[Idx];
1732
1733     MachineInstr *Select =
1734       BuildMI(MBB, I, DL, get(SelOp), DstElt)
1735       .addReg(FalseReg, 0, SubIdx)
1736       .addReg(TrueReg, 0, SubIdx);
1737     preserveCondRegFlags(Select->getOperand(3), Cond[1]);
1738
1739     MIB.addReg(DstElt)
1740        .addImm(SubIdx);
1741   }
1742 }
1743
1744 bool SIInstrInfo::isFoldableCopy(const MachineInstr &MI) const {
1745   switch (MI.getOpcode()) {
1746   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
1747   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
1748   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
1749     // If there are additional implicit register operands, this may be used for
1750     // register indexing so the source register operand isn't simply copied.
1751     unsigned NumOps = MI.getDesc().getNumOperands() +
1752       MI.getDesc().getNumImplicitUses();
1753
1754     return MI.getNumOperands() == NumOps;
1755   }
1756   case AMDGPU::S_MOV_B32:
1757   case AMDGPU::S_MOV_B64:
1758   case AMDGPU::COPY:
1759     return true;
1760   default:
1761     return false;
1762   }
1763 }
1764
1765 static void removeModOperands(MachineInstr &MI) {
1766   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1767   int Src0ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1768                                               AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
1769   int Src1ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1770                                               AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
1771   int Src2ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1772                                               AMDGPU::OpName::src2_modifiers);
1773
1774   MI.RemoveOperand(Src2ModIdx);
1775   MI.RemoveOperand(Src1ModIdx);
1776   MI.RemoveOperand(Src0ModIdx);
1777 }
1778
1779 bool SIInstrInfo::FoldImmediate(MachineInstr &UseMI, MachineInstr &DefMI,
1780                                 unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
1781   if (!MRI->hasOneNonDBGUse(Reg))
1782     return false;
1783
1784   unsigned Opc = UseMI.getOpcode();
1785   if (Opc == AMDGPU::COPY) {
1786     bool isVGPRCopy = RI.isVGPR(*MRI, UseMI.getOperand(0).getReg());
1787     switch (DefMI.getOpcode()) {
1788     default:
1789       return false;
1790     case AMDGPU::S_MOV_B64:
1791       // TODO: We could fold 64-bit immediates, but this get compilicated
1792       // when there are sub-registers.
1793       return false;
1794
1795     case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
1796     case AMDGPU::S_MOV_B32:
1797       break;
1798     }
1799     unsigned NewOpc = isVGPRCopy ? AMDGPU::V_MOV_B32_e32 : AMDGPU::S_MOV_B32;
1800     const MachineOperand *ImmOp = getNamedOperand(DefMI, AMDGPU::OpName::src0);
1801     assert(ImmOp);
1802     // FIXME: We could handle FrameIndex values here.
1803     if (!ImmOp->isImm()) {
1804       return false;
1805     }
1806     UseMI.setDesc(get(NewOpc));
1807     UseMI.getOperand(1).ChangeToImmediate(ImmOp->getImm());
1808     UseMI.addImplicitDefUseOperands(*UseMI.getParent()->getParent());
1809     return true;
1810   }
1811
1812   if (Opc == AMDGPU::V_MAD_F32 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64 ||
1813       Opc == AMDGPU::V_MAD_F16 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F16_e64) {
1814     // Don't fold if we are using source or output modifiers. The new VOP2
1815     // instructions don't have them.
1816     if (hasAnyModifiersSet(UseMI))
1817       return false;
1818
1819     const MachineOperand &ImmOp = DefMI.getOperand(1);
1820
1821     // If this is a free constant, there's no reason to do this.
1822     // TODO: We could fold this here instead of letting SIFoldOperands do it
1823     // later.
1824     MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src0);
1825
1826     // Any src operand can be used for the legality check.
1827     if (isInlineConstant(UseMI, *Src0, ImmOp))
1828       return false;
1829
1830     bool IsF32 = Opc == AMDGPU::V_MAD_F32 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64;
1831     MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src1);
1832     MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src2);
1833
1834     // Multiplied part is the constant: Use v_madmk_{f16, f32}.
1835     // We should only expect these to be on src0 due to canonicalizations.
1836     if (Src0->isReg() && Src0->getReg() == Reg) {
1837       if (!Src1->isReg() || RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg())))
1838         return false;
1839
1840       if (!Src2->isReg() || RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src2->getReg())))
1841         return false;
1842
1843       // We need to swap operands 0 and 1 since madmk constant is at operand 1.
1844
1845       const int64_t Imm = DefMI.getOperand(1).getImm();
1846
1847       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
1848       // instead of having to modify in place.
1849
1850       // Remove these first since they are at the end.
1851       UseMI.RemoveOperand(
1852           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::omod));
1853       UseMI.RemoveOperand(
1854           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::clamp));
1855
1856       unsigned Src1Reg = Src1->getReg();
1857       unsigned Src1SubReg = Src1->getSubReg();
1858       Src0->setReg(Src1Reg);
1859       Src0->setSubReg(Src1SubReg);
1860       Src0->setIsKill(Src1->isKill());
1861
1862       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64 ||
1863           Opc == AMDGPU::V_MAC_F16_e64)
1864         UseMI.untieRegOperand(
1865             AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
1866
1867       Src1->ChangeToImmediate(Imm);
1868
1869       removeModOperands(UseMI);
1870       UseMI.setDesc(get(IsF32 ? AMDGPU::V_MADMK_F32 : AMDGPU::V_MADMK_F16));
1871
1872       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1873       if (DeleteDef)
1874         DefMI.eraseFromParent();
1875
1876       return true;
1877     }
1878
1879     // Added part is the constant: Use v_madak_{f16, f32}.
1880     if (Src2->isReg() && Src2->getReg() == Reg) {
1881       // Not allowed to use constant bus for another operand.
1882       // We can however allow an inline immediate as src0.
1883       if (!Src0->isImm() &&
1884           (Src0->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src0->getReg()))))
1885         return false;
1886
1887       if (!Src1->isReg() || RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg())))
1888         return false;
1889
1890       const int64_t Imm = DefMI.getOperand(1).getImm();
1891
1892       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
1893       // instead of having to modify in place.
1894
1895       // Remove these first since they are at the end.
1896       UseMI.RemoveOperand(
1897           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::omod));
1898       UseMI.RemoveOperand(
1899           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::clamp));
1900
1901       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64 ||
1902           Opc == AMDGPU::V_MAC_F16_e64)
1903         UseMI.untieRegOperand(
1904             AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
1905
1906       // ChangingToImmediate adds Src2 back to the instruction.
1907       Src2->ChangeToImmediate(Imm);
1908
1909       // These come before src2.
1910       removeModOperands(UseMI);
1911       UseMI.setDesc(get(IsF32 ? AMDGPU::V_MADAK_F32 : AMDGPU::V_MADAK_F16));
1912
1913       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1914       if (DeleteDef)
1915         DefMI.eraseFromParent();
1916
1917       return true;
1918     }
1919   }
1920
1921   return false;
1922 }
1923
1924 static bool offsetsDoNotOverlap(int WidthA, int OffsetA,
1925                                 int WidthB, int OffsetB) {
1926   int LowOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetA : OffsetB;
1927   int HighOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetB : OffsetA;
1928   int LowWidth = (LowOffset == OffsetA) ? WidthA : WidthB;
1929   return LowOffset + LowWidth <= HighOffset;
1930 }
1931
1932 bool SIInstrInfo::checkInstOffsetsDoNotOverlap(MachineInstr &MIa,
1933                                                MachineInstr &MIb) const {
1934   unsigned BaseReg0, BaseReg1;
1935   int64_t Offset0, Offset1;
1936
1937   if (getMemOpBaseRegImmOfs(MIa, BaseReg0, Offset0, &RI) &&
1938       getMemOpBaseRegImmOfs(MIb, BaseReg1, Offset1, &RI)) {
1939
1940     if (!MIa.hasOneMemOperand() || !MIb.hasOneMemOperand()) {
1941       // FIXME: Handle ds_read2 / ds_write2.
1942       return false;
1943     }
1944     unsigned Width0 = (*MIa.memoperands_begin())->getSize();
1945     unsigned Width1 = (*MIb.memoperands_begin())->getSize();
1946     if (BaseReg0 == BaseReg1 &&
1947         offsetsDoNotOverlap(Width0, Offset0, Width1, Offset1)) {
1948       return true;
1949     }
1950   }
1951
1952   return false;
1953 }
1954
1955 bool SIInstrInfo::areMemAccessesTriviallyDisjoint(MachineInstr &MIa,
1956                                                   MachineInstr &MIb,
1957                                                   AliasAnalysis *AA) const {
1958   assert((MIa.mayLoad() || MIa.mayStore()) &&
1959          "MIa must load from or modify a memory location");
1960   assert((MIb.mayLoad() || MIb.mayStore()) &&
1961          "MIb must load from or modify a memory location");
1962
1963   if (MIa.hasUnmodeledSideEffects() || MIb.hasUnmodeledSideEffects())
1964     return false;
1965
1966   // XXX - Can we relax this between address spaces?
1967   if (MIa.hasOrderedMemoryRef() || MIb.hasOrderedMemoryRef())
1968     return false;
1969
1970   if (AA && MIa.hasOneMemOperand() && MIb.hasOneMemOperand()) {
1971     const MachineMemOperand *MMOa = *MIa.memoperands_begin();
1972     const MachineMemOperand *MMOb = *MIb.memoperands_begin();
1973     if (MMOa->getValue() && MMOb->getValue()) {
1974       MemoryLocation LocA(MMOa->getValue(), MMOa->getSize(), MMOa->getAAInfo());
1975       MemoryLocation LocB(MMOb->getValue(), MMOb->getSize(), MMOb->getAAInfo());
1976       if (!AA->alias(LocA, LocB))
1977         return true;
1978     }
1979   }
1980
1981   // TODO: Should we check the address space from the MachineMemOperand? That
1982   // would allow us to distinguish objects we know don't alias based on the
1983   // underlying address space, even if it was lowered to a different one,
1984   // e.g. private accesses lowered to use MUBUF instructions on a scratch
1985   // buffer.
1986   if (isDS(MIa)) {
1987     if (isDS(MIb))
1988       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1989
1990     return !isFLAT(MIb);
1991   }
1992
1993   if (isMUBUF(MIa) || isMTBUF(MIa)) {
1994     if (isMUBUF(MIb) || isMTBUF(MIb))
1995       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1996
1997     return !isFLAT(MIb) && !isSMRD(MIb);
1998   }
1999
2000   if (isSMRD(MIa)) {
2001     if (isSMRD(MIb))
2002       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
2003
2004     return !isFLAT(MIb) && !isMUBUF(MIa) && !isMTBUF(MIa);
2005   }
2006
2007   if (isFLAT(MIa)) {
2008     if (isFLAT(MIb))
2009       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
2010
2011     return false;
2012   }
2013
2014   return false;
2015 }
2016
2017 MachineInstr *SIInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MBB,
2018                                                  MachineInstr &MI,
2019                                                  LiveVariables *LV) const {
2020   bool IsF16 = false;
2021
2022   switch (MI.getOpcode()) {
2023   default:
2024     return nullptr;
2025   case AMDGPU::V_MAC_F16_e64:
2026     IsF16 = true;
2027   case AMDGPU::V_MAC_F32_e64:
2028     break;
2029   case AMDGPU::V_MAC_F16_e32:
2030     IsF16 = true;
2031   case AMDGPU::V_MAC_F32_e32: {
2032     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(),
2033                                              AMDGPU::OpName::src0);
2034     const MachineOperand *Src0 = &MI.getOperand(Src0Idx);
2035     if (Src0->isImm() && !isInlineConstant(MI, Src0Idx, *Src0))
2036       return nullptr;
2037     break;
2038   }
2039   }
2040
2041   const MachineOperand *Dst = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdst);
2042   const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src0);
2043   const MachineOperand *Src0Mods =
2044     getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
2045   const MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1);
2046   const MachineOperand *Src1Mods =
2047     getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
2048   const MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src2);
2049   const MachineOperand *Clamp = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::clamp);
2050   const MachineOperand *Omod = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::omod);
2051
2052   return BuildMI(*MBB, MI, MI.getDebugLoc(),
2053                  get(IsF16 ? AMDGPU::V_MAD_F16 : AMDGPU::V_MAD_F32))
2054       .add(*Dst)
2055       .addImm(Src0Mods ? Src0Mods->getImm() : 0)
2056       .add(*Src0)
2057       .addImm(Src1Mods ? Src1Mods->getImm() : 0)
2058       .add(*Src1)
2059       .addImm(0) // Src mods
2060       .add(*Src2)
2061       .addImm(Clamp ? Clamp->getImm() : 0)
2062       .addImm(Omod ? Omod->getImm() : 0);
2063 }
2064
2065 // It's not generally safe to move VALU instructions across these since it will
2066 // start using the register as a base index rather than directly.
2067 // XXX - Why isn't hasSideEffects sufficient for these?
2068 static bool changesVGPRIndexingMode(const MachineInstr &MI) {
2069   switch (MI.getOpcode()) {
2070   case AMDGPU::S_SET_GPR_IDX_ON:
2071   case AMDGPU::S_SET_GPR_IDX_MODE:
2072   case AMDGPU::S_SET_GPR_IDX_OFF:
2073     return true;
2074   default:
2075     return false;
2076   }
2077 }
2078
2079 bool SIInstrInfo::isSchedulingBoundary(const MachineInstr &MI,
2080                                        const MachineBasicBlock *MBB,
2081                                        const MachineFunction &MF) const {
2082   // XXX - Do we want the SP check in the base implementation?
2083
2084   // Target-independent instructions do not have an implicit-use of EXEC, even
2085   // when they operate on VGPRs. Treating EXEC modifications as scheduling
2086   // boundaries prevents incorrect movements of such instructions.
2087   return TargetInstrInfo::isSchedulingBoundary(MI, MBB, MF) ||
2088          MI.modifiesRegister(AMDGPU::EXEC, &RI) ||
2089          MI.getOpcode() == AMDGPU::S_SETREG_IMM32_B32 ||
2090          MI.getOpcode() == AMDGPU::S_SETREG_B32 ||
2091          changesVGPRIndexingMode(MI);
2092 }
2093
2094 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
2095   switch (Imm.getBitWidth()) {
2096   case 32:
2097     return AMDGPU::isInlinableLiteral32(Imm.getSExtValue(),
2098                                         ST.hasInv2PiInlineImm());
2099   case 64:
2100     return AMDGPU::isInlinableLiteral64(Imm.getSExtValue(),
2101                                         ST.hasInv2PiInlineImm());
2102   case 16:
2103     return ST.has16BitInsts() &&
2104            AMDGPU::isInlinableLiteral16(Imm.getSExtValue(),
2105                                         ST.hasInv2PiInlineImm());
2106   default:
2107     llvm_unreachable("invalid bitwidth");
2108   }
2109 }
2110
2111 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO,
2112                                    uint8_t OperandType) const {
2113   if (!MO.isImm() || OperandType < MCOI::OPERAND_FIRST_TARGET)
2114     return false;
2115
2116   // MachineOperand provides no way to tell the true operand size, since it only
2117   // records a 64-bit value. We need to know the size to determine if a 32-bit
2118   // floating point immediate bit pattern is legal for an integer immediate. It
2119   // would be for any 32-bit integer operand, but would not be for a 64-bit one.
2120
2121   int64_t Imm = MO.getImm();
2122   switch (OperandType) {
2123   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_INT32:
2124   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_FP32:
2125   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT32:
2126   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP32: {
2127     int32_t Trunc = static_cast<int32_t>(Imm);
2128     return Trunc == Imm &&
2129            AMDGPU::isInlinableLiteral32(Trunc, ST.hasInv2PiInlineImm());
2130   }
2131   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_INT64:
2132   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_FP64:
2133   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT64:
2134   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP64: {
2135     return AMDGPU::isInlinableLiteral64(MO.getImm(),
2136                                         ST.hasInv2PiInlineImm());
2137   }
2138   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_INT16:
2139   case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_FP16:
2140   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT16:
2141   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP16: {
2142     if (isInt<16>(Imm) || isUInt<16>(Imm)) {
2143       // A few special case instructions have 16-bit operands on subtargets
2144       // where 16-bit instructions are not legal.
2145       // TODO: Do the 32-bit immediates work? We shouldn't really need to handle
2146       // constants in these cases
2147       int16_t Trunc = static_cast<int16_t>(Imm);
2148       return ST.has16BitInsts() &&
2149              AMDGPU::isInlinableLiteral16(Trunc, ST.hasInv2PiInlineImm());
2150     }
2151
2152     return false;
2153   }
2154   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_V2INT16:
2155   case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_V2FP16: {
2156     uint32_t Trunc = static_cast<uint32_t>(Imm);
2157     return  AMDGPU::isInlinableLiteralV216(Trunc, ST.hasInv2PiInlineImm());
2158   }
2159   default:
2160     llvm_unreachable("invalid bitwidth");
2161   }
2162 }
2163
2164 bool SIInstrInfo::isLiteralConstantLike(const MachineOperand &MO,
2165                                         const MCOperandInfo &OpInfo) const {
2166   switch (MO.getType()) {
2167   case MachineOperand::MO_Register:
2168     return false;
2169   case MachineOperand::MO_Immediate:
2170     return !isInlineConstant(MO, OpInfo);
2171   case MachineOperand::MO_FrameIndex:
2172   case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
2173   case MachineOperand::MO_ExternalSymbol:
2174   case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
2175   case MachineOperand::MO_MCSymbol:
2176     return true;
2177   default:
2178     llvm_unreachable("unexpected operand type");
2179   }
2180 }
2181
2182 static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
2183                              const MachineOperand &Op1) {
2184   if (Op0.getType() != Op1.getType())
2185     return false;
2186
2187   switch (Op0.getType()) {
2188   case MachineOperand::MO_Register:
2189     return Op0.getReg() == Op1.getReg();
2190   case MachineOperand::MO_Immediate:
2191     return Op0.getImm() == Op1.getImm();
2192   default:
2193     llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
2194   }
2195 }
2196
2197 bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo,
2198                                     const MachineOperand &MO) const {
2199   const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI.getOpcode()).OpInfo[OpNo];
2200
2201   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
2202
2203   if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
2204     return true;
2205
2206   if (OpInfo.RegClass < 0)
2207     return false;
2208
2209   if (MO.isImm() && isInlineConstant(MO, OpInfo))
2210     return RI.opCanUseInlineConstant(OpInfo.OperandType);
2211
2212   return RI.opCanUseLiteralConstant(OpInfo.OperandType);
2213 }
2214
2215 bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
2216   int Op32 = AMDGPU::getVOPe32(Opcode);
2217   if (Op32 == -1)
2218     return false;
2219
2220   return pseudoToMCOpcode(Op32) != -1;
2221 }
2222
2223 bool SIInstrInfo::hasModifiers(unsigned Opcode) const {
2224   // The src0_modifier operand is present on all instructions
2225   // that have modifiers.
2226
2227   return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
2228                                     AMDGPU::OpName::src0_modifiers) != -1;
2229 }
2230
2231 bool SIInstrInfo::hasModifiersSet(const MachineInstr &MI,
2232                                   unsigned OpName) const {
2233   const MachineOperand *Mods = getNamedOperand(MI, OpName);
2234   return Mods && Mods->getImm();
2235 }
2236
2237 bool SIInstrInfo::hasAnyModifiersSet(const MachineInstr &MI) const {
2238   return hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
2239          hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers) ||
2240          hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src2_modifiers) ||
2241          hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::clamp) ||
2242          hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::omod);
2243 }
2244
2245 bool SIInstrInfo::usesConstantBus(const MachineRegisterInfo &MRI,
2246                                   const MachineOperand &MO,
2247                                   const MCOperandInfo &OpInfo) const {
2248   // Literal constants use the constant bus.
2249   //if (isLiteralConstantLike(MO, OpInfo))
2250   // return true;
2251   if (MO.isImm())
2252     return !isInlineConstant(MO, OpInfo);
2253
2254   if (!MO.isReg())
2255     return true; // Misc other operands like FrameIndex
2256
2257   if (!MO.isUse())
2258     return false;
2259
2260   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
2261     return RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg()));
2262
2263   // FLAT_SCR is just an SGPR pair.
2264   if (!MO.isImplicit() && (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR))
2265     return true;
2266
2267   // EXEC register uses the constant bus.
2268   if (!MO.isImplicit() && MO.getReg() == AMDGPU::EXEC)
2269     return true;
2270
2271   // SGPRs use the constant bus
2272   return (MO.getReg() == AMDGPU::VCC || MO.getReg() == AMDGPU::M0 ||
2273           (!MO.isImplicit() &&
2274            (AMDGPU::SGPR_32RegClass.contains(MO.getReg()) ||
2275             AMDGPU::SGPR_64RegClass.contains(MO.getReg()))));
2276 }
2277
2278 static unsigned findImplicitSGPRRead(const MachineInstr &MI) {
2279   for (const MachineOperand &MO : MI.implicit_operands()) {
2280     // We only care about reads.
2281     if (MO.isDef())
2282       continue;
2283
2284     switch (MO.getReg()) {
2285     case AMDGPU::VCC:
2286     case AMDGPU::M0:
2287     case AMDGPU::FLAT_SCR:
2288       return MO.getReg();
2289
2290     default:
2291       break;
2292     }
2293   }
2294
2295   return AMDGPU::NoRegister;
2296 }
2297
2298 static bool shouldReadExec(const MachineInstr &MI) {
2299   if (SIInstrInfo::isVALU(MI)) {
2300     switch (MI.getOpcode()) {
2301     case AMDGPU::V_READLANE_B32:
2302     case AMDGPU::V_READLANE_B32_si:
2303     case AMDGPU::V_READLANE_B32_vi:
2304     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32:
2305     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32_si:
2306     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32_vi:
2307       return false;
2308     }
2309
2310     return true;
2311   }
2312
2313   if (SIInstrInfo::isGenericOpcode(MI.getOpcode()) ||
2314       SIInstrInfo::isSALU(MI) ||
2315       SIInstrInfo::isSMRD(MI))
2316     return false;
2317
2318   return true;
2319 }
2320
2321 static bool isSubRegOf(const SIRegisterInfo &TRI,
2322                        const MachineOperand &SuperVec,
2323                        const MachineOperand &SubReg) {
2324   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SubReg.getReg()))
2325     return TRI.isSubRegister(SuperVec.getReg(), SubReg.getReg());
2326
2327   return SubReg.getSubReg() != AMDGPU::NoSubRegister &&
2328          SubReg.getReg() == SuperVec.getReg();
2329 }
2330
2331 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr &MI,
2332                                     StringRef &ErrInfo) const {
2333   uint16_t Opcode = MI.getOpcode();
2334
2335   if (SIInstrInfo::isGenericOpcode(MI.getOpcode()))
2336     return true;
2337
2338   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
2339   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src0);
2340   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src1);
2341   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src2);
2342
2343   // Make sure the number of operands is correct.
2344   const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
2345   if (!Desc.isVariadic() &&
2346       Desc.getNumOperands() != MI.getNumExplicitOperands()) {
2347     ErrInfo = "Instruction has wrong number of operands.";
2348     return false;
2349   }
2350
2351   if (MI.isInlineAsm()) {
2352     // Verify register classes for inlineasm constraints.
2353     for (unsigned I = InlineAsm::MIOp_FirstOperand, E = MI.getNumOperands();
2354          I != E; ++I) {
2355       const TargetRegisterClass *RC = MI.getRegClassConstraint(I, this, &RI);
2356       if (!RC)
2357         continue;
2358
2359       const MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
2360       if (!Op.isReg())
2361         continue;
2362
2363       unsigned Reg = Op.getReg();
2364       if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && !RC->contains(Reg)) {
2365         ErrInfo = "inlineasm operand has incorrect register class.";
2366         return false;
2367       }
2368     }
2369
2370     return true;
2371   }
2372
2373   // Make sure the register classes are correct.
2374   for (int i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
2375     if (MI.getOperand(i).isFPImm()) {
2376       ErrInfo = "FPImm Machine Operands are not supported. ISel should bitcast "
2377                 "all fp values to integers.";
2378       return false;
2379     }
2380
2381     int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
2382
2383     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
2384     case MCOI::OPERAND_REGISTER:
2385       if (MI.getOperand(i).isImm()) {
2386         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
2387         return false;
2388       }
2389       break;
2390     case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_INT32:
2391     case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM_FP32:
2392       break;
2393     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT32:
2394     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP32:
2395     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT64:
2396     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP64:
2397     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_INT16:
2398     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C_FP16: {
2399       const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
2400       if (!MO.isReg() && (!MO.isImm() || !isInlineConstant(MI, i))) {
2401         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
2402         return false;
2403       }
2404       break;
2405     }
2406     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
2407     case AMDGPU::OPERAND_KIMM32:
2408       // Check if this operand is an immediate.
2409       // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
2410       // allowed.
2411       if (!MI.getOperand(i).isImm() && !MI.getOperand(i).isFI()) {
2412         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
2413         return false;
2414       }
2415       LLVM_FALLTHROUGH;
2416     default:
2417       continue;
2418     }
2419
2420     if (!MI.getOperand(i).isReg())
2421       continue;
2422
2423     if (RegClass != -1) {
2424       unsigned Reg = MI.getOperand(i).getReg();
2425       if (Reg == AMDGPU::NoRegister ||
2426           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
2427         continue;
2428
2429       const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
2430       if (!RC->contains(Reg)) {
2431         ErrInfo = "Operand has incorrect register class.";
2432         return false;
2433       }
2434     }
2435   }
2436
2437   // Verify VOP*
2438   if (isVOP1(MI) || isVOP2(MI) || isVOP3(MI) || isVOPC(MI)) {
2439     // Only look at the true operands. Only a real operand can use the constant
2440     // bus, and we don't want to check pseudo-operands like the source modifier
2441     // flags.
2442     const int OpIndices[] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
2443
2444     unsigned ConstantBusCount = 0;
2445
2446     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::imm) != -1)
2447       ++ConstantBusCount;
2448
2449     unsigned SGPRUsed = findImplicitSGPRRead(MI);
2450     if (SGPRUsed != AMDGPU::NoRegister)
2451       ++ConstantBusCount;
2452
2453     for (int OpIdx : OpIndices) {
2454       if (OpIdx == -1)
2455         break;
2456       const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
2457       if (usesConstantBus(MRI, MO, MI.getDesc().OpInfo[OpIdx])) {
2458         if (MO.isReg()) {
2459           if (MO.getReg() != SGPRUsed)
2460             ++ConstantBusCount;
2461           SGPRUsed = MO.getReg();
2462         } else {
2463           ++ConstantBusCount;
2464         }
2465       }
2466     }
2467     if (ConstantBusCount > 1) {
2468       ErrInfo = "VOP* instruction uses the constant bus more than once";
2469       return false;
2470     }
2471   }
2472
2473   // Verify misc. restrictions on specific instructions.
2474   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
2475       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
2476     const MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
2477     const MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
2478     const MachineOperand &Src2 = MI.getOperand(Src2Idx);
2479     if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
2480       if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
2481           !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
2482         ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
2483         return false;
2484       }
2485     }
2486   }
2487
2488   if (isSOPK(MI)) {
2489     int64_t Imm = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::simm16)->getImm();
2490     if (sopkIsZext(MI)) {
2491       if (!isUInt<16>(Imm)) {
2492         ErrInfo = "invalid immediate for SOPK instruction";
2493         return false;
2494       }
2495     } else {
2496       if (!isInt<16>(Imm)) {
2497         ErrInfo = "invalid immediate for SOPK instruction";
2498         return false;
2499       }
2500     }
2501   }
2502
2503   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELS_B32_e32 ||
2504       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELS_B32_e64 ||
2505       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e32 ||
2506       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e64) {
2507     const bool IsDst = Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e32 ||
2508                        Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_MOVRELD_B32_e64;
2509
2510     const unsigned StaticNumOps = Desc.getNumOperands() +
2511       Desc.getNumImplicitUses();
2512     const unsigned NumImplicitOps = IsDst ? 2 : 1;
2513
2514     // Allow additional implicit operands. This allows a fixup done by the post
2515     // RA scheduler where the main implicit operand is killed and implicit-defs
2516     // are added for sub-registers that remain live after this instruction.
2517     if (MI.getNumOperands() < StaticNumOps + NumImplicitOps) {
2518       ErrInfo = "missing implicit register operands";
2519       return false;
2520     }
2521
2522     const MachineOperand *Dst = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdst);
2523     if (IsDst) {
2524       if (!Dst->isUse()) {
2525         ErrInfo = "v_movreld_b32 vdst should be a use operand";
2526         return false;
2527       }
2528
2529       unsigned UseOpIdx;
2530       if (!MI.isRegTiedToUseOperand(StaticNumOps, &UseOpIdx) ||
2531           UseOpIdx != StaticNumOps + 1) {
2532         ErrInfo = "movrel implicit operands should be tied";
2533         return false;
2534       }
2535     }
2536
2537     const MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
2538     const MachineOperand &ImpUse
2539       = MI.getOperand(StaticNumOps + NumImplicitOps - 1);
2540     if (!ImpUse.isReg() || !ImpUse.isUse() ||
2541         !isSubRegOf(RI, ImpUse, IsDst ? *Dst : Src0)) {
2542       ErrInfo = "src0 should be subreg of implicit vector use";
2543       return false;
2544     }
2545   }
2546
2547   // Make sure we aren't losing exec uses in the td files. This mostly requires
2548   // being careful when using let Uses to try to add other use registers.
2549   if (shouldReadExec(MI)) {
2550     if (!MI.hasRegisterImplicitUseOperand(AMDGPU::EXEC)) {
2551       ErrInfo = "VALU instruction does not implicitly read exec mask";
2552       return false;
2553     }
2554   }
2555
2556   if (isSMRD(MI)) {
2557     if (MI.mayStore()) {
2558       // The register offset form of scalar stores may only use m0 as the
2559       // soffset register.
2560       const MachineOperand *Soff = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::soff);
2561       if (Soff && Soff->getReg() != AMDGPU::M0) {
2562         ErrInfo = "scalar stores must use m0 as offset register";
2563         return false;
2564       }
2565     }
2566   }
2567
2568   return true;
2569 }
2570
2571 unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
2572   switch (MI.getOpcode()) {
2573   default: return AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
2574   case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
2575   case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
2576   case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
2577   case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
2578   case AMDGPU::S_MOV_B32:
2579     return MI.getOperand(1).isReg() ?
2580            AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
2581   case AMDGPU::S_ADD_I32:
2582   case AMDGPU::S_ADD_U32: return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
2583   case AMDGPU::S_ADDC_U32: return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
2584   case AMDGPU::S_SUB_I32:
2585   case AMDGPU::S_SUB_U32: return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
2586   case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
2587   case AMDGPU::S_MUL_I32: return AMDGPU::V_MUL_LO_I32;
2588   case AMDGPU::S_AND_B32: return AMDGPU::V_AND_B32_e64;
2589   case AMDGPU::S_OR_B32: return AMDGPU::V_OR_B32_e64;
2590   case AMDGPU::S_XOR_B32: return AMDGPU::V_XOR_B32_e64;
2591   case AMDGPU::S_MIN_I32: return AMDGPU::V_MIN_I32_e64;
2592   case AMDGPU::S_MIN_U32: return AMDGPU::V_MIN_U32_e64;
2593   case AMDGPU::S_MAX_I32: return AMDGPU::V_MAX_I32_e64;
2594   case AMDGPU::S_MAX_U32: return AMDGPU::V_MAX_U32_e64;
2595   case AMDGPU::S_ASHR_I32: return AMDGPU::V_ASHR_I32_e32;
2596   case AMDGPU::S_ASHR_I64: return AMDGPU::V_ASHR_I64;
2597   case AMDGPU::S_LSHL_B32: return AMDGPU::V_LSHL_B32_e32;
2598   case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
2599   case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
2600   case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
2601   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
2602   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
2603   case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
2604   case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
2605   case AMDGPU::S_BFM_B32: return AMDGPU::V_BFM_B32_e64;
2606   case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
2607   case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
2608   case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
2609   case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
2610   case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
2611   case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
2612   case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
2613   case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
2614   case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
2615   case AMDGPU::S_CMP_EQ_U32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_U32_e32;
2616   case AMDGPU::S_CMP_LG_U32: return AMDGPU::V_CMP_NE_U32_e32;
2617   case AMDGPU::S_CMP_GT_U32: return AMDGPU::V_CMP_GT_U32_e32;
2618   case AMDGPU::S_CMP_GE_U32: return AMDGPU::V_CMP_GE_U32_e32;
2619   case AMDGPU::S_CMP_LT_U32: return AMDGPU::V_CMP_LT_U32_e32;
2620   case AMDGPU::S_CMP_LE_U32: return AMDGPU::V_CMP_LE_U32_e32;
2621   case AMDGPU::S_CMP_EQ_U64: return AMDGPU::V_CMP_EQ_U64_e32;
2622   case AMDGPU::S_CMP_LG_U64: return AMDGPU::V_CMP_NE_U64_e32;
2623   case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64;
2624   case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
2625   case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
2626   case AMDGPU::S_FLBIT_I32: return AMDGPU::V_FFBH_I32_e64;
2627   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0: return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ;
2628   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1: return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ;
2629   }
2630 }
2631
2632 bool SIInstrInfo::isSALUOpSupportedOnVALU(const MachineInstr &MI) const {
2633   return getVALUOp(MI) != AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
2634 }
2635
2636 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getOpRegClass(const MachineInstr &MI,
2637                                                       unsigned OpNo) const {
2638   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
2639   const MCInstrDesc &Desc = get(MI.getOpcode());
2640   if (MI.isVariadic() || OpNo >= Desc.getNumOperands() ||
2641       Desc.OpInfo[OpNo].RegClass == -1) {
2642     unsigned Reg = MI.getOperand(OpNo).getReg();
2643
2644     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
2645       return MRI.getRegClass(Reg);
2646     return RI.getPhysRegClass(Reg);
2647   }
2648
2649   unsigned RCID = Desc.OpInfo[OpNo].RegClass;
2650   return RI.getRegClass(RCID);
2651 }
2652
2653 bool SIInstrInfo::canReadVGPR(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const {
2654   switch (MI.getOpcode()) {
2655   case AMDGPU::COPY:
2656   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
2657   case AMDGPU::PHI:
2658   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
2659     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, 0));
2660   default:
2661     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, OpNo));
2662   }
2663 }
2664
2665 void SIInstrInfo::legalizeOpWithMove(MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) const {
2666   MachineBasicBlock::iterator I = MI;
2667   MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
2668   MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
2669   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
2670   unsigned RCID = get(MI.getOpcode()).OpInfo[OpIdx].RegClass;
2671   const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RCID);
2672   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
2673   if (MO.isReg())
2674     Opcode = AMDGPU::COPY;
2675   else if (RI.isSGPRClass(RC))
2676     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
2677
2678   const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(RC);
2679   if (RI.getCommonSubClass(&AMDGPU::VReg_64RegClass, VRC))
2680     VRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
2681   else
2682     VRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
2683
2684   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
2685   DebugLoc DL = MBB->findDebugLoc(I);
2686   BuildMI(*MI.getParent(), I, DL, get(Opcode), Reg).add(MO);
2687   MO.ChangeToRegister(Reg, false);
2688 }
2689
2690 unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
2691                                          MachineRegisterInfo &MRI,
2692                                          MachineOperand &SuperReg,
2693                                          const TargetRegisterClass *SuperRC,
2694                                          unsigned SubIdx,
2695                                          const TargetRegisterClass *SubRC)
2696                                          const {
2697   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
2698   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
2699   unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
2700
2701   if (SuperReg.getSubReg() == AMDGPU::NoSubRegister) {
2702     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
2703       .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SubIdx);
2704     return SubReg;
2705   }
2706
2707   // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
2708   // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
2709   // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
2710   // eliminate this extra copy.
2711   unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
2712
2713   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), NewSuperReg)
2714     .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SuperReg.getSubReg());
2715
2716   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
2717     .addReg(NewSuperReg, 0, SubIdx);
2718
2719   return SubReg;
2720 }
2721
2722 MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
2723   MachineBasicBlock::iterator MII,
2724   MachineRegisterInfo &MRI,
2725   MachineOperand &Op,
2726   const TargetRegisterClass *SuperRC,
2727   unsigned SubIdx,
2728   const TargetRegisterClass *SubRC) const {
2729   if (Op.isImm()) {
2730     if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
2731       return MachineOperand::CreateImm(static_cast<int32_t>(Op.getImm()));
2732     if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
2733       return MachineOperand::CreateImm(static_cast<int32_t>(Op.getImm() >> 32));
2734
2735     llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
2736   }
2737
2738   unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
2739                                        SubIdx, SubRC);
2740   return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
2741 }
2742
2743 // Change the order of operands from (0, 1, 2) to (0, 2, 1)
2744 void SIInstrInfo::swapOperands(MachineInstr &Inst) const {
2745   assert(Inst.getNumExplicitOperands() == 3);
2746   MachineOperand Op1 = Inst.getOperand(1);
2747   Inst.RemoveOperand(1);
2748   Inst.addOperand(Op1);
2749 }
2750
2751 bool SIInstrInfo::isLegalRegOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
2752                                     const MCOperandInfo &OpInfo,
2753                                     const MachineOperand &MO) const {
2754   if (!MO.isReg())
2755     return false;
2756
2757   unsigned Reg = MO.getReg();
2758   const TargetRegisterClass *RC =
2759     TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) ?
2760     MRI.getRegClass(Reg) :
2761     RI.getPhysRegClass(Reg);
2762
2763   const SIRegisterInfo *TRI =
2764       static_cast<const SIRegisterInfo*>(MRI.getTargetRegisterInfo());
2765   RC = TRI->getSubRegClass(RC, MO.getSubReg());
2766
2767   // In order to be legal, the common sub-class must be equal to the
2768   // class of the current operand.  For example:
2769   //
2770   // v_mov_b32 s0 ; Operand defined as vsrc_b32
2771   //              ; RI.getCommonSubClass(s0,vsrc_b32) = sgpr ; LEGAL
2772   //
2773   // s_sendmsg 0, s0 ; Operand defined as m0reg
2774   //                 ; RI.getCommonSubClass(s0,m0reg) = m0reg ; NOT LEGAL
2775
2776   return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)) == RC;
2777 }
2778
2779 bool SIInstrInfo::isLegalVSrcOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
2780                                      const MCOperandInfo &OpInfo,
2781                                      const MachineOperand &MO) const {
2782   if (MO.isReg())
2783     return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, MO);
2784
2785   // Handle non-register types that are treated like immediates.
2786   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
2787   return true;
2788 }
2789
2790 bool SIInstrInfo::isOperandLegal(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx,
2791                                  const MachineOperand *MO) const {
2792   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
2793   const MCInstrDesc &InstDesc = MI.getDesc();
2794   const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpIdx];
2795   const TargetRegisterClass *DefinedRC =
2796       OpInfo.RegClass != -1 ? RI.getRegClass(OpInfo.RegClass) : nullptr;
2797   if (!MO)
2798     MO = &MI.getOperand(OpIdx);
2799
2800   if (isVALU(MI) && usesConstantBus(MRI, *MO, OpInfo)) {
2801
2802     RegSubRegPair SGPRUsed;
2803     if (MO->isReg())
2804       SGPRUsed = RegSubRegPair(MO->getReg(), MO->getSubReg());
2805
2806     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
2807       if (i == OpIdx)
2808         continue;
2809       const MachineOperand &Op = MI.getOperand(i);
2810       if (Op.isReg()) {
2811         if ((Op.getReg() != SGPRUsed.Reg || Op.getSubReg() != SGPRUsed.SubReg) &&
2812             usesConstantBus(MRI, Op, InstDesc.OpInfo[i])) {
2813           return false;
2814         }
2815       } else if (InstDesc.OpInfo[i].OperandType == AMDGPU::OPERAND_KIMM32) {
2816         return false;
2817       }
2818     }
2819   }
2820
2821   if (MO->isReg()) {
2822     assert(DefinedRC);
2823     return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, *MO);
2824   }
2825
2826   // Handle non-register types that are treated like immediates.
2827   assert(MO->isImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI());
2828
2829   if (!DefinedRC) {
2830     // This operand expects an immediate.
2831     return true;
2832   }
2833
2834   return isImmOperandLegal(MI, OpIdx, *MO);
2835 }
2836
2837 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP2(MachineRegisterInfo &MRI,
2838                                        MachineInstr &MI) const {
2839   unsigned Opc = MI.getOpcode();
2840   const MCInstrDesc &InstrDesc = get(Opc);
2841
2842   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
2843   MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
2844
2845   // If there is an implicit SGPR use such as VCC use for v_addc_u32/v_subb_u32
2846   // we need to only have one constant bus use.
2847   //
2848   // Note we do not need to worry about literal constants here. They are
2849   // disabled for the operand type for instructions because they will always
2850   // violate the one constant bus use rule.
2851   bool HasImplicitSGPR = findImplicitSGPRRead(MI) != AMDGPU::NoRegister;
2852   if (HasImplicitSGPR) {
2853     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
2854     MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
2855
2856     if (Src0.isReg() && RI.isSGPRReg(MRI, Src0.getReg()))
2857       legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
2858   }
2859
2860   // VOP2 src0 instructions support all operand types, so we don't need to check
2861   // their legality. If src1 is already legal, we don't need to do anything.
2862   if (isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src1))
2863     return;
2864
2865   // Special case: V_READLANE_B32 accepts only immediate or SGPR operands for
2866   // lane select. Fix up using V_READFIRSTLANE, since we assume that the lane
2867   // select is uniform.
2868   if (Opc == AMDGPU::V_READLANE_B32 && Src1.isReg() &&
2869       RI.isVGPR(MRI, Src1.getReg())) {
2870     unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
2871     const DebugLoc &DL = MI.getDebugLoc();
2872     BuildMI(*MI.getParent(), MI, DL, get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), Reg)
2873         .add(Src1);
2874     Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
2875     return;
2876   }
2877
2878   // We do not use commuteInstruction here because it is too aggressive and will
2879   // commute if it is possible. We only want to commute here if it improves
2880   // legality. This can be called a fairly large number of times so don't waste
2881   // compile time pointlessly swapping and checking legality again.
2882   if (HasImplicitSGPR || !MI.isCommutable()) {
2883     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
2884     return;
2885   }
2886
2887   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
2888   MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
2889
2890   // If src0 can be used as src1, commuting will make the operands legal.
2891   // Otherwise we have to give up and insert a move.
2892   //
2893   // TODO: Other immediate-like operand kinds could be commuted if there was a
2894   // MachineOperand::ChangeTo* for them.
2895   if ((!Src1.isImm() && !Src1.isReg()) ||
2896       !isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src0)) {
2897     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
2898     return;
2899   }
2900
2901   int CommutedOpc = commuteOpcode(MI);
2902   if (CommutedOpc == -1) {
2903     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
2904     return;
2905   }
2906
2907   MI.setDesc(get(CommutedOpc));
2908
2909   unsigned Src0Reg = Src0.getReg();
2910   unsigned Src0SubReg = Src0.getSubReg();
2911   bool Src0Kill = Src0.isKill();
2912
2913   if (Src1.isImm())
2914     Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
2915   else if (Src1.isReg()) {
2916     Src0.ChangeToRegister(Src1.getReg(), false, false, Src1.isKill());
2917     Src0.setSubReg(Src1.getSubReg());
2918   } else
2919     llvm_unreachable("Should only have register or immediate operands");
2920
2921   Src1.ChangeToRegister(Src0Reg, false, false, Src0Kill);
2922   Src1.setSubReg(Src0SubReg);
2923 }
2924
2925 // Legalize VOP3 operands. Because all operand types are supported for any
2926 // operand, and since literal constants are not allowed and should never be
2927 // seen, we only need to worry about inserting copies if we use multiple SGPR
2928 // operands.
2929 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP3(MachineRegisterInfo &MRI,
2930                                        MachineInstr &MI) const {
2931   unsigned Opc = MI.getOpcode();
2932
2933   int VOP3Idx[3] = {
2934     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0),
2935     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1),
2936     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2)
2937   };
2938
2939   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2940   unsigned SGPRReg = findUsedSGPR(MI, VOP3Idx);
2941
2942   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
2943     int Idx = VOP3Idx[i];
2944     if (Idx == -1)
2945       break;
2946     MachineOperand &MO = MI.getOperand(Idx);
2947
2948     // We should never see a VOP3 instruction with an illegal immediate operand.
2949     if (!MO.isReg())
2950       continue;
2951
2952     if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
2953       continue; // VGPRs are legal
2954
2955     if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister || SGPRReg == MO.getReg()) {
2956       SGPRReg = MO.getReg();
2957       // We can use one SGPR in each VOP3 instruction.
2958       continue;
2959     }
2960
2961     // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
2962     // legalize it.
2963     legalizeOpWithMove(MI, Idx);
2964   }
2965 }
2966
2967 unsigned SIInstrInfo::readlaneVGPRToSGPR(unsigned SrcReg, MachineInstr &UseMI,
2968                                          MachineRegisterInfo &MRI) const {
2969   const TargetRegisterClass *VRC = MRI.getRegClass(SrcReg);
2970   const TargetRegisterClass *SRC = RI.getEquivalentSGPRClass(VRC);
2971   unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(SRC);
2972   unsigned SubRegs = RI.getRegSizeInBits(*VRC) / 32;
2973
2974   SmallVector<unsigned, 8> SRegs;
2975   for (unsigned i = 0; i < SubRegs; ++i) {
2976     unsigned SGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2977     BuildMI(*UseMI.getParent(), UseMI, UseMI.getDebugLoc(),
2978             get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), SGPR)
2979         .addReg(SrcReg, 0, RI.getSubRegFromChannel(i));
2980     SRegs.push_back(SGPR);
2981   }
2982
2983   MachineInstrBuilder MIB =
2984       BuildMI(*UseMI.getParent(), UseMI, UseMI.getDebugLoc(),
2985               get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), DstReg);
2986   for (unsigned i = 0; i < SubRegs; ++i) {
2987     MIB.addReg(SRegs[i]);
2988     MIB.addImm(RI.getSubRegFromChannel(i));
2989   }
2990   return DstReg;
2991 }
2992
2993 void SIInstrInfo::legalizeOperandsSMRD(MachineRegisterInfo &MRI,
2994                                        MachineInstr &MI) const {
2995
2996   // If the pointer is store in VGPRs, then we need to move them to
2997   // SGPRs using v_readfirstlane.  This is safe because we only select
2998   // loads with uniform pointers to SMRD instruction so we know the
2999   // pointer value is uniform.
3000   MachineOperand *SBase = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::sbase);
3001   if (SBase && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SBase->getReg()))) {
3002       unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SBase->getReg(), MI, MRI);
3003       SBase->setReg(SGPR);
3004   }
3005 }
3006
3007 void SIInstrInfo::legalizeGenericOperand(MachineBasicBlock &InsertMBB,
3008                                          MachineBasicBlock::iterator I,
3009                                          const TargetRegisterClass *DstRC,
3010                                          MachineOperand &Op,
3011                                          MachineRegisterInfo &MRI,
3012                                          const DebugLoc &DL) const {
3013
3014   unsigned OpReg = Op.getReg();
3015   unsigned OpSubReg = Op.getSubReg();
3016
3017   const TargetRegisterClass *OpRC = RI.getSubClassWithSubReg(
3018       RI.getRegClassForReg(MRI, OpReg), OpSubReg);
3019
3020   // Check if operand is already the correct register class.
3021   if (DstRC == OpRC)
3022     return;
3023
3024   unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
3025   MachineInstr *Copy =
3026       BuildMI(InsertMBB, I, DL, get(AMDGPU::COPY), DstReg).add(Op);
3027
3028   Op.setReg(DstReg);
3029   Op.setSubReg(0);
3030
3031   MachineInstr *Def = MRI.getVRegDef(OpReg);
3032   if (!Def)
3033     return;
3034
3035   // Try to eliminate the copy if it is copying an immediate value.
3036   if (Def->isMoveImmediate())
3037     FoldImmediate(*Copy, *Def, OpReg, &MRI);
3038 }
3039
3040 void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr &MI) const {
3041   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
3042   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
3043
3044   // Legalize VOP2
3045   if (isVOP2(MI) || isVOPC(MI)) {
3046     legalizeOperandsVOP2(MRI, MI);
3047     return;
3048   }
3049
3050   // Legalize VOP3
3051   if (isVOP3(MI)) {
3052     legalizeOperandsVOP3(MRI, MI);
3053     return;
3054   }
3055
3056   // Legalize SMRD
3057   if (isSMRD(MI)) {
3058     legalizeOperandsSMRD(MRI, MI);
3059     return;
3060   }
3061
3062   // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
3063   // The register class of the operands much be the same type as the register
3064   // class of the output.
3065   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
3066     const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
3067     for (unsigned i = 1, e = MI.getNumOperands(); i != e; i += 2) {
3068       if (!MI.getOperand(i).isReg() ||
3069           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI.getOperand(i).getReg()))
3070         continue;
3071       const TargetRegisterClass *OpRC =
3072           MRI.getRegClass(MI.getOperand(i).getReg());
3073       if (RI.hasVGPRs(OpRC)) {
3074         VRC = OpRC;
3075       } else {
3076         SRC = OpRC;
3077       }
3078     }
3079
3080     // If any of the operands are VGPR registers, then they all most be
3081     // otherwise we will create illegal VGPR->SGPR copies when legalizing
3082     // them.
3083     if (VRC || !RI.isSGPRClass(getOpRegClass(MI, 0))) {
3084       if (!VRC) {
3085         assert(SRC);
3086         VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(SRC);
3087       }
3088       RC = VRC;
3089     } else {
3090       RC = SRC;
3091     }
3092
3093     // Update all the operands so they have the same type.
3094     for (unsigned I = 1, E = MI.getNumOperands(); I != E; I += 2) {
3095       MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
3096       if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
3097         continue;
3098
3099       // MI is a PHI instruction.
3100       MachineBasicBlock *InsertBB = MI.getOperand(I + 1).getMBB();
3101       MachineBasicBlock::iterator Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
3102
3103       // Avoid creating no-op copies with the same src and dst reg class.  These
3104       // confuse some of the machine passes.
3105       legalizeGenericOperand(*InsertBB, Insert, RC, Op, MRI, MI.getDebugLoc());
3106     }
3107   }
3108
3109   // REG_SEQUENCE doesn't really require operand legalization, but if one has a
3110   // VGPR dest type and SGPR sources, insert copies so all operands are
3111   // VGPRs. This seems to help operand folding / the register coalescer.
3112   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
3113     MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
3114     const TargetRegisterClass *DstRC = getOpRegClass(MI, 0);
3115     if (RI.hasVGPRs(DstRC)) {
3116       // Update all the operands so they are VGPR register classes. These may
3117       // not be the same register class because REG_SEQUENCE supports mixing
3118       // subregister index types e.g. sub0_sub1 + sub2 + sub3
3119       for (unsigned I = 1, E = MI.getNumOperands(); I != E; I += 2) {
3120         MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
3121         if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
3122           continue;
3123
3124         const TargetRegisterClass *OpRC = MRI.getRegClass(Op.getReg());
3125         const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(OpRC);
3126         if (VRC == OpRC)
3127           continue;
3128
3129         legalizeGenericOperand(*MBB, MI, VRC, Op, MRI, MI.getDebugLoc());
3130         Op.setIsKill();
3131       }
3132     }
3133
3134     return;
3135   }
3136
3137   // Legalize INSERT_SUBREG
3138   // src0 must have the same register class as dst
3139   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
3140     unsigned Dst = MI.getOperand(0).getReg();
3141     unsigned Src0 = MI.getOperand(1).getReg();
3142     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
3143     const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
3144     if (DstRC != Src0RC) {
3145       MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
3146       MachineOperand &Op = MI.getOperand(1);
3147       legalizeGenericOperand(*MBB, MI, DstRC, Op, MRI, MI.getDebugLoc());
3148     }
3149     return;
3150   }
3151
3152   // Legalize MIMG and MUBUF/MTBUF for shaders.
3153   //
3154   // Shaders only generate MUBUF/MTBUF instructions via intrinsics or via
3155   // scratch memory access. In both cases, the legalization never involves
3156   // conversion to the addr64 form.
3157   if (isMIMG(MI) ||
3158       (AMDGPU::isShader(MF.getFunction()->getCallingConv()) &&
3159        (isMUBUF(MI) || isMTBUF(MI)))) {
3160     MachineOperand *SRsrc = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
3161     if (SRsrc && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()))) {
3162       unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SRsrc->getReg(), MI, MRI);
3163       SRsrc->setReg(SGPR);
3164     }
3165
3166     MachineOperand *SSamp = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::ssamp);
3167     if (SSamp && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SSamp->getReg()))) {
3168       unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SSamp->getReg(), MI, MRI);
3169       SSamp->setReg(SGPR);
3170     }
3171     return;
3172   }
3173
3174   // Legalize MUBUF* instructions by converting to addr64 form.
3175   // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
3176   // may need to legalize them as above. This especially applies to the
3177   // buffer_load_format_* variants and variants with idxen (or bothen).
3178   int SRsrcIdx =
3179       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), AMDGPU::OpName::srsrc);
3180   if (SRsrcIdx != -1) {
3181     // We have an MUBUF instruction
3182     MachineOperand *SRsrc = &MI.getOperand(SRsrcIdx);
3183     unsigned SRsrcRC = get(MI.getOpcode()).OpInfo[SRsrcIdx].RegClass;
3184     if (RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()),
3185                                              RI.getRegClass(SRsrcRC))) {
3186       // The operands are legal.
3187       // FIXME: We may need to legalize operands besided srsrc.
3188       return;
3189     }
3190
3191     MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
3192
3193     // Extract the ptr from the resource descriptor.
3194     unsigned SRsrcPtr = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
3195       &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub0_sub1, &AMDGPU::VReg_64RegClass);
3196
3197     // Create an empty resource descriptor
3198     unsigned Zero64 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
3199     unsigned SRsrcFormatLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
3200     unsigned SRsrcFormatHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
3201     unsigned NewSRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
3202     uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
3203
3204     // Zero64 = 0
3205     BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B64), Zero64)
3206         .addImm(0);
3207
3208     // SRsrcFormatLo = RSRC_DATA_FORMAT{31-0}
3209     BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), SRsrcFormatLo)
3210         .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
3211
3212     // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
3213     BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), SRsrcFormatHi)
3214         .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
3215
3216     // NewSRsrc = {Zero64, SRsrcFormat}
3217     BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewSRsrc)
3218         .addReg(Zero64)
3219         .addImm(AMDGPU::sub0_sub1)
3220         .addReg(SRsrcFormatLo)
3221         .addImm(AMDGPU::sub2)
3222         .addReg(SRsrcFormatHi)
3223         .addImm(AMDGPU::sub3);
3224
3225     MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
3226     unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
3227     if (VAddr) {
3228       // This is already an ADDR64 instruction so we need to add the pointer
3229       // extracted from the resource descriptor to the current value of VAddr.
3230       unsigned NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3231       unsigned NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3232
3233       // NewVaddrLo = SRsrcPtr:sub0 + VAddr:sub0
3234       DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
3235       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), NewVAddrLo)
3236         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
3237         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
3238
3239       // NewVaddrHi = SRsrcPtr:sub1 + VAddr:sub1
3240       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e32), NewVAddrHi)
3241         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
3242         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1);
3243
3244       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
3245       BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
3246           .addReg(NewVAddrLo)
3247           .addImm(AMDGPU::sub0)
3248           .addReg(NewVAddrHi)
3249           .addImm(AMDGPU::sub1);
3250     } else {
3251       // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
3252       // ADDR64.
3253       assert(MBB.getParent()->getSubtarget<SISubtarget>().getGeneration()
3254              < SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS &&
3255              "FIXME: Need to emit flat atomics here");
3256
3257       MachineOperand *VData = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdata);
3258       MachineOperand *Offset = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::offset);
3259       MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::soffset);
3260       unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI.getOpcode());
3261
3262       // Atomics rith return have have an additional tied operand and are
3263       // missing some of the special bits.
3264       MachineOperand *VDataIn = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdata_in);
3265       MachineInstr *Addr64;
3266
3267       if (!VDataIn) {
3268         // Regular buffer load / store.
3269         MachineInstrBuilder MIB =
3270             BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
3271                 .add(*VData)
3272                 .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
3273                 // This will be replaced later
3274                 // with the new value of vaddr.
3275                 .add(*SRsrc)
3276                 .add(*SOffset)
3277                 .add(*Offset);
3278
3279         // Atomics do not have this operand.
3280         if (const MachineOperand *GLC =
3281                 getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::glc)) {
3282           MIB.addImm(GLC->getImm());
3283         }
3284
3285         MIB.addImm(getNamedImmOperand(MI, AMDGPU::OpName::slc));
3286
3287         if (const MachineOperand *TFE =
3288                 getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::tfe)) {
3289           MIB.addImm(TFE->getImm());
3290         }
3291
3292         MIB.setMemRefs(MI.memoperands_begin(), MI.memoperands_end());
3293         Addr64 = MIB;
3294       } else {
3295         // Atomics with return.
3296         Addr64 = BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
3297                      .add(*VData)
3298                      .add(*VDataIn)
3299                      .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
3300                      // This will be replaced later
3301                      // with the new value of vaddr.
3302                      .add(*SRsrc)
3303                      .add(*SOffset)
3304                      .add(*Offset)
3305                      .addImm(getNamedImmOperand(MI, AMDGPU::OpName::slc))
3306                      .setMemRefs(MI.memoperands_begin(), MI.memoperands_end());
3307       }
3308
3309       MI.removeFromParent();
3310
3311       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
3312       BuildMI(MBB, Addr64, Addr64->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE),
3313               NewVAddr)
3314           .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
3315           .addImm(AMDGPU::sub0)
3316           .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
3317           .addImm(AMDGPU::sub1);
3318
3319       VAddr = getNamedOperand(*Addr64, AMDGPU::OpName::vaddr);
3320       SRsrc = getNamedOperand(*Addr64, AMDGPU::OpName::srsrc);
3321     }
3322
3323     // Update the instruction to use NewVaddr
3324     VAddr->setReg(NewVAddr);
3325     // Update the instruction to use NewSRsrc
3326     SRsrc->setReg(NewSRsrc);
3327   }
3328 }
3329
3330 void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
3331   SmallVector<MachineInstr *, 128> Worklist;
3332   Worklist.push_back(&TopInst);
3333
3334   while (!Worklist.empty()) {
3335     MachineInstr &Inst = *Worklist.pop_back_val();
3336     MachineBasicBlock *MBB = Inst.getParent();
3337     MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
3338
3339     unsigned Opcode = Inst.getOpcode();
3340     unsigned NewOpcode = getVALUOp(Inst);
3341
3342     // Handle some special cases
3343     switch (Opcode) {
3344     default:
3345       break;
3346     case AMDGPU::S_AND_B64:
3347       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_AND_B32_e64);
3348       Inst.eraseFromParent();
3349       continue;
3350
3351     case AMDGPU::S_OR_B64:
3352       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_OR_B32_e64);
3353       Inst.eraseFromParent();
3354       continue;
3355
3356     case AMDGPU::S_XOR_B64:
3357       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_XOR_B32_e64);
3358       Inst.eraseFromParent();
3359       continue;
3360
3361     case AMDGPU::S_NOT_B64:
3362       splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_NOT_B32_e32);
3363       Inst.eraseFromParent();
3364       continue;
3365
3366     case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
3367       splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
3368       Inst.eraseFromParent();
3369       continue;
3370
3371     case AMDGPU::S_BFE_I64: {
3372       splitScalar64BitBFE(Worklist, Inst);
3373       Inst.eraseFromParent();
3374       continue;
3375     }
3376
3377     case AMDGPU::S_LSHL_B32:
3378       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
3379         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e64;
3380         swapOperands(Inst);
3381       }
3382       break;
3383     case AMDGPU::S_ASHR_I32:
3384       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
3385         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64;
3386         swapOperands(Inst);
3387       }
3388       break;
3389     case AMDGPU::S_LSHR_B32:
3390       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
3391         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64;
3392         swapOperands(Inst);
3393       }
3394       break;
3395     case AMDGPU::S_LSHL_B64:
3396       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
3397         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B64;
3398         swapOperands(Inst);
3399       }
3400       break;
3401     case AMDGPU::S_ASHR_I64:
3402       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
3403         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I64;
3404         swapOperands(Inst);
3405       }
3406       break;
3407     case AMDGPU::S_LSHR_B64:
3408       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
3409         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B64;
3410         swapOperands(Inst);
3411       }
3412       break;
3413
3414     case AMDGPU::S_ABS_I32:
3415       lowerScalarAbs(Worklist, Inst);
3416       Inst.eraseFromParent();
3417       continue;
3418
3419     case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0:
3420     case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1:
3421       // Clear unused bits of vcc
3422       BuildMI(*MBB, Inst, Inst.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_AND_B64),
3423               AMDGPU::VCC)
3424           .addReg(AMDGPU::EXEC)
3425           .addReg(AMDGPU::VCC);
3426       break;
3427
3428     case AMDGPU::S_BFE_U64:
3429     case AMDGPU::S_BFM_B64:
3430       llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
3431
3432     case AMDGPU::S_PACK_LL_B32_B16:
3433     case AMDGPU::S_PACK_LH_B32_B16:
3434     case AMDGPU::S_PACK_HH_B32_B16: {
3435       movePackToVALU(Worklist, MRI, Inst);
3436       Inst.eraseFromParent();
3437       continue;
3438     }
3439     }
3440
3441     if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
3442       // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
3443       // legalize its operands instead.
3444       legalizeOperands(Inst);
3445       continue;
3446     }
3447
3448     // Use the new VALU Opcode.
3449     const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpcode);
3450     Inst.setDesc(NewDesc);
3451
3452     // Remove any references to SCC. Vector instructions can't read from it, and
3453     // We're just about to add the implicit use / defs of VCC, and we don't want
3454     // both.
3455     for (unsigned i = Inst.getNumOperands() - 1; i > 0; --i) {
3456       MachineOperand &Op = Inst.getOperand(i);
3457       if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC) {
3458         Inst.RemoveOperand(i);
3459         addSCCDefUsersToVALUWorklist(Inst, Worklist);
3460       }
3461     }
3462
3463     if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
3464       // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
3465       // operands for the size and offset.
3466       unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
3467       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
3468       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
3469
3470     } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
3471       // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
3472       // extra 0 operand.
3473       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
3474     }
3475
3476     Inst.addImplicitDefUseOperands(*Inst.getParent()->getParent());
3477
3478     if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
3479       const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst.getOperand(2);
3480       // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
3481       // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
3482       assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
3483              "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
3484       uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
3485
3486       uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
3487       uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
3488       Inst.RemoveOperand(2);                     // Remove old immediate.
3489       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
3490       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
3491     }
3492
3493     bool HasDst = Inst.getOperand(0).isReg() && Inst.getOperand(0).isDef();
3494     unsigned NewDstReg = AMDGPU::NoRegister;
3495     if (HasDst) {
3496       unsigned DstReg = Inst.getOperand(0).getReg();
3497       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
3498         continue;
3499
3500       // Update the destination register class.
3501       const TargetRegisterClass *NewDstRC = getDestEquivalentVGPRClass(Inst);
3502       if (!NewDstRC)
3503         continue;
3504
3505       if (Inst.isCopy() &&
3506           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Inst.getOperand(1).getReg()) &&
3507           NewDstRC == RI.getRegClassForReg(MRI, Inst.getOperand(1).getReg())) {
3508         // Instead of creating a copy where src and dst are the same register
3509         // class, we just replace all uses of dst with src.  These kinds of
3510         // copies interfere with the heuristics MachineSink uses to decide
3511         // whether or not to split a critical edge.  Since the pass assumes
3512         // that copies will end up as machine instructions and not be
3513         // eliminated.
3514         addUsersToMoveToVALUWorklist(DstReg, MRI, Worklist);
3515         MRI.replaceRegWith(DstReg, Inst.getOperand(1).getReg());
3516         MRI.clearKillFlags(Inst.getOperand(1).getReg());
3517         Inst.getOperand(0).setReg(DstReg);
3518         continue;
3519       }
3520
3521       NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
3522       MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
3523     }
3524
3525     // Legalize the operands
3526     legalizeOperands(Inst);
3527
3528     if (HasDst)
3529      addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
3530   }
3531 }
3532
3533 void SIInstrInfo::lowerScalarAbs(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
3534                                  MachineInstr &Inst) const {
3535   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
3536   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
3537   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
3538   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
3539
3540   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
3541   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
3542   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3543   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3544
3545   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_SUB_I32_e32), TmpReg)
3546     .addImm(0)
3547     .addReg(Src.getReg());
3548
3549   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_MAX_I32_e64), ResultReg)
3550     .addReg(Src.getReg())
3551     .addReg(TmpReg);
3552
3553   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
3554   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
3555 }
3556
3557 void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
3558     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist, MachineInstr &Inst,
3559     unsigned Opcode) const {
3560   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
3561   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
3562
3563   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
3564   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
3565   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
3566
3567   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
3568
3569   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
3570   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
3571     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
3572     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
3573
3574   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
3575
3576   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
3577                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
3578
3579   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
3580   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
3581   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
3582
3583   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
3584   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0).add(SrcReg0Sub0);
3585
3586   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
3587                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
3588
3589   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
3590   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1).add(SrcReg0Sub1);
3591
3592   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
3593   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
3594     .addReg(DestSub0)
3595     .addImm(AMDGPU::sub0)
3596     .addReg(DestSub1)
3597     .addImm(AMDGPU::sub1);
3598
3599   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
3600
3601   // We don't need to legalizeOperands here because for a single operand, src0
3602   // will support any kind of input.
3603
3604   // Move all users of this moved value.
3605   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
3606 }
3607
3608 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
3609     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist, MachineInstr &Inst,
3610     unsigned Opcode) const {
3611   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
3612   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
3613
3614   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
3615   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
3616   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
3617   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
3618
3619   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
3620
3621   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
3622   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
3623     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
3624     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
3625
3626   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
3627   const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
3628     MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
3629     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
3630
3631   const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
3632
3633   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
3634                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
3635   MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
3636                                                        AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
3637
3638   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
3639   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
3640   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
3641
3642   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
3643   MachineInstr &LoHalf = *BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
3644                               .add(SrcReg0Sub0)
3645                               .add(SrcReg1Sub0);
3646
3647   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
3648                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
3649   MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
3650                                                        AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
3651
3652   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
3653   MachineInstr &HiHalf = *BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
3654                               .add(SrcReg0Sub1)
3655                               .add(SrcReg1Sub1);
3656
3657   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
3658   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
3659     .addReg(DestSub0)
3660     .addImm(AMDGPU::sub0)
3661     .addReg(DestSub1)
3662     .addImm(AMDGPU::sub1);
3663
3664   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
3665
3666   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
3667   // valid.
3668   legalizeOperands(LoHalf);
3669   legalizeOperands(HiHalf);
3670
3671   // Move all users of this moved vlaue.
3672   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
3673 }
3674
3675 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(
3676     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist, MachineInstr &Inst) const {
3677   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
3678   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
3679
3680   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
3681   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
3682
3683   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
3684   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
3685
3686   const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64);
3687   const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
3688     MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
3689     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
3690
3691   unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3692   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3693
3694   const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
3695
3696   MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
3697                                                       AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
3698   MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
3699                                                       AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
3700
3701   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg).add(SrcRegSub0).addImm(0);
3702
3703   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg).add(SrcRegSub1).addReg(MidReg);
3704
3705   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
3706
3707   // We don't need to legalize operands here. src0 for etiher instruction can be
3708   // an SGPR, and the second input is unused or determined here.
3709   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
3710 }
3711
3712 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBFE(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
3713                                       MachineInstr &Inst) const {
3714   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
3715   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
3716   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
3717   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
3718
3719   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
3720   uint32_t Imm = Inst.getOperand(2).getImm();
3721   uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
3722   uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
3723
3724   (void) Offset;
3725
3726   // Only sext_inreg cases handled.
3727   assert(Inst.getOpcode() == AMDGPU::S_BFE_I64 && BitWidth <= 32 &&
3728          Offset == 0 && "Not implemented");
3729
3730   if (BitWidth < 32) {
3731     unsigned MidRegLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3732     unsigned MidRegHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3733     unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
3734
3735     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_BFE_I32), MidRegLo)
3736         .addReg(Inst.getOperand(1).getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
3737         .addImm(0)
3738         .addImm(BitWidth);
3739
3740     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e32), MidRegHi)
3741       .addImm(31)
3742       .addReg(MidRegLo);
3743
3744     BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
3745       .addReg(MidRegLo)
3746       .addImm(AMDGPU::sub0)
3747       .addReg(MidRegHi)
3748       .addImm(AMDGPU::sub1);
3749
3750     MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
3751     addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
3752     return;
3753   }
3754
3755   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
3756   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3757   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
3758
3759   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64), TmpReg)
3760     .addImm(31)
3761     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
3762
3763   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
3764     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
3765     .addImm(AMDGPU::sub0)
3766     .addReg(TmpReg)
3767     .addImm(AMDGPU::sub1);
3768
3769   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
3770   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
3771 }
3772
3773 void SIInstrInfo::addUsersToMoveToVALUWorklist(
3774   unsigned DstReg,
3775   MachineRegisterInfo &MRI,
3776   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
3777   for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(DstReg),
3778          E = MRI.use_end(); I != E;) {
3779     MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
3780     if (!canReadVGPR(UseMI, I.getOperandNo())) {
3781       Worklist.push_back(&UseMI);
3782
3783       do {
3784         ++I;
3785       } while (I != E && I->getParent() == &UseMI);
3786     } else {
3787       ++I;
3788     }
3789   }
3790 }
3791
3792 void SIInstrInfo::movePackToVALU(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
3793                                  MachineRegisterInfo &MRI,
3794                                  MachineInstr &Inst) const {
3795   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3796   MachineBasicBlock *MBB = Inst.getParent();
3797   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
3798   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
3799   const DebugLoc &DL = Inst.getDebugLoc();
3800
3801   switch (Inst.getOpcode()) {
3802   case AMDGPU::S_PACK_LL_B32_B16: {
3803     unsigned ImmReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3804     unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3805
3806     // FIXME: Can do a lot better if we know the high bits of src0 or src1 are
3807     // 0.
3808     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), ImmReg)
3809       .addImm(0xffff);
3810
3811     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_AND_B32_e64), TmpReg)
3812       .addReg(ImmReg, RegState::Kill)
3813       .add(Src0);
3814
3815     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_LSHL_OR_B32), ResultReg)
3816       .add(Src1)
3817       .addImm(16)
3818       .addReg(TmpReg, RegState::Kill);
3819     break;
3820   }
3821   case AMDGPU::S_PACK_LH_B32_B16: {
3822     unsigned ImmReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3823     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), ImmReg)
3824       .addImm(0xffff);
3825     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_BFI_B32), ResultReg)
3826       .addReg(ImmReg, RegState::Kill)
3827       .add(Src0)
3828       .add(Src1);
3829     break;
3830   }
3831   case AMDGPU::S_PACK_HH_B32_B16: {
3832     unsigned ImmReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3833     unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
3834     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64), TmpReg)
3835       .addImm(16)
3836       .add(Src0);
3837     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), ImmReg)
3838       .addImm(0xffff0000);
3839     BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(AMDGPU::V_AND_OR_B32), ResultReg)
3840       .add(Src1)
3841       .addReg(ImmReg, RegState::Kill)
3842       .addReg(TmpReg, RegState::Kill);
3843     break;
3844   }
3845   default:
3846     llvm_unreachable("unhandled s_pack_* instruction");
3847   }
3848
3849   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
3850   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
3851   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
3852 }
3853
3854 void SIInstrInfo::addSCCDefUsersToVALUWorklist(
3855     MachineInstr &SCCDefInst, SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
3856   // This assumes that all the users of SCC are in the same block
3857   // as the SCC def.
3858   for (MachineInstr &MI :
3859        llvm::make_range(MachineBasicBlock::iterator(SCCDefInst),
3860                         SCCDefInst.getParent()->end())) {
3861     // Exit if we find another SCC def.
3862     if (MI.findRegisterDefOperandIdx(AMDGPU::SCC) != -1)
3863       return;
3864
3865     if (MI.findRegisterUseOperandIdx(AMDGPU::SCC) != -1)
3866       Worklist.push_back(&MI);
3867   }
3868 }
3869
3870 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getDestEquivalentVGPRClass(
3871   const MachineInstr &Inst) const {
3872   const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(Inst, 0);
3873
3874   switch (Inst.getOpcode()) {
3875   // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual register
3876   // class associated with the operand, so we need to find an equivalent VGPR
3877   // register class in order to move the instruction to the VALU.
3878   case AMDGPU::COPY:
3879   case AMDGPU::PHI:
3880   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
3881   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
3882     if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
3883       return nullptr;
3884
3885     NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
3886     if (!NewDstRC)
3887       return nullptr;
3888     return NewDstRC;
3889   default:
3890     return NewDstRC;
3891   }
3892 }
3893
3894 // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
3895 unsigned SIInstrInfo::findUsedSGPR(const MachineInstr &MI,
3896                                    int OpIndices[3]) const {
3897   const MCInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
3898
3899   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
3900   //
3901   // First we need to consider the instruction's operand requirements before
3902   // legalizing. Some operands are required to be SGPRs, such as implicit uses
3903   // of VCC, but we are still bound by the constant bus requirement to only use
3904   // one.
3905   //
3906   // If the operand's class is an SGPR, we can never move it.
3907
3908   unsigned SGPRReg = findImplicitSGPRRead(MI);
3909   if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister)
3910     return SGPRReg;
3911
3912   unsigned UsedSGPRs[3] = { AMDGPU::NoRegister };
3913   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
3914
3915   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
3916     int Idx = OpIndices[i];
3917     if (Idx == -1)
3918       break;
3919
3920     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(Idx);
3921     if (!MO.isReg())
3922       continue;
3923
3924     // Is this operand statically required to be an SGPR based on the operand
3925     // constraints?
3926     const TargetRegisterClass *OpRC = RI.getRegClass(Desc.OpInfo[Idx].RegClass);
3927     bool IsRequiredSGPR = RI.isSGPRClass(OpRC);
3928     if (IsRequiredSGPR)
3929       return MO.getReg();
3930
3931     // If this could be a VGPR or an SGPR, Check the dynamic register class.
3932     unsigned Reg = MO.getReg();
3933     const TargetRegisterClass *RegRC = MRI.getRegClass(Reg);
3934     if (RI.isSGPRClass(RegRC))
3935       UsedSGPRs[i] = Reg;
3936   }
3937
3938   // We don't have a required SGPR operand, so we have a bit more freedom in
3939   // selecting operands to move.
3940
3941   // Try to select the most used SGPR. If an SGPR is equal to one of the
3942   // others, we choose that.
3943   //
3944   // e.g.
3945   // V_FMA_F32 v0, s0, s0, s0 -> No moves
3946   // V_FMA_F32 v0, s0, s1, s0 -> Move s1
3947
3948   // TODO: If some of the operands are 64-bit SGPRs and some 32, we should
3949   // prefer those.
3950
3951   if (UsedSGPRs[0] != AMDGPU::NoRegister) {
3952     if (UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[1] || UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[2])
3953       SGPRReg = UsedSGPRs[0];
3954   }
3955
3956   if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister && UsedSGPRs[1] != AMDGPU::NoRegister) {
3957     if (UsedSGPRs[1] == UsedSGPRs[2])
3958       SGPRReg = UsedSGPRs[1];
3959   }
3960
3961   return SGPRReg;
3962 }
3963
3964 MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(MachineInstr &MI,
3965                                              unsigned OperandName) const {
3966   int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
3967   if (Idx == -1)
3968     return nullptr;
3969
3970   return &MI.getOperand(Idx);
3971 }
3972
3973 uint64_t SIInstrInfo::getDefaultRsrcDataFormat() const {
3974   uint64_t RsrcDataFormat = AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
3975   if (ST.isAmdHsaOS()) {
3976     // Set ATC = 1. GFX9 doesn't have this bit.
3977     if (ST.getGeneration() <= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
3978       RsrcDataFormat |= (1ULL << 56);
3979
3980     // Set MTYPE = 2 (MTYPE_UC = uncached). GFX9 doesn't have this.
3981     // BTW, it disables TC L2 and therefore decreases performance.
3982     if (ST.getGeneration() == SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
3983       RsrcDataFormat |= (2ULL << 59);
3984   }
3985
3986   return RsrcDataFormat;
3987 }
3988
3989 uint64_t SIInstrInfo::getScratchRsrcWords23() const {
3990   uint64_t Rsrc23 = getDefaultRsrcDataFormat() |
3991                     AMDGPU::RSRC_TID_ENABLE |
3992                     0xffffffff; // Size;
3993
3994   // GFX9 doesn't have ELEMENT_SIZE.
3995   if (ST.getGeneration() <= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
3996     uint64_t EltSizeValue = Log2_32(ST.getMaxPrivateElementSize()) - 1;
3997     Rsrc23 |= EltSizeValue << AMDGPU::RSRC_ELEMENT_SIZE_SHIFT;
3998   }
3999
4000   // IndexStride = 64.
4001   Rsrc23 |= UINT64_C(3) << AMDGPU::RSRC_INDEX_STRIDE_SHIFT;
4002
4003   // If TID_ENABLE is set, DATA_FORMAT specifies stride bits [14:17].
4004   // Clear them unless we want a huge stride.
4005   if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
4006     Rsrc23 &= ~AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
4007
4008   return Rsrc23;
4009 }
4010
4011 bool SIInstrInfo::isLowLatencyInstruction(const MachineInstr &MI) const {
4012   unsigned Opc = MI.getOpcode();
4013
4014   return isSMRD(Opc);
4015 }
4016
4017 bool SIInstrInfo::isHighLatencyInstruction(const MachineInstr &MI) const {
4018   unsigned Opc = MI.getOpcode();
4019
4020   return isMUBUF(Opc) || isMTBUF(Opc) || isMIMG(Opc);
4021 }
4022
4023 unsigned SIInstrInfo::isStackAccess(const MachineInstr &MI,
4024                                     int &FrameIndex) const {
4025   const MachineOperand *Addr = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
4026   if (!Addr || !Addr->isFI())
4027     return AMDGPU::NoRegister;
4028
4029   assert(!MI.memoperands_empty() &&
4030          (*MI.memoperands_begin())->getAddrSpace() == AMDGPUASI.PRIVATE_ADDRESS);
4031
4032   FrameIndex = Addr->getIndex();
4033   return getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdata)->getReg();
4034 }
4035
4036 unsigned SIInstrInfo::isSGPRStackAccess(const MachineInstr &MI,
4037                                         int &FrameIndex) const {
4038   const MachineOperand *Addr = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::addr);
4039   assert(Addr && Addr->isFI());
4040   FrameIndex = Addr->getIndex();
4041   return getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::data)->getReg();
4042 }
4043
4044 unsigned SIInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr &MI,
4045                                           int &FrameIndex) const {
4046
4047   if (!MI.mayLoad())
4048     return AMDGPU::NoRegister;
4049
4050   if (isMUBUF(MI) || isVGPRSpill(MI))
4051     return isStackAccess(MI, FrameIndex);
4052
4053   if (isSGPRSpill(MI))
4054     return isSGPRStackAccess(MI, FrameIndex);
4055
4056   return AMDGPU::NoRegister;
4057 }
4058
4059 unsigned SIInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr &MI,
4060                                          int &FrameIndex) const {
4061   if (!MI.mayStore())
4062     return AMDGPU::NoRegister;
4063
4064   if (isMUBUF(MI) || isVGPRSpill(MI))
4065     return isStackAccess(MI, FrameIndex);
4066
4067   if (isSGPRSpill(MI))
4068     return isSGPRStackAccess(MI, FrameIndex);
4069
4070   return AMDGPU::NoRegister;
4071 }
4072
4073 unsigned SIInstrInfo::getInstSizeInBytes(const MachineInstr &MI) const {
4074   unsigned Opc = MI.getOpcode();
4075   const MCInstrDesc &Desc = getMCOpcodeFromPseudo(Opc);
4076   unsigned DescSize = Desc.getSize();
4077
4078   // If we have a definitive size, we can use it. Otherwise we need to inspect
4079   // the operands to know the size.
4080   //
4081   // FIXME: Instructions that have a base 32-bit encoding report their size as
4082   // 4, even though they are really 8 bytes if they have a literal operand.
4083   if (DescSize != 0 && DescSize != 4)
4084     return DescSize;
4085
4086   // 4-byte instructions may have a 32-bit literal encoded after them. Check
4087   // operands that coud ever be literals.
4088   if (isVALU(MI) || isSALU(MI)) {
4089     if (isFixedSize(MI))
4090       return DescSize;
4091
4092     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
4093     if (Src0Idx == -1)
4094       return 4; // No operands.
4095
4096     if (isLiteralConstantLike(MI.getOperand(Src0Idx), Desc.OpInfo[Src0Idx]))
4097       return 8;
4098
4099     int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
4100     if (Src1Idx == -1)
4101       return 4;
4102
4103     if (isLiteralConstantLike(MI.getOperand(Src1Idx), Desc.OpInfo[Src1Idx]))
4104       return 8;
4105
4106     return 4;
4107   }
4108
4109   if (DescSize == 4)
4110     return 4;
4111
4112   switch (Opc) {
4113   case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
4114   case TargetOpcode::KILL:
4115   case TargetOpcode::DBG_VALUE:
4116   case TargetOpcode::BUNDLE:
4117   case TargetOpcode::EH_LABEL:
4118     return 0;
4119   case TargetOpcode::INLINEASM: {
4120     const MachineFunction *MF = MI.getParent()->getParent();
4121     const char *AsmStr = MI.getOperand(0).getSymbolName();
4122     return getInlineAsmLength(AsmStr, *MF->getTarget().getMCAsmInfo());
4123   }
4124   default:
4125     llvm_unreachable("unable to find instruction size");
4126   }
4127 }
4128
4129 bool SIInstrInfo::mayAccessFlatAddressSpace(const MachineInstr &MI) const {
4130   if (!isFLAT(MI))
4131     return false;
4132
4133   if (MI.memoperands_empty())
4134     return true;
4135
4136   for (const MachineMemOperand *MMO : MI.memoperands()) {
4137     if (MMO->getAddrSpace() == AMDGPUASI.FLAT_ADDRESS)
4138       return true;
4139   }
4140   return false;
4141 }
4142
4143 bool SIInstrInfo::isNonUniformBranchInstr(MachineInstr &Branch) const {
4144   return Branch.getOpcode() == AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO;
4145 }
4146
4147 void SIInstrInfo::convertNonUniformIfRegion(MachineBasicBlock *IfEntry,
4148                                             MachineBasicBlock *IfEnd) const {
4149   MachineBasicBlock::iterator TI = IfEntry->getFirstTerminator();
4150   assert(TI != IfEntry->end());
4151
4152   MachineInstr *Branch = &(*TI);
4153   MachineFunction *MF = IfEntry->getParent();
4154   MachineRegisterInfo &MRI = IfEntry->getParent()->getRegInfo();
4155
4156   if (Branch->getOpcode() == AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO) {
4157     unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
4158     MachineInstr *SIIF =
4159         BuildMI(*MF, Branch->getDebugLoc(), get(AMDGPU::SI_IF), DstReg)
4160             .add(Branch->getOperand(0))
4161             .add(Branch->getOperand(1));
4162     MachineInstr *SIEND =
4163         BuildMI(*MF, Branch->getDebugLoc(), get(AMDGPU::SI_END_CF))
4164             .addReg(DstReg);
4165
4166     IfEntry->erase(TI);
4167     IfEntry->insert(IfEntry->end(), SIIF);
4168     IfEnd->insert(IfEnd->getFirstNonPHI(), SIEND);
4169   }
4170 }
4171
4172 void SIInstrInfo::convertNonUniformLoopRegion(
4173     MachineBasicBlock *LoopEntry, MachineBasicBlock *LoopEnd) const {
4174   MachineBasicBlock::iterator TI = LoopEnd->getFirstTerminator();
4175   // We expect 2 terminators, one conditional and one unconditional.
4176   assert(TI != LoopEnd->end());
4177
4178   MachineInstr *Branch = &(*TI);
4179   MachineFunction *MF = LoopEnd->getParent();
4180   MachineRegisterInfo &MRI = LoopEnd->getParent()->getRegInfo();
4181
4182   if (Branch->getOpcode() == AMDGPU::SI_NON_UNIFORM_BRCOND_PSEUDO) {
4183
4184     unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
4185     unsigned BackEdgeReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
4186     MachineInstrBuilder HeaderPHIBuilder =
4187         BuildMI(*(MF), Branch->getDebugLoc(), get(TargetOpcode::PHI), DstReg);
4188     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = LoopEntry->pred_begin(),
4189                                           E = LoopEntry->pred_end();
4190          PI != E; ++PI) {
4191       if (*PI == LoopEnd) {
4192         HeaderPHIBuilder.addReg(BackEdgeReg);
4193       } else {
4194         MachineBasicBlock *PMBB = *PI;
4195         unsigned ZeroReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
4196         materializeImmediate(*PMBB, PMBB->getFirstTerminator(), DebugLoc(),
4197                              ZeroReg, 0);
4198         HeaderPHIBuilder.addReg(ZeroReg);
4199       }
4200       HeaderPHIBuilder.addMBB(*PI);
4201     }
4202     MachineInstr *HeaderPhi = HeaderPHIBuilder;
4203     MachineInstr *SIIFBREAK = BuildMI(*(MF), Branch->getDebugLoc(),
4204                                       get(AMDGPU::SI_IF_BREAK), BackEdgeReg)
4205                                   .addReg(DstReg)
4206                                   .add(Branch->getOperand(0));
4207     MachineInstr *SILOOP =
4208         BuildMI(*(MF), Branch->getDebugLoc(), get(AMDGPU::SI_LOOP))
4209             .addReg(BackEdgeReg)
4210             .addMBB(LoopEntry);
4211
4212     LoopEntry->insert(LoopEntry->begin(), HeaderPhi);
4213     LoopEnd->erase(TI);
4214     LoopEnd->insert(LoopEnd->end(), SIIFBREAK);
4215     LoopEnd->insert(LoopEnd->end(), SILOOP);
4216   }
4217 }
4218
4219 ArrayRef<std::pair<int, const char *>>
4220 SIInstrInfo::getSerializableTargetIndices() const {
4221   static const std::pair<int, const char *> TargetIndices[] = {
4222       {AMDGPU::TI_CONSTDATA_START, "amdgpu-constdata-start"},
4223       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD0, "amdgpu-scratch-rsrc-dword0"},
4224       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD1, "amdgpu-scratch-rsrc-dword1"},
4225       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD2, "amdgpu-scratch-rsrc-dword2"},
4226       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD3, "amdgpu-scratch-rsrc-dword3"}};
4227   return makeArrayRef(TargetIndices);
4228 }
4229
4230 /// This is used by the post-RA scheduler (SchedulePostRAList.cpp).  The
4231 /// post-RA version of misched uses CreateTargetMIHazardRecognizer.
4232 ScheduleHazardRecognizer *
4233 SIInstrInfo::CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const InstrItineraryData *II,
4234                                             const ScheduleDAG *DAG) const {
4235   return new GCNHazardRecognizer(DAG->MF);
4236 }
4237
4238 /// This is the hazard recognizer used at -O0 by the PostRAHazardRecognizer
4239 /// pass.
4240 ScheduleHazardRecognizer *
4241 SIInstrInfo::CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const MachineFunction &MF) const {
4242   return new GCNHazardRecognizer(MF);
4243 }
4244
4245 bool SIInstrInfo::isBasicBlockPrologue(const MachineInstr &MI) const {
4246   return !MI.isTerminator() && MI.getOpcode() != AMDGPU::COPY &&
4247          MI.modifiesRegister(AMDGPU::EXEC, &RI);
4248 }
4249
4250 MachineInstrBuilder
4251 SIInstrInfo::getAddNoCarry(MachineBasicBlock &MBB,
4252                            MachineBasicBlock::iterator I,
4253                            const DebugLoc &DL,
4254                            unsigned DestReg) const {
4255   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
4256
4257   unsigned UnusedCarry = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
4258
4259   return BuildMI(MBB, I, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e64), DestReg)
4260            .addReg(UnusedCarry, RegState::Define | RegState::Dead);
4261 }