lib/Target/R600/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
  16 #include "SIInstrInfo.h"
  17 #include "AMDGPUTargetMachine.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/IR/Function.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  25 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27
  28 using namespace llvm;
  29
  30 SIInstrInfo::SIInstrInfo(const AMDGPUSubtarget &st)
  31     : AMDGPUInstrInfo(st), RI(st) {}
  32
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34 // TargetInstrInfo callbacks
  35 //===----------------------------------------------------------------------===//
  36
  37 static unsigned getNumOperandsNoGlue(SDNode *Node) {
  38   unsigned N = Node->getNumOperands();
  39   while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Glue)
  40     --N;
  41   return N;
  42 }
  43
  44 static SDValue findChainOperand(SDNode *Load) {
  45   SDValue LastOp = Load->getOperand(getNumOperandsNoGlue(Load) - 1);
  46   assert(LastOp.getValueType() == MVT::Other && "Chain missing from load node");
  47   return LastOp;
  48 }
  49
  50 /// \brief Returns true if both nodes have the same value for the given
  51 ///        operand \p Op, or if both nodes do not have this operand.
  52 static bool nodesHaveSameOperandValue(SDNode *N0, SDNode* N1, unsigned OpName) {
  53   unsigned Opc0 = N0->getMachineOpcode();
  54   unsigned Opc1 = N1->getMachineOpcode();
  55
  56   int Op0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, OpName);
  57   int Op1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, OpName);
  58
  59   if (Op0Idx == -1 && Op1Idx == -1)
  60     return true;
  61
  62
  63   if ((Op0Idx == -1 && Op1Idx != -1) ||
  64       (Op1Idx == -1 && Op0Idx != -1))
  65     return false;
  66
  67   // getNamedOperandIdx returns the index for the MachineInstr's operands,
  68   // which includes the result as the first operand. We are indexing into the
  69   // MachineSDNode's operands, so we need to skip the result operand to get
  70   // the real index.
  71   --Op0Idx;
  72   --Op1Idx;
  73
  74   return N0->getOperand(Op0Idx) == N1->getOperand(Op1Idx);
  75 }
  76
  77 bool SIInstrInfo::areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
  78                                           int64_t &Offset0,
  79                                           int64_t &Offset1) const {
  80   if (!Load0->isMachineOpcode() || !Load1->isMachineOpcode())
  81     return false;
  82
  83   unsigned Opc0 = Load0->getMachineOpcode();
  84   unsigned Opc1 = Load1->getMachineOpcode();
  85
  86   // Make sure both are actually loads.
  87   if (!get(Opc0).mayLoad() || !get(Opc1).mayLoad())
  88     return false;
  89
  90   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1)) {
  91
  92     // FIXME: Handle this case:
  93     if (getNumOperandsNoGlue(Load0) != getNumOperandsNoGlue(Load1))
  94       return false;
  95
  96     // Check base reg.
  97     if (Load0->getOperand(1) != Load1->getOperand(1))
  98       return false;
  99
 100     // Check chain.
 101     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 102       return false;
 103
 104     // Skip read2 / write2 variants for simplicity.
 105     // TODO: We should report true if the used offsets are adjacent (excluded
 106     // st64 versions).
 107     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::data1) != -1 ||
 108         AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::data1) != -1)
 109       return false;
 110
 111     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(2))->getZExtValue();
 112     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(2))->getZExtValue();
 113     return true;
 114   }
 115
 116   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1)) {
 117     assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
 118
 119     // Check base reg.
 120     if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
 121       return false;
 122
 123     // Check chain.
 124     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 125       return false;
 126
 127     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1))->getZExtValue();
 128     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1))->getZExtValue();
 129     return true;
 130   }
 131
 132   // MUBUF and MTBUF can access the same addresses.
 133   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))) {
 134
 135     // MUBUF and MTBUF have vaddr at different indices.
 136     if (!nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::soffset) ||
 137         findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1) ||
 138         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::vaddr) ||
 139         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::srsrc))
 140       return false;
 141
 142     int OffIdx0 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
 143     int OffIdx1 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
 144
 145     if (OffIdx0 == -1 || OffIdx1 == -1)
 146       return false;
 147
 148     // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
 149     // inlcude the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
 150     // subtract the index by one.
 151     --OffIdx0;
 152     --OffIdx1;
 153
 154     SDValue Off0 = Load0->getOperand(OffIdx0);
 155     SDValue Off1 = Load1->getOperand(OffIdx1);
 156
 157     // The offset might be a FrameIndexSDNode.
 158     if (!isa<ConstantSDNode>(Off0) || !isa<ConstantSDNode>(Off1))
 159       return false;
 160
 161     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Off0)->getZExtValue();
 162     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Off1)->getZExtValue();
 163     return true;
 164   }
 165
 166   return false;
 167 }
 168
 169 static bool isStride64(unsigned Opc) {
 170   switch (Opc) {
 171   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B32:
 172   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B64:
 173   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32:
 174   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64:
 175     return true;
 176   default:
 177     return false;
 178   }
 179 }
 180
 181 bool SIInstrInfo::getLdStBaseRegImmOfs(MachineInstr *LdSt,
 182                                        unsigned &BaseReg, unsigned &Offset,
 183                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 184   unsigned Opc = LdSt->getOpcode();
 185   if (isDS(Opc)) {
 186     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 187                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 188     if (OffsetImm) {
 189       // Normal, single offset LDS instruction.
 190       const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 191                                                       AMDGPU::OpName::addr);
 192
 193       BaseReg = AddrReg->getReg();
 194       Offset = OffsetImm->getImm();
 195       return true;
 196     }
 197
 198     // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
 199     // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
 200     // will use this for some partially aligned loads.
 201     const MachineOperand *Offset0Imm = getNamedOperand(*LdSt,
 202                                                        AMDGPU::OpName::offset0);
 203     const MachineOperand *Offset1Imm = getNamedOperand(*LdSt,
 204                                                        AMDGPU::OpName::offset1);
 205
 206     uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
 207     uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
 208     assert(Offset1 > Offset0);
 209
 210     if (Offset1 - Offset0 == 1) {
 211       // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
 212       // to bytes of the individual reads.
 213
 214       unsigned EltSize;
 215       if (LdSt->mayLoad())
 216         EltSize = getOpRegClass(*LdSt, 0)->getSize() / 2;
 217       else {
 218         assert(LdSt->mayStore());
 219         int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
 220         EltSize = getOpRegClass(*LdSt, Data0Idx)->getSize();
 221       }
 222
 223       if (isStride64(Opc))
 224         EltSize *= 64;
 225
 226       const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 227                                                       AMDGPU::OpName::addr);
 228       BaseReg = AddrReg->getReg();
 229       Offset = EltSize * Offset0;
 230       return true;
 231     }
 232
 233     return false;
 234   }
 235
 236   if (isMUBUF(Opc) || isMTBUF(Opc)) {
 237     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::soffset) != -1)
 238       return false;
 239
 240     const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 241                                                     AMDGPU::OpName::vaddr);
 242     if (!AddrReg)
 243       return false;
 244
 245     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 246                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 247     BaseReg = AddrReg->getReg();
 248     Offset = OffsetImm->getImm();
 249     return true;
 250   }
 251
 252   if (isSMRD(Opc)) {
 253     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 254                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 255     if (!OffsetImm)
 256       return false;
 257
 258     const MachineOperand *SBaseReg = getNamedOperand(*LdSt,
 259                                                      AMDGPU::OpName::sbase);
 260     BaseReg = SBaseReg->getReg();
 261     Offset = OffsetImm->getImm();
 262     return true;
 263   }
 264
 265   return false;
 266 }
 267
 268 bool SIInstrInfo::shouldClusterLoads(MachineInstr *FirstLdSt,
 269                                      MachineInstr *SecondLdSt,
 270                                      unsigned NumLoads) const {
 271   unsigned Opc0 = FirstLdSt->getOpcode();
 272   unsigned Opc1 = SecondLdSt->getOpcode();
 273
 274   // TODO: This needs finer tuning
 275   if (NumLoads > 4)
 276     return false;
 277
 278   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1))
 279     return true;
 280
 281   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1))
 282     return true;
 283
 284   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1)))
 285     return true;
 286
 287   return false;
 288 }
 289
 290 void
 291 SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 292                          MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
 293                          unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 294                          bool KillSrc) const {
 295
 296   // If we are trying to copy to or from SCC, there is a bug somewhere else in
 297   // the backend.  While it may be theoretically possible to do this, it should
 298   // never be necessary.
 299   assert(DestReg != AMDGPU::SCC && SrcReg != AMDGPU::SCC);
 300
 301   static const int16_t Sub0_15[] = {
 302     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 303     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
 304     AMDGPU::sub8, AMDGPU::sub9, AMDGPU::sub10, AMDGPU::sub11,
 305     AMDGPU::sub12, AMDGPU::sub13, AMDGPU::sub14, AMDGPU::sub15, 0
 306   };
 307
 308   static const int16_t Sub0_7[] = {
 309     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 310     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7, 0
 311   };
 312
 313   static const int16_t Sub0_3[] = {
 314     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3, 0
 315   };
 316
 317   static const int16_t Sub0_2[] = {
 318     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, 0
 319   };
 320
 321   static const int16_t Sub0_1[] = {
 322     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, 0
 323   };
 324
 325   unsigned Opcode;
 326   const int16_t *SubIndices;
 327
 328   if (AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(DestReg)) {
 329     assert(AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 330     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
 331             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 332     return;
 333
 334   } else if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
 335     if (DestReg == AMDGPU::VCC) {
 336       if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
 337         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), AMDGPU::VCC)
 338           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 339       } else {
 340         // FIXME: Hack until VReg_1 removed.
 341         assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
 342         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32), AMDGPU::VCC)
 343           .addImm(0)
 344           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 345       }
 346
 347       return;
 348     }
 349
 350     assert(AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
 351     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
 352             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 353     return;
 354
 355   } else if (AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
 356     assert(AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
 357     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 358     SubIndices = Sub0_3;
 359
 360   } else if (AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
 361     assert(AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
 362     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 363     SubIndices = Sub0_7;
 364
 365   } else if (AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
 366     assert(AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
 367     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 368     SubIndices = Sub0_15;
 369
 370   } else if (AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(DestReg)) {
 371     assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 372            AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 373     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
 374             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 375     return;
 376
 377   } else if (AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
 378     assert(AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(SrcReg) ||
 379            AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
 380     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 381     SubIndices = Sub0_1;
 382
 383   } else if (AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(DestReg)) {
 384     assert(AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(SrcReg));
 385     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 386     SubIndices = Sub0_2;
 387
 388   } else if (AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
 389     assert(AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(SrcReg) ||
 390            AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
 391     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 392     SubIndices = Sub0_3;
 393
 394   } else if (AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
 395     assert(AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(SrcReg) ||
 396            AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
 397     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 398     SubIndices = Sub0_7;
 399
 400   } else if (AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
 401     assert(AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(SrcReg) ||
 402            AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
 403     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 404     SubIndices = Sub0_15;
 405
 406   } else {
 407     llvm_unreachable("Can't copy register!");
 408   }
 409
 410   while (unsigned SubIdx = *SubIndices++) {
 411     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
 412       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, SubIdx));
 413
 414     Builder.addReg(RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx), getKillRegState(KillSrc));
 415
 416     if (*SubIndices)
 417       Builder.addReg(DestReg, RegState::Define | RegState::Implicit);
 418   }
 419 }
 420
 421 unsigned SIInstrInfo::commuteOpcode(unsigned Opcode) const {
 422   int NewOpc;
 423
 424   // Try to map original to commuted opcode
 425   NewOpc = AMDGPU::getCommuteRev(Opcode);
 426   // Check if the commuted (REV) opcode exists on the target.
 427   if (NewOpc != -1 && pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1)
 428     return NewOpc;
 429
 430   // Try to map commuted to original opcode
 431   NewOpc = AMDGPU::getCommuteOrig(Opcode);
 432   // Check if the original (non-REV) opcode exists on the target.
 433   if (NewOpc != -1 && pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1)
 434     return NewOpc;
 435
 436   return Opcode;
 437 }
 438
 439 unsigned SIInstrInfo::getMovOpcode(const TargetRegisterClass *DstRC) const {
 440
 441   if (DstRC->getSize() == 4) {
 442     return RI.isSGPRClass(DstRC) ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 443   } else if (DstRC->getSize() == 8 && RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 444     return AMDGPU::S_MOV_B64;
 445   } else if (DstRC->getSize() == 8 && !RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 446     return  AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO;
 447   }
 448   return AMDGPU::COPY;
 449 }
 450
 451 void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 452                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
 453                                       unsigned SrcReg, bool isKill,
 454                                       int FrameIndex,
 455                                       const TargetRegisterClass *RC,
 456                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 457   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 458   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 459   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 460   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 461   int Opcode = -1;
 462
 463   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 464     // We are only allowed to create one new instruction when spilling
 465     // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling
 466     // SGPRs.
 467     switch (RC->getSize() * 8) {
 468       case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;  break;
 469       case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;  break;
 470       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE; break;
 471       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE; break;
 472       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE; break;
 473     }
 474   } else if(RI.hasVGPRs(RC) && ST.isVGPRSpillingEnabled(MFI)) {
 475     MFI->setHasSpilledVGPRs();
 476
 477     switch(RC->getSize() * 8) {
 478       case 32: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V32_SAVE; break;
 479       case 64: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V64_SAVE; break;
 480       case 96: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V96_SAVE; break;
 481       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V128_SAVE; break;
 482       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V256_SAVE; break;
 483       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V512_SAVE; break;
 484     }
 485   }
 486
 487   if (Opcode != -1) {
 488     FrameInfo->setObjectAlignment(FrameIndex, 4);
 489     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
 490             .addReg(SrcReg)
 491             .addFrameIndex(FrameIndex)
 492             // Place-holder registers, these will be filled in by
 493             // SIPrepareScratchRegs.
 494             .addReg(AMDGPU::SGPR0_SGPR1_SGPR2_SGPR3, RegState::Undef)
 495             .addReg(AMDGPU::SGPR0, RegState::Undef);
 496   } else {
 497     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 498     Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Do not know how to"
 499                   " spill register");
 500     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::KILL))
 501             .addReg(SrcReg);
 502   }
 503 }
 504
 505 void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 506                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
 507                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
 508                                        const TargetRegisterClass *RC,
 509                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 510   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 511   const SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 512   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 513   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 514   int Opcode = -1;
 515
 516   if (RI.isSGPRClass(RC)){
 517     switch(RC->getSize() * 8) {
 518       case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE; break;
 519       case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;  break;
 520       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE; break;
 521       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE; break;
 522       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE; break;
 523     }
 524   } else if(RI.hasVGPRs(RC) && ST.isVGPRSpillingEnabled(MFI)) {
 525     switch(RC->getSize() * 8) {
 526       case 32: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V32_RESTORE; break;
 527       case 64: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V64_RESTORE; break;
 528       case 96: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V96_RESTORE; break;
 529       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V128_RESTORE; break;
 530       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V256_RESTORE; break;
 531       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V512_RESTORE; break;
 532     }
 533   }
 534
 535   if (Opcode != -1) {
 536     FrameInfo->setObjectAlignment(FrameIndex, 4);
 537     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
 538             .addFrameIndex(FrameIndex)
 539             // Place-holder registers, these will be filled in by
 540             // SIPrepareScratchRegs.
 541             .addReg(AMDGPU::SGPR0_SGPR1_SGPR2_SGPR3, RegState::Undef)
 542             .addReg(AMDGPU::SGPR0, RegState::Undef);
 543
 544   } else {
 545     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 546     Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot - Do not know how to"
 547                   " restore register");
 548     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::IMPLICIT_DEF), DestReg);
 549   }
 550 }
 551
 552 /// \param @Offset Offset in bytes of the FrameIndex being spilled
 553 unsigned SIInstrInfo::calculateLDSSpillAddress(MachineBasicBlock &MBB,
 554                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
 555                                                RegScavenger *RS, unsigned TmpReg,
 556                                                unsigned FrameOffset,
 557                                                unsigned Size) const {
 558   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 559   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 560   const AMDGPUSubtarget &ST = MF->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
 561   const SIRegisterInfo *TRI =
 562       static_cast<const SIRegisterInfo*>(ST.getRegisterInfo());
 563   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 564   unsigned WorkGroupSize = MFI->getMaximumWorkGroupSize(*MF);
 565   unsigned WavefrontSize = ST.getWavefrontSize();
 566
 567   unsigned TIDReg = MFI->getTIDReg();
 568   if (!MFI->hasCalculatedTID()) {
 569     MachineBasicBlock &Entry = MBB.getParent()->front();
 570     MachineBasicBlock::iterator Insert = Entry.front();
 571     DebugLoc DL = Insert->getDebugLoc();
 572
 573     TIDReg = RI.findUnusedRegister(MF->getRegInfo(), &AMDGPU::VGPR_32RegClass);
 574     if (TIDReg == AMDGPU::NoRegister)
 575       return TIDReg;
 576
 577
 578     if (MFI->getShaderType() == ShaderType::COMPUTE &&
 579         WorkGroupSize > WavefrontSize) {
 580
 581       unsigned TIDIGXReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_X);
 582       unsigned TIDIGYReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_Y);
 583       unsigned TIDIGZReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_Z);
 584       unsigned InputPtrReg =
 585           TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::INPUT_PTR);
 586       static const unsigned TIDIGRegs[3] = {
 587         TIDIGXReg, TIDIGYReg, TIDIGZReg
 588       };
 589       for (unsigned Reg : TIDIGRegs) {
 590         if (!Entry.isLiveIn(Reg))
 591           Entry.addLiveIn(Reg);
 592       }
 593
 594       RS->enterBasicBlock(&Entry);
 595       unsigned STmp0 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 596       unsigned STmp1 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 597       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp0)
 598               .addReg(InputPtrReg)
 599               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Z);
 600       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp1)
 601               .addReg(InputPtrReg)
 602               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Y);
 603
 604       // NGROUPS.X * NGROUPS.Y
 605       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_MUL_I32), STmp1)
 606               .addReg(STmp1)
 607               .addReg(STmp0);
 608       // (NGROUPS.X * NGROUPS.Y) * TIDIG.X
 609       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MUL_U32_U24_e32), TIDReg)
 610               .addReg(STmp1)
 611               .addReg(TIDIGXReg);
 612       // NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)
 613       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MAD_U32_U24), TIDReg)
 614               .addReg(STmp0)
 615               .addReg(TIDIGYReg)
 616               .addReg(TIDReg);
 617       // (NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)) + TIDIG.Z
 618       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TIDReg)
 619               .addReg(TIDReg)
 620               .addReg(TIDIGZReg);
 621     } else {
 622       // Get the wave id
 623       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_LO_U32_B32_e64),
 624               TIDReg)
 625               .addImm(-1)
 626               .addImm(0);
 627
 628       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_HI_U32_B32_e64),
 629               TIDReg)
 630               .addImm(-1)
 631               .addReg(TIDReg);
 632     }
 633
 634     BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e32),
 635             TIDReg)
 636             .addImm(2)
 637             .addReg(TIDReg);
 638     MFI->setTIDReg(TIDReg);
 639   }
 640
 641   // Add FrameIndex to LDS offset
 642   unsigned LDSOffset = MFI->LDSSize + (FrameOffset * WorkGroupSize);
 643   BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TmpReg)
 644           .addImm(LDSOffset)
 645           .addReg(TIDReg);
 646
 647   return TmpReg;
 648 }
 649
 650 void SIInstrInfo::insertNOPs(MachineBasicBlock::iterator MI,
 651                              int Count) const {
 652   while (Count > 0) {
 653     int Arg;
 654     if (Count >= 8)
 655       Arg = 7;
 656     else
 657       Arg = Count - 1;
 658     Count -= 8;
 659     BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_NOP))
 660             .addImm(Arg);
 661   }
 662 }
 663
 664 bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
 665   MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
 666   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 667   switch (MI->getOpcode()) {
 668   default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
 669
 670   case AMDGPU::SI_CONSTDATA_PTR: {
 671     unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
 672     unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
 673     unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
 674
 675     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg);
 676
 677     // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the constant data.
 678     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32), RegLo)
 679             .addReg(RegLo)
 680             .addTargetIndex(AMDGPU::TI_CONSTDATA_START)
 681             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit);
 682     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
 683             .addReg(RegHi)
 684             .addImm(0)
 685             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit)
 686             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Implicit);
 687     MI->eraseFromParent();
 688     break;
 689   }
 690   case AMDGPU::SGPR_USE:
 691     // This is just a placeholder for register allocation.
 692     MI->eraseFromParent();
 693     break;
 694
 695   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
 696     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
 697     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
 698     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
 699
 700     const MachineOperand &SrcOp = MI->getOperand(1);
 701     // FIXME: Will this work for 64-bit floating point immediates?
 702     assert(!SrcOp.isFPImm());
 703     if (SrcOp.isImm()) {
 704       APInt Imm(64, SrcOp.getImm());
 705       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
 706               .addImm(Imm.getLoBits(32).getZExtValue())
 707               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
 708       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
 709               .addImm(Imm.getHiBits(32).getZExtValue())
 710               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
 711     } else {
 712       assert(SrcOp.isReg());
 713       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
 714               .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub0))
 715               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
 716       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
 717               .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub1))
 718               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
 719     }
 720     MI->eraseFromParent();
 721     break;
 722   }
 723   }
 724   return true;
 725 }
 726
 727 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI,
 728                                               bool NewMI) const {
 729
 730   if (MI->getNumOperands() < 3)
 731     return nullptr;
 732
 733   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
 734                                            AMDGPU::OpName::src0);
 735   assert(Src0Idx != -1 && "Should always have src0 operand");
 736
 737   MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
 738   if (!Src0.isReg())
 739     return nullptr;
 740
 741   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
 742                                            AMDGPU::OpName::src1);
 743   if (Src1Idx == -1)
 744     return nullptr;
 745
 746   MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
 747
 748   // Make sure it's legal to commute operands for VOP2.
 749   if (isVOP2(MI->getOpcode()) &&
 750       (!isOperandLegal(MI, Src0Idx, &Src1) ||
 751        !isOperandLegal(MI, Src1Idx, &Src0))) {
 752     return nullptr;
 753   }
 754
 755   if (!Src1.isReg()) {
 756     // Allow commuting instructions with Imm operands.
 757     if (NewMI || !Src1.isImm() ||
 758        (!isVOP2(MI->getOpcode()) && !isVOP3(MI->getOpcode()))) {
 759       return nullptr;
 760     }
 761
 762     // Be sure to copy the source modifiers to the right place.
 763     if (MachineOperand *Src0Mods
 764           = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers)) {
 765       MachineOperand *Src1Mods
 766         = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
 767
 768       int Src0ModsVal = Src0Mods->getImm();
 769       if (!Src1Mods && Src0ModsVal != 0)
 770         return nullptr;
 771
 772       // XXX - This assert might be a lie. It might be useful to have a neg
 773       // modifier with 0.0.
 774       int Src1ModsVal = Src1Mods->getImm();
 775       assert((Src1ModsVal == 0) && "Not expecting modifiers with immediates");
 776
 777       Src1Mods->setImm(Src0ModsVal);
 778       Src0Mods->setImm(Src1ModsVal);
 779     }
 780
 781     unsigned Reg = Src0.getReg();
 782     unsigned SubReg = Src0.getSubReg();
 783     if (Src1.isImm())
 784       Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
 785     else
 786       llvm_unreachable("Should only have immediates");
 787
 788     Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
 789     Src1.setSubReg(SubReg);
 790   } else {
 791     MI = TargetInstrInfo::commuteInstruction(MI, NewMI);
 792   }
 793
 794   if (MI)
 795     MI->setDesc(get(commuteOpcode(MI->getOpcode())));
 796
 797   return MI;
 798 }
 799
 800 // This needs to be implemented because the source modifiers may be inserted
 801 // between the true commutable operands, and the base
 802 // TargetInstrInfo::commuteInstruction uses it.
 803 bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr *MI,
 804                                         unsigned &SrcOpIdx1,
 805                                         unsigned &SrcOpIdx2) const {
 806   const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
 807   if (!MCID.isCommutable())
 808     return false;
 809
 810   unsigned Opc = MI->getOpcode();
 811   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
 812   if (Src0Idx == -1)
 813     return false;
 814
 815   // FIXME: Workaround TargetInstrInfo::commuteInstruction asserting on
 816   // immediate.
 817   if (!MI->getOperand(Src0Idx).isReg())
 818     return false;
 819
 820   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
 821   if (Src1Idx == -1)
 822     return false;
 823
 824   if (!MI->getOperand(Src1Idx).isReg())
 825     return false;
 826
 827   // If any source modifiers are set, the generic instruction commuting won't
 828   // understand how to copy the source modifiers.
 829   if (hasModifiersSet(*MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
 830       hasModifiersSet(*MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers))
 831     return false;
 832
 833   SrcOpIdx1 = Src0Idx;
 834   SrcOpIdx2 = Src1Idx;
 835   return true;
 836 }
 837
 838 MachineInstr *SIInstrInfo::buildMovInstr(MachineBasicBlock *MBB,
 839                                          MachineBasicBlock::iterator I,
 840                                          unsigned DstReg,
 841                                          unsigned SrcReg) const {
 842   return BuildMI(*MBB, I, MBB->findDebugLoc(I), get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32),
 843                  DstReg) .addReg(SrcReg);
 844 }
 845
 846 bool SIInstrInfo::isMov(unsigned Opcode) const {
 847   switch(Opcode) {
 848   default: return false;
 849   case AMDGPU::S_MOV_B32:
 850   case AMDGPU::S_MOV_B64:
 851   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
 852   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
 853     return true;
 854   }
 855 }
 856
 857 bool
 858 SIInstrInfo::isSafeToMoveRegClassDefs(const TargetRegisterClass *RC) const {
 859   return RC != &AMDGPU::EXECRegRegClass;
 860 }
 861
 862 bool
 863 SIInstrInfo::isTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
 864                                          AliasAnalysis *AA) const {
 865   switch(MI->getOpcode()) {
 866   default: return AMDGPUInstrInfo::isTriviallyReMaterializable(MI, AA);
 867   case AMDGPU::S_MOV_B32:
 868   case AMDGPU::S_MOV_B64:
 869   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
 870     return MI->getOperand(1).isImm();
 871   }
 872 }
 873
 874 static bool offsetsDoNotOverlap(int WidthA, int OffsetA,
 875                                 int WidthB, int OffsetB) {
 876   int LowOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetA : OffsetB;
 877   int HighOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetB : OffsetA;
 878   int LowWidth = (LowOffset == OffsetA) ? WidthA : WidthB;
 879   return LowOffset + LowWidth <= HighOffset;
 880 }
 881
 882 bool SIInstrInfo::checkInstOffsetsDoNotOverlap(MachineInstr *MIa,
 883                                                MachineInstr *MIb) const {
 884   unsigned BaseReg0, Offset0;
 885   unsigned BaseReg1, Offset1;
 886
 887   if (getLdStBaseRegImmOfs(MIa, BaseReg0, Offset0, &RI) &&
 888       getLdStBaseRegImmOfs(MIb, BaseReg1, Offset1, &RI)) {
 889     assert(MIa->hasOneMemOperand() && MIb->hasOneMemOperand() &&
 890            "read2 / write2 not expected here yet");
 891     unsigned Width0 = (*MIa->memoperands_begin())->getSize();
 892     unsigned Width1 = (*MIb->memoperands_begin())->getSize();
 893     if (BaseReg0 == BaseReg1 &&
 894         offsetsDoNotOverlap(Width0, Offset0, Width1, Offset1)) {
 895       return true;
 896     }
 897   }
 898
 899   return false;
 900 }
 901
 902 bool SIInstrInfo::areMemAccessesTriviallyDisjoint(MachineInstr *MIa,
 903                                                   MachineInstr *MIb,
 904                                                   AliasAnalysis *AA) const {
 905   unsigned Opc0 = MIa->getOpcode();
 906   unsigned Opc1 = MIb->getOpcode();
 907
 908   assert(MIa && (MIa->mayLoad() || MIa->mayStore()) &&
 909          "MIa must load from or modify a memory location");
 910   assert(MIb && (MIb->mayLoad() || MIb->mayStore()) &&
 911          "MIb must load from or modify a memory location");
 912
 913   if (MIa->hasUnmodeledSideEffects() || MIb->hasUnmodeledSideEffects())
 914     return false;
 915
 916   // XXX - Can we relax this between address spaces?
 917   if (MIa->hasOrderedMemoryRef() || MIb->hasOrderedMemoryRef())
 918     return false;
 919
 920   // TODO: Should we check the address space from the MachineMemOperand? That
 921   // would allow us to distinguish objects we know don't alias based on the
 922   // underlying addres space, even if it was lowered to a different one,
 923   // e.g. private accesses lowered to use MUBUF instructions on a scratch
 924   // buffer.
 925   if (isDS(Opc0)) {
 926     if (isDS(Opc1))
 927       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
 928
 929     return !isFLAT(Opc1);
 930   }
 931
 932   if (isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) {
 933     if (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))
 934       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
 935
 936     return !isFLAT(Opc1) && !isSMRD(Opc1);
 937   }
 938
 939   if (isSMRD(Opc0)) {
 940     if (isSMRD(Opc1))
 941       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
 942
 943     return !isFLAT(Opc1) && !isMUBUF(Opc0) && !isMTBUF(Opc0);
 944   }
 945
 946   if (isFLAT(Opc0)) {
 947     if (isFLAT(Opc1))
 948       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
 949
 950     return false;
 951   }
 952
 953   return false;
 954 }
 955
 956 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
 957   int64_t SVal = Imm.getSExtValue();
 958   if (SVal >= -16 && SVal <= 64)
 959     return true;
 960
 961   if (Imm.getBitWidth() == 64) {
 962     uint64_t Val = Imm.getZExtValue();
 963     return (DoubleToBits(0.0) == Val) ||
 964            (DoubleToBits(1.0) == Val) ||
 965            (DoubleToBits(-1.0) == Val) ||
 966            (DoubleToBits(0.5) == Val) ||
 967            (DoubleToBits(-0.5) == Val) ||
 968            (DoubleToBits(2.0) == Val) ||
 969            (DoubleToBits(-2.0) == Val) ||
 970            (DoubleToBits(4.0) == Val) ||
 971            (DoubleToBits(-4.0) == Val);
 972   }
 973
 974   // The actual type of the operand does not seem to matter as long
 975   // as the bits match one of the inline immediate values.  For example:
 976   //
 977   // -nan has the hexadecimal encoding of 0xfffffffe which is -2 in decimal,
 978   // so it is a legal inline immediate.
 979   //
 980   // 1065353216 has the hexadecimal encoding 0x3f800000 which is 1.0f in
 981   // floating-point, so it is a legal inline immediate.
 982   uint32_t Val = Imm.getZExtValue();
 983
 984   return (FloatToBits(0.0f) == Val) ||
 985          (FloatToBits(1.0f) == Val) ||
 986          (FloatToBits(-1.0f) == Val) ||
 987          (FloatToBits(0.5f) == Val) ||
 988          (FloatToBits(-0.5f) == Val) ||
 989          (FloatToBits(2.0f) == Val) ||
 990          (FloatToBits(-2.0f) == Val) ||
 991          (FloatToBits(4.0f) == Val) ||
 992          (FloatToBits(-4.0f) == Val);
 993 }
 994
 995 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO,
 996                                    unsigned OpSize) const {
 997   if (MO.isImm()) {
 998     // MachineOperand provides no way to tell the true operand size, since it
 999     // only records a 64-bit value. We need to know the size to determine if a
1000     // 32-bit floating point immediate bit pattern is legal for an integer
1001     // immediate. It would be for any 32-bit integer operand, but would not be
1002     // for a 64-bit one.
1003
1004     unsigned BitSize = 8 * OpSize;
1005     return isInlineConstant(APInt(BitSize, MO.getImm(), true));
1006   }
1007
1008   return false;
1009 }
1010
1011 bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO,
1012                                     unsigned OpSize) const {
1013   return MO.isImm() && !isInlineConstant(MO, OpSize);
1014 }
1015
1016 static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
1017                              const MachineOperand &Op1) {
1018   if (Op0.getType() != Op1.getType())
1019     return false;
1020
1021   switch (Op0.getType()) {
1022   case MachineOperand::MO_Register:
1023     return Op0.getReg() == Op1.getReg();
1024   case MachineOperand::MO_Immediate:
1025     return Op0.getImm() == Op1.getImm();
1026   default:
1027     llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
1028   }
1029 }
1030
1031 bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
1032                                  const MachineOperand &MO) const {
1033   const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpNo];
1034
1035   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
1036
1037   if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
1038     return true;
1039
1040   if (OpInfo.RegClass < 0)
1041     return false;
1042
1043   unsigned OpSize = RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)->getSize();
1044   if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
1045     return RI.opCanUseLiteralConstant(OpInfo.OperandType);
1046
1047   return RI.opCanUseInlineConstant(OpInfo.OperandType);
1048 }
1049
1050 bool SIInstrInfo::canFoldOffset(unsigned OffsetSize, unsigned AS) const {
1051   switch (AS) {
1052   case AMDGPUAS::GLOBAL_ADDRESS: {
1053     // MUBUF instructions a 12-bit offset in bytes.
1054     return isUInt<12>(OffsetSize);
1055   }
1056   case AMDGPUAS::CONSTANT_ADDRESS: {
1057     // SMRD instructions have an 8-bit offset in dwords on SI and
1058     // a 20-bit offset in bytes on VI.
1059     if (RI.ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
1060       return isUInt<20>(OffsetSize);
1061     else
1062       return (OffsetSize % 4 == 0) && isUInt<8>(OffsetSize / 4);
1063   }
1064   case AMDGPUAS::LOCAL_ADDRESS:
1065   case AMDGPUAS::REGION_ADDRESS: {
1066     // The single offset versions have a 16-bit offset in bytes.
1067     return isUInt<16>(OffsetSize);
1068   }
1069   case AMDGPUAS::PRIVATE_ADDRESS:
1070     // Indirect register addressing does not use any offsets.
1071   default:
1072     return 0;
1073   }
1074 }
1075
1076 bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
1077   int Op32 = AMDGPU::getVOPe32(Opcode);
1078   if (Op32 == -1)
1079     return false;
1080
1081   return pseudoToMCOpcode(Op32) != -1;
1082 }
1083
1084 bool SIInstrInfo::hasModifiers(unsigned Opcode) const {
1085   // The src0_modifier operand is present on all instructions
1086   // that have modifiers.
1087
1088   return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
1089                                     AMDGPU::OpName::src0_modifiers) != -1;
1090 }
1091
1092 bool SIInstrInfo::hasModifiersSet(const MachineInstr &MI,
1093                                   unsigned OpName) const {
1094   const MachineOperand *Mods = getNamedOperand(MI, OpName);
1095   return Mods && Mods->getImm();
1096 }
1097
1098 bool SIInstrInfo::usesConstantBus(const MachineRegisterInfo &MRI,
1099                                   const MachineOperand &MO,
1100                                   unsigned OpSize) const {
1101   // Literal constants use the constant bus.
1102   if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
1103     return true;
1104
1105   if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
1106     return false;
1107
1108   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
1109     return RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg()));
1110
1111   // FLAT_SCR is just an SGPR pair.
1112   if (!MO.isImplicit() && (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR))
1113     return true;
1114
1115   // EXEC register uses the constant bus.
1116   if (!MO.isImplicit() && MO.getReg() == AMDGPU::EXEC)
1117     return true;
1118
1119   // SGPRs use the constant bus
1120   if (MO.getReg() == AMDGPU::M0 || MO.getReg() == AMDGPU::VCC ||
1121       (!MO.isImplicit() &&
1122       (AMDGPU::SGPR_32RegClass.contains(MO.getReg()) ||
1123        AMDGPU::SGPR_64RegClass.contains(MO.getReg())))) {
1124     return true;
1125   }
1126
1127   return false;
1128 }
1129
1130 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
1131                                     StringRef &ErrInfo) const {
1132   uint16_t Opcode = MI->getOpcode();
1133   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1134   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src0);
1135   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src1);
1136   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src2);
1137
1138   // Make sure the number of operands is correct.
1139   const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
1140   if (!Desc.isVariadic() &&
1141       Desc.getNumOperands() != MI->getNumExplicitOperands()) {
1142      ErrInfo = "Instruction has wrong number of operands.";
1143      return false;
1144   }
1145
1146   // Make sure the register classes are correct
1147   for (int i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1148     if (MI->getOperand(i).isFPImm()) {
1149       ErrInfo = "FPImm Machine Operands are not supported. ISel should bitcast "
1150                 "all fp values to integers.";
1151       return false;
1152     }
1153
1154     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
1155     case MCOI::OPERAND_REGISTER:
1156       if (MI->getOperand(i).isImm()) {
1157         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1158         return false;
1159       }
1160       break;
1161     case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM32:
1162       break;
1163     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C:
1164       if (MI->getOperand(i).isImm()) {
1165         int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
1166         const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
1167         if (!isInlineConstant(MI->getOperand(i), RC->getSize())) {
1168           ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1169           return false;
1170         }
1171       }
1172       break;
1173     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
1174       // Check if this operand is an immediate.
1175       // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
1176       // allowed.
1177       if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFI()) {
1178         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
1179         return false;
1180       }
1181       // Fall-through
1182     default:
1183       continue;
1184     }
1185
1186     if (!MI->getOperand(i).isReg())
1187       continue;
1188
1189     int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
1190     if (RegClass != -1) {
1191       unsigned Reg = MI->getOperand(i).getReg();
1192       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1193         continue;
1194
1195       const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
1196       if (!RC->contains(Reg)) {
1197         ErrInfo = "Operand has incorrect register class.";
1198         return false;
1199       }
1200     }
1201   }
1202
1203
1204   // Verify VOP*
1205   if (isVOP1(Opcode) || isVOP2(Opcode) || isVOP3(Opcode) || isVOPC(Opcode)) {
1206     // Only look at the true operands. Only a real operand can use the constant
1207     // bus, and we don't want to check pseudo-operands like the source modifier
1208     // flags.
1209     const int OpIndices[] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
1210
1211     unsigned ConstantBusCount = 0;
1212     unsigned SGPRUsed = AMDGPU::NoRegister;
1213     for (int OpIdx : OpIndices) {
1214       if (OpIdx == -1)
1215         break;
1216       const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
1217       if (usesConstantBus(MRI, MO, getOpSize(Opcode, OpIdx))) {
1218         if (MO.isReg()) {
1219           if (MO.getReg() != SGPRUsed)
1220             ++ConstantBusCount;
1221           SGPRUsed = MO.getReg();
1222         } else {
1223           ++ConstantBusCount;
1224         }
1225       }
1226     }
1227     if (ConstantBusCount > 1) {
1228       ErrInfo = "VOP* instruction uses the constant bus more than once";
1229       return false;
1230     }
1231   }
1232
1233   // Verify SRC1 for VOP2 and VOPC
1234   if (Src1Idx != -1 && (isVOP2(Opcode) || isVOPC(Opcode))) {
1235     const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
1236     if (Src1.isImm()) {
1237       ErrInfo = "VOP[2C] src1 cannot be an immediate.";
1238       return false;
1239     }
1240   }
1241
1242   // Verify VOP3
1243   if (isVOP3(Opcode)) {
1244     if (Src0Idx != -1 &&
1245         isLiteralConstant(MI->getOperand(Src0Idx), getOpSize(Opcode, Src0Idx))) {
1246       ErrInfo = "VOP3 src0 cannot be a literal constant.";
1247       return false;
1248     }
1249     if (Src1Idx != -1 &&
1250         isLiteralConstant(MI->getOperand(Src1Idx), getOpSize(Opcode, Src1Idx))) {
1251       ErrInfo = "VOP3 src1 cannot be a literal constant.";
1252       return false;
1253     }
1254     if (Src2Idx != -1 &&
1255         isLiteralConstant(MI->getOperand(Src2Idx), getOpSize(Opcode, Src2Idx))) {
1256       ErrInfo = "VOP3 src2 cannot be a literal constant.";
1257       return false;
1258     }
1259   }
1260
1261   // Verify misc. restrictions on specific instructions.
1262   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
1263       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
1264     const MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
1265     const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
1266     const MachineOperand &Src2 = MI->getOperand(Src2Idx);
1267     if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
1268       if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
1269           !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
1270         ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
1271         return false;
1272       }
1273     }
1274   }
1275
1276   return true;
1277 }
1278
1279 unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
1280   switch (MI.getOpcode()) {
1281   default: return AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1282   case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
1283   case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
1284   case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
1285   case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
1286   case AMDGPU::S_MOV_B32:
1287     return MI.getOperand(1).isReg() ?
1288            AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1289   case AMDGPU::S_ADD_I32:
1290   case AMDGPU::S_ADD_U32: return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
1291   case AMDGPU::S_ADDC_U32: return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
1292   case AMDGPU::S_SUB_I32:
1293   case AMDGPU::S_SUB_U32: return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
1294   case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
1295   case AMDGPU::S_MUL_I32: return AMDGPU::V_MUL_LO_I32;
1296   case AMDGPU::S_AND_B32: return AMDGPU::V_AND_B32_e32;
1297   case AMDGPU::S_OR_B32: return AMDGPU::V_OR_B32_e32;
1298   case AMDGPU::S_XOR_B32: return AMDGPU::V_XOR_B32_e32;
1299   case AMDGPU::S_MIN_I32: return AMDGPU::V_MIN_I32_e32;
1300   case AMDGPU::S_MIN_U32: return AMDGPU::V_MIN_U32_e32;
1301   case AMDGPU::S_MAX_I32: return AMDGPU::V_MAX_I32_e32;
1302   case AMDGPU::S_MAX_U32: return AMDGPU::V_MAX_U32_e32;
1303   case AMDGPU::S_ASHR_I32: return AMDGPU::V_ASHR_I32_e32;
1304   case AMDGPU::S_ASHR_I64: return AMDGPU::V_ASHR_I64;
1305   case AMDGPU::S_LSHL_B32: return AMDGPU::V_LSHL_B32_e32;
1306   case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
1307   case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
1308   case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
1309   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1310   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1311   case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
1312   case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1313   case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
1314   case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1315   case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1316   case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
1317   case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
1318   case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
1319   case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
1320   case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
1321   case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
1322   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
1323   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORD_ADDR64;
1324   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
1325   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX2_ADDR64;
1326   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
1327   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX4_ADDR64;
1328   case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64;
1329   case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
1330   case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
1331   }
1332 }
1333
1334 bool SIInstrInfo::isSALUOpSupportedOnVALU(const MachineInstr &MI) const {
1335   return getVALUOp(MI) != AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1336 }
1337
1338 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getOpRegClass(const MachineInstr &MI,
1339                                                       unsigned OpNo) const {
1340   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
1341   const MCInstrDesc &Desc = get(MI.getOpcode());
1342   if (MI.isVariadic() || OpNo >= Desc.getNumOperands() ||
1343       Desc.OpInfo[OpNo].RegClass == -1) {
1344     unsigned Reg = MI.getOperand(OpNo).getReg();
1345
1346     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1347       return MRI.getRegClass(Reg);
1348     return RI.getPhysRegClass(Reg);
1349   }
1350
1351   unsigned RCID = Desc.OpInfo[OpNo].RegClass;
1352   return RI.getRegClass(RCID);
1353 }
1354
1355 bool SIInstrInfo::canReadVGPR(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const {
1356   switch (MI.getOpcode()) {
1357   case AMDGPU::COPY:
1358   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
1359   case AMDGPU::PHI:
1360   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
1361     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, 0));
1362   default:
1363     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, OpNo));
1364   }
1365 }
1366
1367 void SIInstrInfo::legalizeOpWithMove(MachineInstr *MI, unsigned OpIdx) const {
1368   MachineBasicBlock::iterator I = MI;
1369   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1370   MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
1371   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
1372   unsigned RCID = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpIdx].RegClass;
1373   const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RCID);
1374   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1375   if (MO.isReg())
1376     Opcode = AMDGPU::COPY;
1377   else if (RI.isSGPRClass(RC))
1378     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
1379
1380
1381   const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(RC);
1382   if (RI.getCommonSubClass(&AMDGPU::VReg_64RegClass, VRC))
1383     VRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
1384   else
1385     VRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
1386
1387   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
1388   DebugLoc DL = MBB->findDebugLoc(I);
1389   BuildMI(*MI->getParent(), I, DL, get(Opcode), Reg)
1390     .addOperand(MO);
1391   MO.ChangeToRegister(Reg, false);
1392 }
1393
1394 unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
1395                                          MachineRegisterInfo &MRI,
1396                                          MachineOperand &SuperReg,
1397                                          const TargetRegisterClass *SuperRC,
1398                                          unsigned SubIdx,
1399                                          const TargetRegisterClass *SubRC)
1400                                          const {
1401   assert(SuperReg.isReg());
1402
1403   unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
1404   unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
1405
1406   // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
1407   // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
1408   // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
1409   // eliminate this extra copy.
1410   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1411   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1412
1413   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), NewSuperReg)
1414     .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SuperReg.getSubReg());
1415
1416   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
1417     .addReg(NewSuperReg, 0, SubIdx);
1418
1419   return SubReg;
1420 }
1421
1422 MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
1423   MachineBasicBlock::iterator MII,
1424   MachineRegisterInfo &MRI,
1425   MachineOperand &Op,
1426   const TargetRegisterClass *SuperRC,
1427   unsigned SubIdx,
1428   const TargetRegisterClass *SubRC) const {
1429   if (Op.isImm()) {
1430     // XXX - Is there a better way to do this?
1431     if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
1432       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
1433     if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
1434       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() >> 32);
1435
1436     llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
1437   }
1438
1439   unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
1440                                        SubIdx, SubRC);
1441   return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
1442 }
1443
1444 unsigned SIInstrInfo::split64BitImm(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
1445                                     MachineBasicBlock::iterator MI,
1446                                     MachineRegisterInfo &MRI,
1447                                     const TargetRegisterClass *RC,
1448                                     const MachineOperand &Op) const {
1449   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1450   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1451   unsigned LoDst = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1452   unsigned HiDst = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1453   unsigned Dst = MRI.createVirtualRegister(RC);
1454
1455   MachineInstr *Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1456                              LoDst)
1457     .addImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
1458   MachineInstr *Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1459                              HiDst)
1460     .addImm(Op.getImm() >> 32);
1461
1462   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), Dst)
1463     .addReg(LoDst)
1464     .addImm(AMDGPU::sub0)
1465     .addReg(HiDst)
1466     .addImm(AMDGPU::sub1);
1467
1468   Worklist.push_back(Lo);
1469   Worklist.push_back(Hi);
1470
1471   return Dst;
1472 }
1473
1474 // Change the order of operands from (0, 1, 2) to (0, 2, 1)
1475 void SIInstrInfo::swapOperands(MachineBasicBlock::iterator Inst) const {
1476   assert(Inst->getNumExplicitOperands() == 3);
1477   MachineOperand Op1 = Inst->getOperand(1);
1478   Inst->RemoveOperand(1);
1479   Inst->addOperand(Op1);
1480 }
1481
1482 bool SIInstrInfo::isOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpIdx,
1483                                  const MachineOperand *MO) const {
1484   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1485   const MCInstrDesc &InstDesc = get(MI->getOpcode());
1486   const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpIdx];
1487   const TargetRegisterClass *DefinedRC =
1488       OpInfo.RegClass != -1 ? RI.getRegClass(OpInfo.RegClass) : nullptr;
1489   if (!MO)
1490     MO = &MI->getOperand(OpIdx);
1491
1492   if (isVALU(InstDesc.Opcode) &&
1493       usesConstantBus(MRI, *MO, DefinedRC->getSize())) {
1494     unsigned SGPRUsed =
1495         MO->isReg() ? MO->getReg() : (unsigned)AMDGPU::NoRegister;
1496     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1497       if (i == OpIdx)
1498         continue;
1499       const MachineOperand &Op = MI->getOperand(i);
1500       if (Op.isReg() && Op.getReg() != SGPRUsed &&
1501           usesConstantBus(MRI, Op, getOpSize(*MI, i))) {
1502         return false;
1503       }
1504     }
1505   }
1506
1507   if (MO->isReg()) {
1508     assert(DefinedRC);
1509     const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(MO->getReg());
1510
1511     // In order to be legal, the common sub-class must be equal to the
1512     // class of the current operand.  For example:
1513     //
1514     // v_mov_b32 s0 ; Operand defined as vsrc_32
1515     //              ; RI.getCommonSubClass(s0,vsrc_32) = sgpr ; LEGAL
1516     //
1517     // s_sendmsg 0, s0 ; Operand defined as m0reg
1518     //                 ; RI.getCommonSubClass(s0,m0reg) = m0reg ; NOT LEGAL
1519
1520     return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)) == RC;
1521   }
1522
1523
1524   // Handle non-register types that are treated like immediates.
1525   assert(MO->isImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI());
1526
1527   if (!DefinedRC) {
1528     // This operand expects an immediate.
1529     return true;
1530   }
1531
1532   return isImmOperandLegal(MI, OpIdx, *MO);
1533 }
1534
1535 void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
1536   MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1537
1538   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
1539                                            AMDGPU::OpName::src0);
1540   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
1541                                            AMDGPU::OpName::src1);
1542   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
1543                                            AMDGPU::OpName::src2);
1544
1545   // Legalize VOP2
1546   if (isVOP2(MI->getOpcode()) && Src1Idx != -1) {
1547     // Legalize src0
1548     if (!isOperandLegal(MI, Src0Idx))
1549       legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
1550
1551     // Legalize src1
1552     if (isOperandLegal(MI, Src1Idx))
1553       return;
1554
1555     // Usually src0 of VOP2 instructions allow more types of inputs
1556     // than src1, so try to commute the instruction to decrease our
1557     // chances of having to insert a MOV instruction to legalize src1.
1558     if (MI->isCommutable()) {
1559       if (commuteInstruction(MI))
1560         // If we are successful in commuting, then we know MI is legal, so
1561         // we are done.
1562         return;
1563     }
1564
1565     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
1566     return;
1567   }
1568
1569   // XXX - Do any VOP3 instructions read VCC?
1570   // Legalize VOP3
1571   if (isVOP3(MI->getOpcode())) {
1572     int VOP3Idx[3] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
1573
1574     // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
1575     unsigned SGPRReg = findUsedSGPR(MI, VOP3Idx);
1576
1577     for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
1578       int Idx = VOP3Idx[i];
1579       if (Idx == -1)
1580         break;
1581       MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
1582
1583       if (MO.isReg()) {
1584         if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
1585           continue; // VGPRs are legal
1586
1587         assert(MO.getReg() != AMDGPU::SCC && "SCC operand to VOP3 instruction");
1588
1589         if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister || SGPRReg == MO.getReg()) {
1590           SGPRReg = MO.getReg();
1591           // We can use one SGPR in each VOP3 instruction.
1592           continue;
1593         }
1594       } else if (!isLiteralConstant(MO, getOpSize(MI->getOpcode(), Idx))) {
1595         // If it is not a register and not a literal constant, then it must be
1596         // an inline constant which is always legal.
1597         continue;
1598       }
1599       // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
1600       // legalize it.
1601       legalizeOpWithMove(MI, Idx);
1602     }
1603   }
1604
1605   // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
1606   // The register class of the operands much be the same type as the register
1607   // class of the output.
1608   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE ||
1609       MI->getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
1610     const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
1611     for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
1612       if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
1613           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
1614         continue;
1615       const TargetRegisterClass *OpRC =
1616               MRI.getRegClass(MI->getOperand(i).getReg());
1617       if (RI.hasVGPRs(OpRC)) {
1618         VRC = OpRC;
1619       } else {
1620         SRC = OpRC;
1621       }
1622     }
1623
1624     // If any of the operands are VGPR registers, then they all most be
1625     // otherwise we will create illegal VGPR->SGPR copies when legalizing
1626     // them.
1627     if (VRC || !RI.isSGPRClass(getOpRegClass(*MI, 0))) {
1628       if (!VRC) {
1629         assert(SRC);
1630         VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(SRC);
1631       }
1632       RC = VRC;
1633     } else {
1634       RC = SRC;
1635     }
1636
1637     // Update all the operands so they have the same type.
1638     for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
1639       if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
1640           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
1641         continue;
1642       unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
1643       MachineBasicBlock *InsertBB;
1644       MachineBasicBlock::iterator Insert;
1645       if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
1646         InsertBB = MI->getParent();
1647         Insert = MI;
1648       } else {
1649         // MI is a PHI instruction.
1650         InsertBB = MI->getOperand(i + 1).getMBB();
1651         Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
1652       }
1653       BuildMI(*InsertBB, Insert, MI->getDebugLoc(),
1654               get(AMDGPU::COPY), DstReg)
1655               .addOperand(MI->getOperand(i));
1656       MI->getOperand(i).setReg(DstReg);
1657     }
1658   }
1659
1660   // Legalize INSERT_SUBREG
1661   // src0 must have the same register class as dst
1662   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
1663     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
1664     unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
1665     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
1666     const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
1667     if (DstRC != Src0RC) {
1668       MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
1669       unsigned NewSrc0 = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
1670       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), NewSrc0)
1671               .addReg(Src0);
1672       MI->getOperand(1).setReg(NewSrc0);
1673     }
1674     return;
1675   }
1676
1677   // Legalize MUBUF* instructions
1678   // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
1679   // may need to legalize them here.
1680   int SRsrcIdx =
1681       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::srsrc);
1682   if (SRsrcIdx != -1) {
1683     // We have an MUBUF instruction
1684     MachineOperand *SRsrc = &MI->getOperand(SRsrcIdx);
1685     unsigned SRsrcRC = get(MI->getOpcode()).OpInfo[SRsrcIdx].RegClass;
1686     if (RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()),
1687                                              RI.getRegClass(SRsrcRC))) {
1688       // The operands are legal.
1689       // FIXME: We may need to legalize operands besided srsrc.
1690       return;
1691     }
1692
1693     MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
1694     // Extract the the ptr from the resource descriptor.
1695
1696     // SRsrcPtrLo = srsrc:sub0
1697     unsigned SRsrcPtrLo = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
1698         &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub0, &AMDGPU::VGPR_32RegClass);
1699
1700     // SRsrcPtrHi = srsrc:sub1
1701     unsigned SRsrcPtrHi = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
1702         &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub1, &AMDGPU::VGPR_32RegClass);
1703
1704     // Create an empty resource descriptor
1705     unsigned Zero64 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
1706     unsigned SRsrcFormatLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1707     unsigned SRsrcFormatHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1708     unsigned NewSRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
1709     uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
1710
1711     // Zero64 = 0
1712     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B64),
1713             Zero64)
1714             .addImm(0);
1715
1716     // SRsrcFormatLo = RSRC_DATA_FORMAT{31-0}
1717     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1718             SRsrcFormatLo)
1719             .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
1720
1721     // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
1722     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1723             SRsrcFormatHi)
1724             .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
1725
1726     // NewSRsrc = {Zero64, SRsrcFormat}
1727     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE),
1728             NewSRsrc)
1729             .addReg(Zero64)
1730             .addImm(AMDGPU::sub0_sub1)
1731             .addReg(SRsrcFormatLo)
1732             .addImm(AMDGPU::sub2)
1733             .addReg(SRsrcFormatHi)
1734             .addImm(AMDGPU::sub3);
1735
1736     MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
1737     unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
1738     unsigned NewVAddrLo;
1739     unsigned NewVAddrHi;
1740     if (VAddr) {
1741       // This is already an ADDR64 instruction so we need to add the pointer
1742       // extracted from the resource descriptor to the current value of VAddr.
1743       NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
1744       NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
1745
1746       // NewVaddrLo = SRsrcPtrLo + VAddr:sub0
1747       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32),
1748               NewVAddrLo)
1749               .addReg(SRsrcPtrLo)
1750               .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
1751               .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::ImplicitDefine);
1752
1753       // NewVaddrHi = SRsrcPtrHi + VAddr:sub1
1754       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e32),
1755               NewVAddrHi)
1756               .addReg(SRsrcPtrHi)
1757               .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1)
1758               .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::ImplicitDefine)
1759               .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::Implicit);
1760
1761     } else {
1762       // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
1763       // ADDR64.
1764       MachineOperand *VData = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata);
1765       MachineOperand *Offset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
1766       MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soffset);
1767
1768       // Create the new instruction.
1769       unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI->getOpcode());
1770       MachineInstr *Addr64 =
1771           BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
1772                   .addOperand(*VData)
1773                   .addOperand(*SRsrc)
1774                   .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
1775                                               // This will be replaced later
1776                                               // with the new value of vaddr.
1777                   .addOperand(*SOffset)
1778                   .addOperand(*Offset);
1779
1780       MI->removeFromParent();
1781       MI = Addr64;
1782
1783       NewVAddrLo = SRsrcPtrLo;
1784       NewVAddrHi = SRsrcPtrHi;
1785       VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
1786       SRsrc = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
1787     }
1788
1789     // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
1790     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE),
1791             NewVAddr)
1792             .addReg(NewVAddrLo)
1793             .addImm(AMDGPU::sub0)
1794             .addReg(NewVAddrHi)
1795             .addImm(AMDGPU::sub1);
1796
1797
1798     // Update the instruction to use NewVaddr
1799     VAddr->setReg(NewVAddr);
1800     // Update the instruction to use NewSRsrc
1801     SRsrc->setReg(NewSRsrc);
1802   }
1803 }
1804
1805 void SIInstrInfo::splitSMRD(MachineInstr *MI,
1806                             const TargetRegisterClass *HalfRC,
1807                             unsigned HalfImmOp, unsigned HalfSGPROp,
1808                             MachineInstr *&Lo, MachineInstr *&Hi) const {
1809
1810   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1811   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1812   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
1813   unsigned RegLo = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
1814   unsigned RegHi = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
1815   unsigned HalfSize = HalfRC->getSize();
1816   const MachineOperand *OffOp =
1817       getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
1818   const MachineOperand *SBase = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::sbase);
1819
1820   // The SMRD has an 8-bit offset in dwords on SI and a 20-bit offset in bytes
1821   // on VI.
1822   if (OffOp) {
1823     bool isVI = RI.ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS;
1824     unsigned OffScale = isVI ? 1 : 4;
1825     // Handle the _IMM variant
1826     unsigned LoOffset = OffOp->getImm() * OffScale;
1827     unsigned HiOffset = LoOffset + HalfSize;
1828     Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegLo)
1829                   .addOperand(*SBase)
1830                   .addImm(LoOffset / OffScale);
1831
1832     if (!isUInt<20>(HiOffset) || (!isVI && !isUInt<8>(HiOffset / OffScale))) {
1833       unsigned OffsetSGPR =
1834           MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
1835       BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), OffsetSGPR)
1836               .addImm(HiOffset); // The offset in register is in bytes.
1837       Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
1838                     .addOperand(*SBase)
1839                     .addReg(OffsetSGPR);
1840     } else {
1841       Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegHi)
1842                      .addOperand(*SBase)
1843                      .addImm(HiOffset / OffScale);
1844     }
1845   } else {
1846     // Handle the _SGPR variant
1847     MachineOperand *SOff = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soff);
1848     Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegLo)
1849                   .addOperand(*SBase)
1850                   .addOperand(*SOff);
1851     unsigned OffsetSGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
1852     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), OffsetSGPR)
1853             .addOperand(*SOff)
1854             .addImm(HalfSize);
1855     Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp))
1856                   .addOperand(*SBase)
1857                   .addReg(OffsetSGPR);
1858   }
1859
1860   unsigned SubLo, SubHi;
1861   switch (HalfSize) {
1862     case 4:
1863       SubLo = AMDGPU::sub0;
1864       SubHi = AMDGPU::sub1;
1865       break;
1866     case 8:
1867       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1;
1868       SubHi = AMDGPU::sub2_sub3;
1869       break;
1870     case 16:
1871       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3;
1872       SubHi = AMDGPU::sub4_sub5_sub6_sub7;
1873       break;
1874     case 32:
1875       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3_sub4_sub5_sub6_sub7;
1876       SubHi = AMDGPU::sub8_sub9_sub10_sub11_sub12_sub13_sub14_sub15;
1877       break;
1878     default:
1879       llvm_unreachable("Unhandled HalfSize");
1880   }
1881
1882   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::REG_SEQUENCE))
1883           .addOperand(MI->getOperand(0))
1884           .addReg(RegLo)
1885           .addImm(SubLo)
1886           .addReg(RegHi)
1887           .addImm(SubHi);
1888 }
1889
1890 void SIInstrInfo::moveSMRDToVALU(MachineInstr *MI, MachineRegisterInfo &MRI) const {
1891   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1892   switch (MI->getOpcode()) {
1893     case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
1894     case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR:
1895     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
1896     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR:
1897     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
1898     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR: {
1899       unsigned NewOpcode = getVALUOp(*MI);
1900       unsigned RegOffset;
1901       unsigned ImmOffset;
1902
1903       if (MI->getOperand(2).isReg()) {
1904         RegOffset = MI->getOperand(2).getReg();
1905         ImmOffset = 0;
1906       } else {
1907         assert(MI->getOperand(2).isImm());
1908         // SMRD instructions take a dword offsets on SI and byte offset on VI
1909         // and MUBUF instructions always take a byte offset.
1910         ImmOffset = MI->getOperand(2).getImm();
1911         if (RI.ST.getGeneration() <= AMDGPUSubtarget::SEA_ISLANDS)
1912           ImmOffset <<= 2;
1913         RegOffset = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1914
1915         if (isUInt<12>(ImmOffset)) {
1916           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1917                   RegOffset)
1918                   .addImm(0);
1919         } else {
1920           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1921                   RegOffset)
1922                   .addImm(ImmOffset);
1923           ImmOffset = 0;
1924         }
1925       }
1926
1927       unsigned SRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
1928       unsigned DWord0 = RegOffset;
1929       unsigned DWord1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1930       unsigned DWord2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1931       unsigned DWord3 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1932       uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
1933
1934       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord1)
1935               .addImm(0);
1936       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord2)
1937               .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
1938       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord3)
1939               .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
1940       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), SRsrc)
1941               .addReg(DWord0)
1942               .addImm(AMDGPU::sub0)
1943               .addReg(DWord1)
1944               .addImm(AMDGPU::sub1)
1945               .addReg(DWord2)
1946               .addImm(AMDGPU::sub2)
1947               .addReg(DWord3)
1948               .addImm(AMDGPU::sub3);
1949       MI->setDesc(get(NewOpcode));
1950       if (MI->getOperand(2).isReg()) {
1951         MI->getOperand(2).setReg(MI->getOperand(1).getReg());
1952       } else {
1953         MI->getOperand(2).ChangeToRegister(MI->getOperand(1).getReg(), false);
1954       }
1955       MI->getOperand(1).setReg(SRsrc);
1956       MI->addOperand(*MBB->getParent(), MachineOperand::CreateImm(0));
1957       MI->addOperand(*MBB->getParent(), MachineOperand::CreateImm(ImmOffset));
1958
1959       const TargetRegisterClass *NewDstRC =
1960           RI.getRegClass(get(NewOpcode).OpInfo[0].RegClass);
1961
1962       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
1963       unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
1964       MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
1965       break;
1966     }
1967     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_IMM:
1968     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_SGPR: {
1969       MachineInstr *Lo, *Hi;
1970       splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_128RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM,
1971                 AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR, Lo, Hi);
1972       MI->eraseFromParent();
1973       moveSMRDToVALU(Lo, MRI);
1974       moveSMRDToVALU(Hi, MRI);
1975       break;
1976     }
1977
1978     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX16_IMM:
1979     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX16_SGPR: {
1980       MachineInstr *Lo, *Hi;
1981       splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_256RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_IMM,
1982                 AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_SGPR, Lo, Hi);
1983       MI->eraseFromParent();
1984       moveSMRDToVALU(Lo, MRI);
1985       moveSMRDToVALU(Hi, MRI);
1986       break;
1987     }
1988   }
1989 }
1990
1991 void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
1992   SmallVector<MachineInstr *, 128> Worklist;
1993   Worklist.push_back(&TopInst);
1994
1995   while (!Worklist.empty()) {
1996     MachineInstr *Inst = Worklist.pop_back_val();
1997     MachineBasicBlock *MBB = Inst->getParent();
1998     MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
1999
2000     unsigned Opcode = Inst->getOpcode();
2001     unsigned NewOpcode = getVALUOp(*Inst);
2002
2003     // Handle some special cases
2004     switch (Opcode) {
2005     default:
2006       if (isSMRD(Inst->getOpcode())) {
2007         moveSMRDToVALU(Inst, MRI);
2008       }
2009       break;
2010     case AMDGPU::S_MOV_B64: {
2011       DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2012
2013       // If the source operand is a register we can replace this with a
2014       // copy.
2015       if (Inst->getOperand(1).isReg()) {
2016         MachineInstr *Copy = BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(TargetOpcode::COPY))
2017           .addOperand(Inst->getOperand(0))
2018           .addOperand(Inst->getOperand(1));
2019         Worklist.push_back(Copy);
2020       } else {
2021         // Otherwise, we need to split this into two movs, because there is
2022         // no 64-bit VALU move instruction.
2023         unsigned Reg = Inst->getOperand(0).getReg();
2024         unsigned Dst = split64BitImm(Worklist,
2025                                      Inst,
2026                                      MRI,
2027                                      MRI.getRegClass(Reg),
2028                                      Inst->getOperand(1));
2029         MRI.replaceRegWith(Reg, Dst);
2030       }
2031       Inst->eraseFromParent();
2032       continue;
2033     }
2034     case AMDGPU::S_AND_B64:
2035       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_AND_B32);
2036       Inst->eraseFromParent();
2037       continue;
2038
2039     case AMDGPU::S_OR_B64:
2040       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_OR_B32);
2041       Inst->eraseFromParent();
2042       continue;
2043
2044     case AMDGPU::S_XOR_B64:
2045       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_XOR_B32);
2046       Inst->eraseFromParent();
2047       continue;
2048
2049     case AMDGPU::S_NOT_B64:
2050       splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_NOT_B32);
2051       Inst->eraseFromParent();
2052       continue;
2053
2054     case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
2055       splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
2056       Inst->eraseFromParent();
2057       continue;
2058
2059     case AMDGPU::S_BFE_I64: {
2060       splitScalar64BitBFE(Worklist, Inst);
2061       Inst->eraseFromParent();
2062       continue;
2063     }
2064
2065     case AMDGPU::S_LSHL_B32:
2066       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2067         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e64;
2068         swapOperands(Inst);
2069       }
2070       break;
2071     case AMDGPU::S_ASHR_I32:
2072       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2073         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64;
2074         swapOperands(Inst);
2075       }
2076       break;
2077     case AMDGPU::S_LSHR_B32:
2078       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2079         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64;
2080         swapOperands(Inst);
2081       }
2082       break;
2083     case AMDGPU::S_LSHL_B64:
2084       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2085         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B64;
2086         swapOperands(Inst);
2087       }
2088       break;
2089     case AMDGPU::S_ASHR_I64:
2090       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2091         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I64;
2092         swapOperands(Inst);
2093       }
2094       break;
2095     case AMDGPU::S_LSHR_B64:
2096       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2097         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B64;
2098         swapOperands(Inst);
2099       }
2100       break;
2101
2102     case AMDGPU::S_BFE_U64:
2103     case AMDGPU::S_BFM_B64:
2104       llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
2105     }
2106
2107     if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
2108       // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
2109       // legalize its operands instead.
2110       legalizeOperands(Inst);
2111       continue;
2112     }
2113
2114     // Use the new VALU Opcode.
2115     const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpcode);
2116     Inst->setDesc(NewDesc);
2117
2118     // Remove any references to SCC. Vector instructions can't read from it, and
2119     // We're just about to add the implicit use / defs of VCC, and we don't want
2120     // both.
2121     for (unsigned i = Inst->getNumOperands() - 1; i > 0; --i) {
2122       MachineOperand &Op = Inst->getOperand(i);
2123       if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC)
2124         Inst->RemoveOperand(i);
2125     }
2126
2127     if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
2128       // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
2129       // operands for the size and offset.
2130       unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
2131       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
2132       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
2133
2134     } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
2135       // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
2136       // extra 0 operand.
2137       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
2138     }
2139
2140     addDescImplicitUseDef(NewDesc, Inst);
2141
2142     if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
2143       const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst->getOperand(2);
2144       // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
2145       // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
2146       assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
2147              "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
2148       uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
2149
2150       uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
2151       uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
2152       Inst->RemoveOperand(2); // Remove old immediate.
2153       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
2154       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
2155     }
2156
2157     // Update the destination register class.
2158
2159     const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(*Inst, 0);
2160
2161     switch (Opcode) {
2162       // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual
2163       // register class associated with the operand, so we need to find an
2164       // equivalent VGPR register class in order to move the instruction to the
2165       // VALU.
2166     case AMDGPU::COPY:
2167     case AMDGPU::PHI:
2168     case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
2169     case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
2170       if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
2171         continue;
2172       NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
2173       if (!NewDstRC)
2174         continue;
2175       break;
2176     default:
2177       break;
2178     }
2179
2180     unsigned DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2181     unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
2182     MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
2183
2184     // Legalize the operands
2185     legalizeOperands(Inst);
2186
2187     for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(NewDstReg),
2188            E = MRI.use_end(); I != E; ++I) {
2189       MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
2190       if (!canReadVGPR(UseMI, I.getOperandNo())) {
2191         Worklist.push_back(&UseMI);
2192       }
2193     }
2194   }
2195 }
2196
2197 //===----------------------------------------------------------------------===//
2198 // Indirect addressing callbacks
2199 //===----------------------------------------------------------------------===//
2200
2201 unsigned SIInstrInfo::calculateIndirectAddress(unsigned RegIndex,
2202                                                  unsigned Channel) const {
2203   assert(Channel == 0);
2204   return RegIndex;
2205 }
2206
2207 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getIndirectAddrRegClass() const {
2208   return &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
2209 }
2210
2211 void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
2212   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2213   MachineInstr *Inst,
2214   unsigned Opcode) const {
2215   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2216   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2217
2218   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2219   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
2220   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2221
2222   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2223
2224   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2225   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2226     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2227     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2228
2229   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2230
2231   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2232                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2233
2234   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2235   const TargetRegisterClass *DestSubRC = RI.getSubRegClass(DestRC, AMDGPU::sub0);
2236
2237   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
2238   MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2239     .addOperand(SrcReg0Sub0);
2240
2241   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2242                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2243
2244   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(DestSubRC);
2245   MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2246     .addOperand(SrcReg0Sub1);
2247
2248   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
2249   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2250     .addReg(DestSub0)
2251     .addImm(AMDGPU::sub0)
2252     .addReg(DestSub1)
2253     .addImm(AMDGPU::sub1);
2254
2255   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2256
2257   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
2258   // valid.
2259   Worklist.push_back(LoHalf);
2260   Worklist.push_back(HiHalf);
2261 }
2262
2263 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
2264   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2265   MachineInstr *Inst,
2266   unsigned Opcode) const {
2267   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2268   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2269
2270   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2271   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
2272   MachineOperand &Src1 = Inst->getOperand(2);
2273   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2274
2275   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2276
2277   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2278   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2279     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2280     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2281
2282   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2283   const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
2284     MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
2285     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2286
2287   const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
2288
2289   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2290                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2291   MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2292                                                        AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
2293
2294   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2295   const TargetRegisterClass *DestSubRC = RI.getSubRegClass(DestRC, AMDGPU::sub0);
2296
2297   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
2298   MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2299     .addOperand(SrcReg0Sub0)
2300     .addOperand(SrcReg1Sub0);
2301
2302   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2303                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2304   MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2305                                                        AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
2306
2307   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(DestSubRC);
2308   MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2309     .addOperand(SrcReg0Sub1)
2310     .addOperand(SrcReg1Sub1);
2311
2312   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
2313   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2314     .addReg(DestSub0)
2315     .addImm(AMDGPU::sub0)
2316     .addReg(DestSub1)
2317     .addImm(AMDGPU::sub1);
2318
2319   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2320
2321   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
2322   // valid.
2323   Worklist.push_back(LoHalf);
2324   Worklist.push_back(HiHalf);
2325 }
2326
2327 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2328                                        MachineInstr *Inst) const {
2329   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2330   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2331
2332   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2333   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2334
2335   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2336   MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
2337
2338   const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64);
2339   const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
2340     MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
2341     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2342
2343   unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2344   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2345
2346   const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
2347
2348   MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2349                                                       AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
2350   MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2351                                                       AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
2352
2353   MachineInstr *First = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
2354     .addOperand(SrcRegSub0)
2355     .addImm(0);
2356
2357   MachineInstr *Second = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
2358     .addOperand(SrcRegSub1)
2359     .addReg(MidReg);
2360
2361   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2362
2363   Worklist.push_back(First);
2364   Worklist.push_back(Second);
2365 }
2366
2367 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBFE(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2368                                       MachineInstr *Inst) const {
2369   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2370   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2371   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2372   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2373
2374   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2375   uint32_t Imm = Inst->getOperand(2).getImm();
2376   uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
2377   uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
2378
2379   (void) Offset;
2380
2381   // Only sext_inreg cases handled.
2382   assert(Inst->getOpcode() == AMDGPU::S_BFE_I64 &&
2383          BitWidth <= 32 &&
2384          Offset == 0 &&
2385          "Not implemented");
2386
2387   if (BitWidth < 32) {
2388     unsigned MidRegLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2389     unsigned MidRegHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2390     unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2391
2392     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_BFE_I32), MidRegLo)
2393       .addReg(Inst->getOperand(1).getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
2394       .addImm(0)
2395       .addImm(BitWidth);
2396
2397     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e32), MidRegHi)
2398       .addImm(31)
2399       .addReg(MidRegLo);
2400
2401     BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
2402       .addReg(MidRegLo)
2403       .addImm(AMDGPU::sub0)
2404       .addReg(MidRegHi)
2405       .addImm(AMDGPU::sub1);
2406
2407     MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2408     return;
2409   }
2410
2411   MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
2412   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2413   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2414
2415   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64), TmpReg)
2416     .addImm(31)
2417     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
2418
2419   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
2420     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
2421     .addImm(AMDGPU::sub0)
2422     .addReg(TmpReg)
2423     .addImm(AMDGPU::sub1);
2424
2425   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2426 }
2427
2428 void SIInstrInfo::addDescImplicitUseDef(const MCInstrDesc &NewDesc,
2429                                         MachineInstr *Inst) const {
2430   // Add the implict and explicit register definitions.
2431   if (NewDesc.ImplicitUses) {
2432     for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitUses[i]; ++i) {
2433       unsigned Reg = NewDesc.ImplicitUses[i];
2434       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, false, true));
2435     }
2436   }
2437
2438   if (NewDesc.ImplicitDefs) {
2439     for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitDefs[i]; ++i) {
2440       unsigned Reg = NewDesc.ImplicitDefs[i];
2441       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, true, true));
2442     }
2443   }
2444 }
2445
2446 unsigned SIInstrInfo::findUsedSGPR(const MachineInstr *MI,
2447                                    int OpIndices[3]) const {
2448   const MCInstrDesc &Desc = get(MI->getOpcode());
2449
2450   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2451   unsigned SGPRReg = AMDGPU::NoRegister;
2452
2453   // First we need to consider the instruction's operand requirements before
2454   // legalizing. Some operands are required to be SGPRs, such as implicit uses
2455   // of VCC, but we are still bound by the constant bus requirement to only use
2456   // one.
2457   //
2458   // If the operand's class is an SGPR, we can never move it.
2459
2460   for (const MachineOperand &MO : MI->implicit_operands()) {
2461     // We only care about reads.
2462     if (MO.isDef())
2463       continue;
2464
2465     if (MO.getReg() == AMDGPU::VCC)
2466       return AMDGPU::VCC;
2467
2468     if (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR)
2469       return AMDGPU::FLAT_SCR;
2470   }
2471
2472   unsigned UsedSGPRs[3] = { AMDGPU::NoRegister };
2473   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
2474
2475   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
2476     int Idx = OpIndices[i];
2477     if (Idx == -1)
2478       break;
2479
2480     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
2481     if (RI.isSGPRClassID(Desc.OpInfo[Idx].RegClass))
2482       SGPRReg = MO.getReg();
2483
2484     if (MO.isReg() && RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
2485       UsedSGPRs[i] = MO.getReg();
2486   }
2487
2488   if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister)
2489     return SGPRReg;
2490
2491   // We don't have a required SGPR operand, so we have a bit more freedom in
2492   // selecting operands to move.
2493
2494   // Try to select the most used SGPR. If an SGPR is equal to one of the
2495   // others, we choose that.
2496   //
2497   // e.g.
2498   // V_FMA_F32 v0, s0, s0, s0 -> No moves
2499   // V_FMA_F32 v0, s0, s1, s0 -> Move s1
2500
2501   if (UsedSGPRs[0] != AMDGPU::NoRegister) {
2502     if (UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[1] || UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[2])
2503       SGPRReg = UsedSGPRs[0];
2504   }
2505
2506   if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister && UsedSGPRs[1] != AMDGPU::NoRegister) {
2507     if (UsedSGPRs[1] == UsedSGPRs[2])
2508       SGPRReg = UsedSGPRs[1];
2509   }
2510
2511   return SGPRReg;
2512 }
2513
2514 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectWrite(
2515                                    MachineBasicBlock *MBB,
2516                                    MachineBasicBlock::iterator I,
2517                                    unsigned ValueReg,
2518                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
2519   const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
2520   unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(
2521                                       getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
2522
2523   return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_DST_V1))
2524           .addReg(IndirectBaseReg, RegState::Define)
2525           .addOperand(I->getOperand(0))
2526           .addReg(IndirectBaseReg)
2527           .addReg(OffsetReg)
2528           .addImm(0)
2529           .addReg(ValueReg);
2530 }
2531
2532 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectRead(
2533                                    MachineBasicBlock *MBB,
2534                                    MachineBasicBlock::iterator I,
2535                                    unsigned ValueReg,
2536                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
2537   const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
2538   unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(
2539                                       getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
2540
2541   return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_SRC))
2542           .addOperand(I->getOperand(0))
2543           .addOperand(I->getOperand(1))
2544           .addReg(IndirectBaseReg)
2545           .addReg(OffsetReg)
2546           .addImm(0);
2547
2548 }
2549
2550 void SIInstrInfo::reserveIndirectRegisters(BitVector &Reserved,
2551                                             const MachineFunction &MF) const {
2552   int End = getIndirectIndexEnd(MF);
2553   int Begin = getIndirectIndexBegin(MF);
2554
2555   if (End == -1)
2556     return;
2557
2558
2559   for (int Index = Begin; Index <= End; ++Index)
2560     Reserved.set(AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(Index));
2561
2562   for (int Index = std::max(0, Begin - 1); Index <= End; ++Index)
2563     Reserved.set(AMDGPU::VReg_64RegClass.getRegister(Index));
2564
2565   for (int Index = std::max(0, Begin - 2); Index <= End; ++Index)
2566     Reserved.set(AMDGPU::VReg_96RegClass.getRegister(Index));
2567
2568   for (int Index = std::max(0, Begin - 3); Index <= End; ++Index)
2569     Reserved.set(AMDGPU::VReg_128RegClass.getRegister(Index));
2570
2571   for (int Index = std::max(0, Begin - 7); Index <= End; ++Index)
2572     Reserved.set(AMDGPU::VReg_256RegClass.getRegister(Index));
2573
2574   for (int Index = std::max(0, Begin - 15); Index <= End; ++Index)
2575     Reserved.set(AMDGPU::VReg_512RegClass.getRegister(Index));
2576 }
2577
2578 MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(MachineInstr &MI,
2579                                              unsigned OperandName) const {
2580   int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
2581   if (Idx == -1)
2582     return nullptr;
2583
2584   return &MI.getOperand(Idx);
2585 }
2586
2587 uint64_t SIInstrInfo::getDefaultRsrcDataFormat() const {
2588   uint64_t RsrcDataFormat = AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
2589   if (ST.isAmdHsaOS())
2590     RsrcDataFormat |= (1ULL << 56);
2591
2592   return RsrcDataFormat;
2593 }