lib/Target/AMDGPU/SIInstrInfo.cpp

   1 //===-- SIInstrInfo.cpp - SI Instruction Information  ---------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 /// \file
  11 /// \brief SI Implementation of TargetInstrInfo.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15
  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() {}
  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::isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
  78                                                     AliasAnalysis *AA) const {
  79   // TODO: The generic check fails for VALU instructions that should be
  80   // rematerializable due to implicit reads of exec. We really want all of the
  81   // generic logic for this except for this.
  82   switch (MI->getOpcode()) {
  83   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
  84   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
  85   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO:
  86     return true;
  87   default:
  88     return false;
  89   }
  90 }
  91
  92 bool SIInstrInfo::areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
  93                                           int64_t &Offset0,
  94                                           int64_t &Offset1) const {
  95   if (!Load0->isMachineOpcode() || !Load1->isMachineOpcode())
  96     return false;
  97
  98   unsigned Opc0 = Load0->getMachineOpcode();
  99   unsigned Opc1 = Load1->getMachineOpcode();
 100
 101   // Make sure both are actually loads.
 102   if (!get(Opc0).mayLoad() || !get(Opc1).mayLoad())
 103     return false;
 104
 105   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1)) {
 106
 107     // FIXME: Handle this case:
 108     if (getNumOperandsNoGlue(Load0) != getNumOperandsNoGlue(Load1))
 109       return false;
 110
 111     // Check base reg.
 112     if (Load0->getOperand(1) != Load1->getOperand(1))
 113       return false;
 114
 115     // Check chain.
 116     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 117       return false;
 118
 119     // Skip read2 / write2 variants for simplicity.
 120     // TODO: We should report true if the used offsets are adjacent (excluded
 121     // st64 versions).
 122     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::data1) != -1 ||
 123         AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::data1) != -1)
 124       return false;
 125
 126     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(2))->getZExtValue();
 127     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(2))->getZExtValue();
 128     return true;
 129   }
 130
 131   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1)) {
 132     assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
 133
 134     // Check base reg.
 135     if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
 136       return false;
 137
 138     const ConstantSDNode *Load0Offset =
 139         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1));
 140     const ConstantSDNode *Load1Offset =
 141         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1));
 142
 143     if (!Load0Offset || !Load1Offset)
 144       return false;
 145
 146     // Check chain.
 147     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 148       return false;
 149
 150     Offset0 = Load0Offset->getZExtValue();
 151     Offset1 = Load1Offset->getZExtValue();
 152     return true;
 153   }
 154
 155   // MUBUF and MTBUF can access the same addresses.
 156   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))) {
 157
 158     // MUBUF and MTBUF have vaddr at different indices.
 159     if (!nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::soffset) ||
 160         findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1) ||
 161         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::vaddr) ||
 162         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::srsrc))
 163       return false;
 164
 165     int OffIdx0 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
 166     int OffIdx1 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
 167
 168     if (OffIdx0 == -1 || OffIdx1 == -1)
 169       return false;
 170
 171     // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
 172     // inlcude the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
 173     // subtract the index by one.
 174     --OffIdx0;
 175     --OffIdx1;
 176
 177     SDValue Off0 = Load0->getOperand(OffIdx0);
 178     SDValue Off1 = Load1->getOperand(OffIdx1);
 179
 180     // The offset might be a FrameIndexSDNode.
 181     if (!isa<ConstantSDNode>(Off0) || !isa<ConstantSDNode>(Off1))
 182       return false;
 183
 184     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Off0)->getZExtValue();
 185     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Off1)->getZExtValue();
 186     return true;
 187   }
 188
 189   return false;
 190 }
 191
 192 static bool isStride64(unsigned Opc) {
 193   switch (Opc) {
 194   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B32:
 195   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B64:
 196   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32:
 197   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64:
 198     return true;
 199   default:
 200     return false;
 201   }
 202 }
 203
 204 bool SIInstrInfo::getMemOpBaseRegImmOfs(MachineInstr *LdSt, unsigned &BaseReg,
 205                                         unsigned &Offset,
 206                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 207   unsigned Opc = LdSt->getOpcode();
 208
 209   if (isDS(*LdSt)) {
 210     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 211                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 212     if (OffsetImm) {
 213       // Normal, single offset LDS instruction.
 214       const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 215                                                       AMDGPU::OpName::addr);
 216
 217       BaseReg = AddrReg->getReg();
 218       Offset = OffsetImm->getImm();
 219       return true;
 220     }
 221
 222     // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
 223     // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
 224     // will use this for some partially aligned loads.
 225     const MachineOperand *Offset0Imm = getNamedOperand(*LdSt,
 226                                                        AMDGPU::OpName::offset0);
 227     const MachineOperand *Offset1Imm = getNamedOperand(*LdSt,
 228                                                        AMDGPU::OpName::offset1);
 229
 230     uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
 231     uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
 232
 233     if (Offset1 > Offset0 && Offset1 - Offset0 == 1) {
 234       // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
 235       // to bytes of the individual reads.
 236
 237       unsigned EltSize;
 238       if (LdSt->mayLoad())
 239         EltSize = getOpRegClass(*LdSt, 0)->getSize() / 2;
 240       else {
 241         assert(LdSt->mayStore());
 242         int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
 243         EltSize = getOpRegClass(*LdSt, Data0Idx)->getSize();
 244       }
 245
 246       if (isStride64(Opc))
 247         EltSize *= 64;
 248
 249       const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 250                                                       AMDGPU::OpName::addr);
 251       BaseReg = AddrReg->getReg();
 252       Offset = EltSize * Offset0;
 253       return true;
 254     }
 255
 256     return false;
 257   }
 258
 259   if (isMUBUF(*LdSt) || isMTBUF(*LdSt)) {
 260     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::soffset) != -1)
 261       return false;
 262
 263     const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 264                                                     AMDGPU::OpName::vaddr);
 265     if (!AddrReg)
 266       return false;
 267
 268     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 269                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 270     BaseReg = AddrReg->getReg();
 271     Offset = OffsetImm->getImm();
 272     return true;
 273   }
 274
 275   if (isSMRD(*LdSt)) {
 276     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 277                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 278     if (!OffsetImm)
 279       return false;
 280
 281     const MachineOperand *SBaseReg = getNamedOperand(*LdSt,
 282                                                      AMDGPU::OpName::sbase);
 283     BaseReg = SBaseReg->getReg();
 284     Offset = OffsetImm->getImm();
 285     return true;
 286   }
 287
 288   return false;
 289 }
 290
 291 bool SIInstrInfo::shouldClusterLoads(MachineInstr *FirstLdSt,
 292                                      MachineInstr *SecondLdSt,
 293                                      unsigned NumLoads) const {
 294   // TODO: This needs finer tuning
 295   if (NumLoads > 4)
 296     return false;
 297
 298   if (isDS(*FirstLdSt) && isDS(*SecondLdSt))
 299     return true;
 300
 301   if (isSMRD(*FirstLdSt) && isSMRD(*SecondLdSt))
 302     return true;
 303
 304   if ((isMUBUF(*FirstLdSt) || isMTBUF(*FirstLdSt)) &&
 305       (isMUBUF(*SecondLdSt) || isMTBUF(*SecondLdSt)))
 306     return true;
 307
 308   return false;
 309 }
 310
 311 void
 312 SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 313                          MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
 314                          unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 315                          bool KillSrc) const {
 316
 317   // If we are trying to copy to or from SCC, there is a bug somewhere else in
 318   // the backend.  While it may be theoretically possible to do this, it should
 319   // never be necessary.
 320   assert(DestReg != AMDGPU::SCC && SrcReg != AMDGPU::SCC);
 321
 322   static const int16_t Sub0_15[] = {
 323     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 324     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
 325     AMDGPU::sub8, AMDGPU::sub9, AMDGPU::sub10, AMDGPU::sub11,
 326     AMDGPU::sub12, AMDGPU::sub13, AMDGPU::sub14, AMDGPU::sub15, 0
 327   };
 328
 329   static const int16_t Sub0_7[] = {
 330     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 331     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7, 0
 332   };
 333
 334   static const int16_t Sub0_3[] = {
 335     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3, 0
 336   };
 337
 338   static const int16_t Sub0_2[] = {
 339     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, 0
 340   };
 341
 342   static const int16_t Sub0_1[] = {
 343     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, 0
 344   };
 345
 346   unsigned Opcode;
 347   const int16_t *SubIndices;
 348
 349   if (AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(DestReg)) {
 350     assert(AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 351     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
 352             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 353     return;
 354
 355   } else if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
 356     if (DestReg == AMDGPU::VCC) {
 357       if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
 358         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), AMDGPU::VCC)
 359           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 360       } else {
 361         // FIXME: Hack until VReg_1 removed.
 362         assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
 363         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32))
 364           .addImm(0)
 365           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 366       }
 367
 368       return;
 369     }
 370
 371     assert(AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
 372     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
 373             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 374     return;
 375
 376   } else if (AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
 377     assert(AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
 378     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 379     SubIndices = Sub0_3;
 380
 381   } else if (AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
 382     assert(AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
 383     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 384     SubIndices = Sub0_7;
 385
 386   } else if (AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
 387     assert(AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
 388     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 389     SubIndices = Sub0_15;
 390
 391   } else if (AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(DestReg)) {
 392     assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 393            AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 394     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
 395             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 396     return;
 397
 398   } else if (AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
 399     assert(AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(SrcReg) ||
 400            AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
 401     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 402     SubIndices = Sub0_1;
 403
 404   } else if (AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(DestReg)) {
 405     assert(AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(SrcReg));
 406     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 407     SubIndices = Sub0_2;
 408
 409   } else if (AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
 410     assert(AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(SrcReg) ||
 411            AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
 412     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 413     SubIndices = Sub0_3;
 414
 415   } else if (AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
 416     assert(AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(SrcReg) ||
 417            AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
 418     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 419     SubIndices = Sub0_7;
 420
 421   } else if (AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
 422     assert(AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(SrcReg) ||
 423            AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
 424     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 425     SubIndices = Sub0_15;
 426
 427   } else {
 428     llvm_unreachable("Can't copy register!");
 429   }
 430
 431   while (unsigned SubIdx = *SubIndices++) {
 432     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
 433       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, SubIdx));
 434
 435     Builder.addReg(RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx), getKillRegState(KillSrc));
 436
 437     if (*SubIndices)
 438       Builder.addReg(DestReg, RegState::Define | RegState::Implicit);
 439   }
 440 }
 441
 442 int SIInstrInfo::commuteOpcode(const MachineInstr &MI) const {
 443   const unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 444
 445   int NewOpc;
 446
 447   // Try to map original to commuted opcode
 448   NewOpc = AMDGPU::getCommuteRev(Opcode);
 449   if (NewOpc != -1)
 450     // Check if the commuted (REV) opcode exists on the target.
 451     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
 452
 453   // Try to map commuted to original opcode
 454   NewOpc = AMDGPU::getCommuteOrig(Opcode);
 455   if (NewOpc != -1)
 456     // Check if the original (non-REV) opcode exists on the target.
 457     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
 458
 459   return Opcode;
 460 }
 461
 462 unsigned SIInstrInfo::getMovOpcode(const TargetRegisterClass *DstRC) const {
 463
 464   if (DstRC->getSize() == 4) {
 465     return RI.isSGPRClass(DstRC) ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 466   } else if (DstRC->getSize() == 8 && RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 467     return AMDGPU::S_MOV_B64;
 468   } else if (DstRC->getSize() == 8 && !RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 469     return  AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO;
 470   }
 471   return AMDGPU::COPY;
 472 }
 473
 474 void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 475                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
 476                                       unsigned SrcReg, bool isKill,
 477                                       int FrameIndex,
 478                                       const TargetRegisterClass *RC,
 479                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 480   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 481   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 482   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 483   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 484   int Opcode = -1;
 485
 486   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 487     // We are only allowed to create one new instruction when spilling
 488     // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling
 489     // SGPRs.
 490     switch (RC->getSize() * 8) {
 491       case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;  break;
 492       case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;  break;
 493       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE; break;
 494       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE; break;
 495       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE; break;
 496     }
 497   } else if(RI.hasVGPRs(RC) && ST.isVGPRSpillingEnabled(MFI)) {
 498     MFI->setHasSpilledVGPRs();
 499
 500     switch(RC->getSize() * 8) {
 501       case 32: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V32_SAVE; break;
 502       case 64: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V64_SAVE; break;
 503       case 96: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V96_SAVE; break;
 504       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V128_SAVE; break;
 505       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V256_SAVE; break;
 506       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V512_SAVE; break;
 507     }
 508   }
 509
 510   if (Opcode != -1) {
 511     MachinePointerInfo PtrInfo
 512       = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
 513     unsigned Size = FrameInfo->getObjectSize(FrameIndex);
 514     unsigned Align = FrameInfo->getObjectAlignment(FrameIndex);
 515     MachineMemOperand *MMO
 516       = MF->getMachineMemOperand(PtrInfo, MachineMemOperand::MOStore,
 517                                  Size, Align);
 518
 519     FrameInfo->setObjectAlignment(FrameIndex, 4);
 520     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
 521       .addReg(SrcReg)
 522       .addFrameIndex(FrameIndex)
 523       // Place-holder registers, these will be filled in by
 524       // SIPrepareScratchRegs.
 525       .addReg(AMDGPU::SGPR0_SGPR1_SGPR2_SGPR3, RegState::Undef)
 526       .addReg(AMDGPU::SGPR0, RegState::Undef)
 527       .addMemOperand(MMO);
 528   } else {
 529     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 530     Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Do not know how to"
 531                   " spill register");
 532     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::KILL))
 533             .addReg(SrcReg);
 534   }
 535 }
 536
 537 void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 538                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
 539                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
 540                                        const TargetRegisterClass *RC,
 541                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 542   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 543   const SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 544   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 545   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 546   int Opcode = -1;
 547
 548   if (RI.isSGPRClass(RC)){
 549     switch(RC->getSize() * 8) {
 550       case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE; break;
 551       case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;  break;
 552       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE; break;
 553       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE; break;
 554       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE; break;
 555     }
 556   } else if(RI.hasVGPRs(RC) && ST.isVGPRSpillingEnabled(MFI)) {
 557     switch(RC->getSize() * 8) {
 558       case 32: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V32_RESTORE; break;
 559       case 64: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V64_RESTORE; break;
 560       case 96: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V96_RESTORE; break;
 561       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V128_RESTORE; break;
 562       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V256_RESTORE; break;
 563       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V512_RESTORE; break;
 564     }
 565   }
 566
 567   if (Opcode != -1) {
 568     unsigned Align = 4;
 569     FrameInfo->setObjectAlignment(FrameIndex, Align);
 570     unsigned Size = FrameInfo->getObjectSize(FrameIndex);
 571
 572     MachinePointerInfo PtrInfo
 573       = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
 574     MachineMemOperand *MMO = MF->getMachineMemOperand(
 575       PtrInfo, MachineMemOperand::MOLoad, Size, Align);
 576
 577     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
 578       .addFrameIndex(FrameIndex)
 579       // Place-holder registers, these will be filled in by
 580       // SIPrepareScratchRegs.
 581       .addReg(AMDGPU::SGPR0_SGPR1_SGPR2_SGPR3, RegState::Undef)
 582       .addReg(AMDGPU::SGPR0, RegState::Undef)
 583       .addMemOperand(MMO);
 584   } else {
 585     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 586     Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot - Do not know how to"
 587                   " restore register");
 588     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::IMPLICIT_DEF), DestReg);
 589   }
 590 }
 591
 592 /// \param @Offset Offset in bytes of the FrameIndex being spilled
 593 unsigned SIInstrInfo::calculateLDSSpillAddress(MachineBasicBlock &MBB,
 594                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
 595                                                RegScavenger *RS, unsigned TmpReg,
 596                                                unsigned FrameOffset,
 597                                                unsigned Size) const {
 598   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 599   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 600   const AMDGPUSubtarget &ST = MF->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
 601   const SIRegisterInfo *TRI =
 602       static_cast<const SIRegisterInfo*>(ST.getRegisterInfo());
 603   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 604   unsigned WorkGroupSize = MFI->getMaximumWorkGroupSize(*MF);
 605   unsigned WavefrontSize = ST.getWavefrontSize();
 606
 607   unsigned TIDReg = MFI->getTIDReg();
 608   if (!MFI->hasCalculatedTID()) {
 609     MachineBasicBlock &Entry = MBB.getParent()->front();
 610     MachineBasicBlock::iterator Insert = Entry.front();
 611     DebugLoc DL = Insert->getDebugLoc();
 612
 613     TIDReg = RI.findUnusedRegister(MF->getRegInfo(), &AMDGPU::VGPR_32RegClass);
 614     if (TIDReg == AMDGPU::NoRegister)
 615       return TIDReg;
 616
 617
 618     if (MFI->getShaderType() == ShaderType::COMPUTE &&
 619         WorkGroupSize > WavefrontSize) {
 620
 621       unsigned TIDIGXReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_X);
 622       unsigned TIDIGYReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_Y);
 623       unsigned TIDIGZReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_Z);
 624       unsigned InputPtrReg =
 625           TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::INPUT_PTR);
 626       for (unsigned Reg : {TIDIGXReg, TIDIGYReg, TIDIGZReg}) {
 627         if (!Entry.isLiveIn(Reg))
 628           Entry.addLiveIn(Reg);
 629       }
 630
 631       RS->enterBasicBlock(&Entry);
 632       unsigned STmp0 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 633       unsigned STmp1 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 634       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp0)
 635               .addReg(InputPtrReg)
 636               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Z);
 637       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp1)
 638               .addReg(InputPtrReg)
 639               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Y);
 640
 641       // NGROUPS.X * NGROUPS.Y
 642       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_MUL_I32), STmp1)
 643               .addReg(STmp1)
 644               .addReg(STmp0);
 645       // (NGROUPS.X * NGROUPS.Y) * TIDIG.X
 646       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MUL_U32_U24_e32), TIDReg)
 647               .addReg(STmp1)
 648               .addReg(TIDIGXReg);
 649       // NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)
 650       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MAD_U32_U24), TIDReg)
 651               .addReg(STmp0)
 652               .addReg(TIDIGYReg)
 653               .addReg(TIDReg);
 654       // (NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)) + TIDIG.Z
 655       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TIDReg)
 656               .addReg(TIDReg)
 657               .addReg(TIDIGZReg);
 658     } else {
 659       // Get the wave id
 660       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_LO_U32_B32_e64),
 661               TIDReg)
 662               .addImm(-1)
 663               .addImm(0);
 664
 665       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_HI_U32_B32_e64),
 666               TIDReg)
 667               .addImm(-1)
 668               .addReg(TIDReg);
 669     }
 670
 671     BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e32),
 672             TIDReg)
 673             .addImm(2)
 674             .addReg(TIDReg);
 675     MFI->setTIDReg(TIDReg);
 676   }
 677
 678   // Add FrameIndex to LDS offset
 679   unsigned LDSOffset = MFI->LDSSize + (FrameOffset * WorkGroupSize);
 680   BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TmpReg)
 681           .addImm(LDSOffset)
 682           .addReg(TIDReg);
 683
 684   return TmpReg;
 685 }
 686
 687 void SIInstrInfo::insertNOPs(MachineBasicBlock::iterator MI,
 688                              int Count) const {
 689   while (Count > 0) {
 690     int Arg;
 691     if (Count >= 8)
 692       Arg = 7;
 693     else
 694       Arg = Count - 1;
 695     Count -= 8;
 696     BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_NOP))
 697             .addImm(Arg);
 698   }
 699 }
 700
 701 bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
 702   MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
 703   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 704   switch (MI->getOpcode()) {
 705   default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
 706
 707   case AMDGPU::SI_CONSTDATA_PTR: {
 708     unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
 709     unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
 710     unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
 711
 712     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg);
 713
 714     // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the constant data.
 715     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32), RegLo)
 716             .addReg(RegLo)
 717             .addTargetIndex(AMDGPU::TI_CONSTDATA_START)
 718             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit);
 719     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
 720             .addReg(RegHi)
 721             .addImm(0)
 722             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit)
 723             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Implicit);
 724     MI->eraseFromParent();
 725     break;
 726   }
 727   case AMDGPU::SGPR_USE:
 728     // This is just a placeholder for register allocation.
 729     MI->eraseFromParent();
 730     break;
 731
 732   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
 733     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
 734     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
 735     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
 736
 737     const MachineOperand &SrcOp = MI->getOperand(1);
 738     // FIXME: Will this work for 64-bit floating point immediates?
 739     assert(!SrcOp.isFPImm());
 740     if (SrcOp.isImm()) {
 741       APInt Imm(64, SrcOp.getImm());
 742       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
 743               .addImm(Imm.getLoBits(32).getZExtValue())
 744               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
 745       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
 746               .addImm(Imm.getHiBits(32).getZExtValue())
 747               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
 748     } else {
 749       assert(SrcOp.isReg());
 750       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
 751               .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub0))
 752               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
 753       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
 754               .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub1))
 755               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
 756     }
 757     MI->eraseFromParent();
 758     break;
 759   }
 760
 761   case AMDGPU::V_CNDMASK_B64_PSEUDO: {
 762     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
 763     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
 764     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
 765     unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
 766     unsigned Src1 = MI->getOperand(2).getReg();
 767     const MachineOperand &SrcCond = MI->getOperand(3);
 768
 769     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstLo)
 770         .addReg(RI.getSubReg(Src0, AMDGPU::sub0))
 771         .addReg(RI.getSubReg(Src1, AMDGPU::sub0))
 772         .addOperand(SrcCond);
 773     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstHi)
 774         .addReg(RI.getSubReg(Src0, AMDGPU::sub1))
 775         .addReg(RI.getSubReg(Src1, AMDGPU::sub1))
 776         .addOperand(SrcCond);
 777     MI->eraseFromParent();
 778     break;
 779   }
 780   }
 781   return true;
 782 }
 783
 784 /// Commutes the operands in the given instruction.
 785 /// The commutable operands are specified by their indices OpIdx0 and OpIdx1.
 786 ///
 787 /// Do not call this method for a non-commutable instruction or for
 788 /// non-commutable pair of operand indices OpIdx0 and OpIdx1.
 789 /// Even though the instruction is commutable, the method may still
 790 /// fail to commute the operands, null pointer is returned in such cases.
 791 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstructionImpl(MachineInstr *MI,
 792                                                   bool NewMI,
 793                                                   unsigned OpIdx0,
 794                                                   unsigned OpIdx1) const {
 795   int CommutedOpcode = commuteOpcode(*MI);
 796   if (CommutedOpcode == -1)
 797     return nullptr;
 798
 799   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
 800                                            AMDGPU::OpName::src0);
 801   MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
 802   if (!Src0.isReg())
 803     return nullptr;
 804
 805   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
 806                                            AMDGPU::OpName::src1);
 807
 808   if ((OpIdx0 != static_cast<unsigned>(Src0Idx) ||
 809        OpIdx1 != static_cast<unsigned>(Src1Idx)) &&
 810       (OpIdx0 != static_cast<unsigned>(Src1Idx) ||
 811        OpIdx1 != static_cast<unsigned>(Src0Idx)))
 812     return nullptr;
 813
 814   MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
 815
 816   // Make sure it's legal to commute operands for VOP2.
 817   if (isVOP2(*MI) &&
 818       (!isOperandLegal(MI, Src0Idx, &Src1) ||
 819        !isOperandLegal(MI, Src1Idx, &Src0))) {
 820     return nullptr;
 821   }
 822
 823   if (!Src1.isReg()) {
 824     // Allow commuting instructions with Imm operands.
 825     if (NewMI || !Src1.isImm() ||
 826        (!isVOP2(*MI) && !isVOP3(*MI))) {
 827       return nullptr;
 828     }
 829
 830     // Be sure to copy the source modifiers to the right place.
 831     if (MachineOperand *Src0Mods
 832           = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers)) {
 833       MachineOperand *Src1Mods
 834         = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
 835
 836       int Src0ModsVal = Src0Mods->getImm();
 837       if (!Src1Mods && Src0ModsVal != 0)
 838         return nullptr;
 839
 840       // XXX - This assert might be a lie. It might be useful to have a neg
 841       // modifier with 0.0.
 842       int Src1ModsVal = Src1Mods->getImm();
 843       assert((Src1ModsVal == 0) && "Not expecting modifiers with immediates");
 844
 845       Src1Mods->setImm(Src0ModsVal);
 846       Src0Mods->setImm(Src1ModsVal);
 847     }
 848
 849     unsigned Reg = Src0.getReg();
 850     unsigned SubReg = Src0.getSubReg();
 851     if (Src1.isImm())
 852       Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
 853     else
 854       llvm_unreachable("Should only have immediates");
 855
 856     Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
 857     Src1.setSubReg(SubReg);
 858   } else {
 859     MI = TargetInstrInfo::commuteInstructionImpl(MI, NewMI, OpIdx0, OpIdx1);
 860   }
 861
 862   if (MI)
 863     MI->setDesc(get(CommutedOpcode));
 864
 865   return MI;
 866 }
 867
 868 // This needs to be implemented because the source modifiers may be inserted
 869 // between the true commutable operands, and the base
 870 // TargetInstrInfo::commuteInstruction uses it.
 871 bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr *MI,
 872                                         unsigned &SrcOpIdx0,
 873                                         unsigned &SrcOpIdx1) const {
 874   const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
 875   if (!MCID.isCommutable())
 876     return false;
 877
 878   unsigned Opc = MI->getOpcode();
 879   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
 880   if (Src0Idx == -1)
 881     return false;
 882
 883   // FIXME: Workaround TargetInstrInfo::commuteInstruction asserting on
 884   // immediate. Also, immediate src0 operand is not handled in
 885   // SIInstrInfo::commuteInstruction();
 886   if (!MI->getOperand(Src0Idx).isReg())
 887     return false;
 888
 889   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
 890   if (Src1Idx == -1)
 891     return false;
 892
 893   MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
 894   if (Src1.isImm()) {
 895     // SIInstrInfo::commuteInstruction() does support commuting the immediate
 896     // operand src1 in 2 and 3 operand instructions.
 897     if (!isVOP2(MI->getOpcode()) && !isVOP3(MI->getOpcode()))
 898       return false;
 899   } else if (Src1.isReg()) {
 900     // If any source modifiers are set, the generic instruction commuting won't
 901     // understand how to copy the source modifiers.
 902     if (hasModifiersSet(*MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
 903         hasModifiersSet(*MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers))
 904       return false;
 905   } else
 906     return false;
 907
 908   return fixCommutedOpIndices(SrcOpIdx0, SrcOpIdx1, Src0Idx, Src1Idx);
 909 }
 910
 911 MachineInstr *SIInstrInfo::buildMovInstr(MachineBasicBlock *MBB,
 912                                          MachineBasicBlock::iterator I,
 913                                          unsigned DstReg,
 914                                          unsigned SrcReg) const {
 915   return BuildMI(*MBB, I, MBB->findDebugLoc(I), get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32),
 916                  DstReg) .addReg(SrcReg);
 917 }
 918
 919 bool SIInstrInfo::isMov(unsigned Opcode) const {
 920   switch(Opcode) {
 921   default: return false;
 922   case AMDGPU::S_MOV_B32:
 923   case AMDGPU::S_MOV_B64:
 924   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
 925   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
 926     return true;
 927   }
 928 }
 929
 930 static void removeModOperands(MachineInstr &MI) {
 931   unsigned Opc = MI.getOpcode();
 932   int Src0ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
 933                                               AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
 934   int Src1ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
 935                                               AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
 936   int Src2ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
 937                                               AMDGPU::OpName::src2_modifiers);
 938
 939   MI.RemoveOperand(Src2ModIdx);
 940   MI.RemoveOperand(Src1ModIdx);
 941   MI.RemoveOperand(Src0ModIdx);
 942 }
 943
 944 bool SIInstrInfo::FoldImmediate(MachineInstr *UseMI, MachineInstr *DefMI,
 945                                 unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
 946   if (!MRI->hasOneNonDBGUse(Reg))
 947     return false;
 948
 949   unsigned Opc = UseMI->getOpcode();
 950   if (Opc == AMDGPU::V_MAD_F32 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
 951     // Don't fold if we are using source modifiers. The new VOP2 instructions
 952     // don't have them.
 953     if (hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
 954         hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers) ||
 955         hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src2_modifiers)) {
 956       return false;
 957     }
 958
 959     MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src0);
 960     MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src1);
 961     MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src2);
 962
 963     // Multiplied part is the constant: Use v_madmk_f32
 964     // We should only expect these to be on src0 due to canonicalizations.
 965     if (Src0->isReg() && Src0->getReg() == Reg) {
 966       if (!Src1->isReg() ||
 967           (Src1->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg()))))
 968         return false;
 969
 970       if (!Src2->isReg() ||
 971           (Src2->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src2->getReg()))))
 972         return false;
 973
 974       // We need to do some weird looking operand shuffling since the madmk
 975       // operands are out of the normal expected order with the multiplied
 976       // constant as the last operand.
 977       //
 978       // v_mad_f32 src0, src1, src2 -> v_madmk_f32 src0 * src2K + src1
 979       // src0 -> src2 K
 980       // src1 -> src0
 981       // src2 -> src1
 982
 983       const int64_t Imm = DefMI->getOperand(1).getImm();
 984
 985       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
 986       // instead of having to modify in place.
 987
 988       // Remove these first since they are at the end.
 989       UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
 990                                                       AMDGPU::OpName::omod));
 991       UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
 992                                                       AMDGPU::OpName::clamp));
 993
 994       unsigned Src1Reg = Src1->getReg();
 995       unsigned Src1SubReg = Src1->getSubReg();
 996       unsigned Src2Reg = Src2->getReg();
 997       unsigned Src2SubReg = Src2->getSubReg();
 998       Src0->setReg(Src1Reg);
 999       Src0->setSubReg(Src1SubReg);
1000       Src0->setIsKill(Src1->isKill());
1001
1002       Src1->setReg(Src2Reg);
1003       Src1->setSubReg(Src2SubReg);
1004       Src1->setIsKill(Src2->isKill());
1005
1006       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
1007         UseMI->untieRegOperand(
1008           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
1009       }
1010
1011       Src2->ChangeToImmediate(Imm);
1012
1013       removeModOperands(*UseMI);
1014       UseMI->setDesc(get(AMDGPU::V_MADMK_F32));
1015
1016       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1017       if (DeleteDef)
1018         DefMI->eraseFromParent();
1019
1020       return true;
1021     }
1022
1023     // Added part is the constant: Use v_madak_f32
1024     if (Src2->isReg() && Src2->getReg() == Reg) {
1025       // Not allowed to use constant bus for another operand.
1026       // We can however allow an inline immediate as src0.
1027       if (!Src0->isImm() &&
1028           (Src0->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src0->getReg()))))
1029         return false;
1030
1031       if (!Src1->isReg() ||
1032           (Src1->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg()))))
1033         return false;
1034
1035       const int64_t Imm = DefMI->getOperand(1).getImm();
1036
1037       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
1038       // instead of having to modify in place.
1039
1040       // Remove these first since they are at the end.
1041       UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1042                                                       AMDGPU::OpName::omod));
1043       UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1044                                                       AMDGPU::OpName::clamp));
1045
1046       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
1047         UseMI->untieRegOperand(
1048           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
1049       }
1050
1051       // ChangingToImmediate adds Src2 back to the instruction.
1052       Src2->ChangeToImmediate(Imm);
1053
1054       // These come before src2.
1055       removeModOperands(*UseMI);
1056       UseMI->setDesc(get(AMDGPU::V_MADAK_F32));
1057
1058       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1059       if (DeleteDef)
1060         DefMI->eraseFromParent();
1061
1062       return true;
1063     }
1064   }
1065
1066   return false;
1067 }
1068
1069 static bool offsetsDoNotOverlap(int WidthA, int OffsetA,
1070                                 int WidthB, int OffsetB) {
1071   int LowOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetA : OffsetB;
1072   int HighOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetB : OffsetA;
1073   int LowWidth = (LowOffset == OffsetA) ? WidthA : WidthB;
1074   return LowOffset + LowWidth <= HighOffset;
1075 }
1076
1077 bool SIInstrInfo::checkInstOffsetsDoNotOverlap(MachineInstr *MIa,
1078                                                MachineInstr *MIb) const {
1079   unsigned BaseReg0, Offset0;
1080   unsigned BaseReg1, Offset1;
1081
1082   if (getMemOpBaseRegImmOfs(MIa, BaseReg0, Offset0, &RI) &&
1083       getMemOpBaseRegImmOfs(MIb, BaseReg1, Offset1, &RI)) {
1084     assert(MIa->hasOneMemOperand() && MIb->hasOneMemOperand() &&
1085            "read2 / write2 not expected here yet");
1086     unsigned Width0 = (*MIa->memoperands_begin())->getSize();
1087     unsigned Width1 = (*MIb->memoperands_begin())->getSize();
1088     if (BaseReg0 == BaseReg1 &&
1089         offsetsDoNotOverlap(Width0, Offset0, Width1, Offset1)) {
1090       return true;
1091     }
1092   }
1093
1094   return false;
1095 }
1096
1097 bool SIInstrInfo::areMemAccessesTriviallyDisjoint(MachineInstr *MIa,
1098                                                   MachineInstr *MIb,
1099                                                   AliasAnalysis *AA) const {
1100   assert(MIa && (MIa->mayLoad() || MIa->mayStore()) &&
1101          "MIa must load from or modify a memory location");
1102   assert(MIb && (MIb->mayLoad() || MIb->mayStore()) &&
1103          "MIb must load from or modify a memory location");
1104
1105   if (MIa->hasUnmodeledSideEffects() || MIb->hasUnmodeledSideEffects())
1106     return false;
1107
1108   // XXX - Can we relax this between address spaces?
1109   if (MIa->hasOrderedMemoryRef() || MIb->hasOrderedMemoryRef())
1110     return false;
1111
1112   // TODO: Should we check the address space from the MachineMemOperand? That
1113   // would allow us to distinguish objects we know don't alias based on the
1114   // underlying address space, even if it was lowered to a different one,
1115   // e.g. private accesses lowered to use MUBUF instructions on a scratch
1116   // buffer.
1117   if (isDS(*MIa)) {
1118     if (isDS(*MIb))
1119       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1120
1121     return !isFLAT(*MIb);
1122   }
1123
1124   if (isMUBUF(*MIa) || isMTBUF(*MIa)) {
1125     if (isMUBUF(*MIb) || isMTBUF(*MIb))
1126       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1127
1128     return !isFLAT(*MIb) && !isSMRD(*MIb);
1129   }
1130
1131   if (isSMRD(*MIa)) {
1132     if (isSMRD(*MIb))
1133       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1134
1135     return !isFLAT(*MIb) && !isMUBUF(*MIa) && !isMTBUF(*MIa);
1136   }
1137
1138   if (isFLAT(*MIa)) {
1139     if (isFLAT(*MIb))
1140       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1141
1142     return false;
1143   }
1144
1145   return false;
1146 }
1147
1148 MachineInstr *SIInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MBB,
1149                                                 MachineBasicBlock::iterator &MI,
1150                                                 LiveVariables *LV) const {
1151
1152   switch (MI->getOpcode()) {
1153     default: return nullptr;
1154     case AMDGPU::V_MAC_F32_e64: break;
1155     case AMDGPU::V_MAC_F32_e32: {
1156       const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0);
1157       if (Src0->isImm() && !isInlineConstant(*Src0, 4))
1158         return nullptr;
1159       break;
1160     }
1161   }
1162
1163   const MachineOperand *Dst = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::dst);
1164   const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0);
1165   const MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src1);
1166   const MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src2);
1167
1168   return BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_MAD_F32))
1169                  .addOperand(*Dst)
1170                  .addImm(0) // Src0 mods
1171                  .addOperand(*Src0)
1172                  .addImm(0) // Src1 mods
1173                  .addOperand(*Src1)
1174                  .addImm(0) // Src mods
1175                  .addOperand(*Src2)
1176                  .addImm(0)  // clamp
1177                  .addImm(0); // omod
1178 }
1179
1180 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
1181   int64_t SVal = Imm.getSExtValue();
1182   if (SVal >= -16 && SVal <= 64)
1183     return true;
1184
1185   if (Imm.getBitWidth() == 64) {
1186     uint64_t Val = Imm.getZExtValue();
1187     return (DoubleToBits(0.0) == Val) ||
1188            (DoubleToBits(1.0) == Val) ||
1189            (DoubleToBits(-1.0) == Val) ||
1190            (DoubleToBits(0.5) == Val) ||
1191            (DoubleToBits(-0.5) == Val) ||
1192            (DoubleToBits(2.0) == Val) ||
1193            (DoubleToBits(-2.0) == Val) ||
1194            (DoubleToBits(4.0) == Val) ||
1195            (DoubleToBits(-4.0) == Val);
1196   }
1197
1198   // The actual type of the operand does not seem to matter as long
1199   // as the bits match one of the inline immediate values.  For example:
1200   //
1201   // -nan has the hexadecimal encoding of 0xfffffffe which is -2 in decimal,
1202   // so it is a legal inline immediate.
1203   //
1204   // 1065353216 has the hexadecimal encoding 0x3f800000 which is 1.0f in
1205   // floating-point, so it is a legal inline immediate.
1206   uint32_t Val = Imm.getZExtValue();
1207
1208   return (FloatToBits(0.0f) == Val) ||
1209          (FloatToBits(1.0f) == Val) ||
1210          (FloatToBits(-1.0f) == Val) ||
1211          (FloatToBits(0.5f) == Val) ||
1212          (FloatToBits(-0.5f) == Val) ||
1213          (FloatToBits(2.0f) == Val) ||
1214          (FloatToBits(-2.0f) == Val) ||
1215          (FloatToBits(4.0f) == Val) ||
1216          (FloatToBits(-4.0f) == Val);
1217 }
1218
1219 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO,
1220                                    unsigned OpSize) const {
1221   if (MO.isImm()) {
1222     // MachineOperand provides no way to tell the true operand size, since it
1223     // only records a 64-bit value. We need to know the size to determine if a
1224     // 32-bit floating point immediate bit pattern is legal for an integer
1225     // immediate. It would be for any 32-bit integer operand, but would not be
1226     // for a 64-bit one.
1227
1228     unsigned BitSize = 8 * OpSize;
1229     return isInlineConstant(APInt(BitSize, MO.getImm(), true));
1230   }
1231
1232   return false;
1233 }
1234
1235 bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO,
1236                                     unsigned OpSize) const {
1237   return MO.isImm() && !isInlineConstant(MO, OpSize);
1238 }
1239
1240 static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
1241                              const MachineOperand &Op1) {
1242   if (Op0.getType() != Op1.getType())
1243     return false;
1244
1245   switch (Op0.getType()) {
1246   case MachineOperand::MO_Register:
1247     return Op0.getReg() == Op1.getReg();
1248   case MachineOperand::MO_Immediate:
1249     return Op0.getImm() == Op1.getImm();
1250   default:
1251     llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
1252   }
1253 }
1254
1255 bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
1256                                  const MachineOperand &MO) const {
1257   const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpNo];
1258
1259   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
1260
1261   if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
1262     return true;
1263
1264   if (OpInfo.RegClass < 0)
1265     return false;
1266
1267   unsigned OpSize = RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)->getSize();
1268   if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
1269     return RI.opCanUseLiteralConstant(OpInfo.OperandType);
1270
1271   return RI.opCanUseInlineConstant(OpInfo.OperandType);
1272 }
1273
1274 bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
1275   int Op32 = AMDGPU::getVOPe32(Opcode);
1276   if (Op32 == -1)
1277     return false;
1278
1279   return pseudoToMCOpcode(Op32) != -1;
1280 }
1281
1282 bool SIInstrInfo::hasModifiers(unsigned Opcode) const {
1283   // The src0_modifier operand is present on all instructions
1284   // that have modifiers.
1285
1286   return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
1287                                     AMDGPU::OpName::src0_modifiers) != -1;
1288 }
1289
1290 bool SIInstrInfo::hasModifiersSet(const MachineInstr &MI,
1291                                   unsigned OpName) const {
1292   const MachineOperand *Mods = getNamedOperand(MI, OpName);
1293   return Mods && Mods->getImm();
1294 }
1295
1296 bool SIInstrInfo::usesConstantBus(const MachineRegisterInfo &MRI,
1297                                   const MachineOperand &MO,
1298                                   unsigned OpSize) const {
1299   // Literal constants use the constant bus.
1300   if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
1301     return true;
1302
1303   if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
1304     return false;
1305
1306   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
1307     return RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg()));
1308
1309   // FLAT_SCR is just an SGPR pair.
1310   if (!MO.isImplicit() && (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR))
1311     return true;
1312
1313   // EXEC register uses the constant bus.
1314   if (!MO.isImplicit() && MO.getReg() == AMDGPU::EXEC)
1315     return true;
1316
1317   // SGPRs use the constant bus
1318   if (MO.getReg() == AMDGPU::M0 || MO.getReg() == AMDGPU::VCC ||
1319       (!MO.isImplicit() &&
1320       (AMDGPU::SGPR_32RegClass.contains(MO.getReg()) ||
1321        AMDGPU::SGPR_64RegClass.contains(MO.getReg())))) {
1322     return true;
1323   }
1324
1325   return false;
1326 }
1327
1328 static unsigned findImplicitSGPRRead(const MachineInstr &MI) {
1329   for (const MachineOperand &MO : MI.implicit_operands()) {
1330     // We only care about reads.
1331     if (MO.isDef())
1332       continue;
1333
1334     switch (MO.getReg()) {
1335     case AMDGPU::VCC:
1336     case AMDGPU::M0:
1337     case AMDGPU::FLAT_SCR:
1338       return MO.getReg();
1339
1340     default:
1341       break;
1342     }
1343   }
1344
1345   return AMDGPU::NoRegister;
1346 }
1347
1348 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
1349                                     StringRef &ErrInfo) const {
1350   uint16_t Opcode = MI->getOpcode();
1351   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1352   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src0);
1353   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src1);
1354   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src2);
1355
1356   // Make sure the number of operands is correct.
1357   const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
1358   if (!Desc.isVariadic() &&
1359       Desc.getNumOperands() != MI->getNumExplicitOperands()) {
1360      ErrInfo = "Instruction has wrong number of operands.";
1361      return false;
1362   }
1363
1364   // Make sure the register classes are correct
1365   for (int i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1366     if (MI->getOperand(i).isFPImm()) {
1367       ErrInfo = "FPImm Machine Operands are not supported. ISel should bitcast "
1368                 "all fp values to integers.";
1369       return false;
1370     }
1371
1372     int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
1373
1374     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
1375     case MCOI::OPERAND_REGISTER:
1376       if (MI->getOperand(i).isImm()) {
1377         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1378         return false;
1379       }
1380       break;
1381     case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM32:
1382       break;
1383     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C:
1384       if (isLiteralConstant(MI->getOperand(i),
1385                             RI.getRegClass(RegClass)->getSize())) {
1386         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1387         return false;
1388       }
1389       break;
1390     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
1391       // Check if this operand is an immediate.
1392       // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
1393       // allowed.
1394       if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFI()) {
1395         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
1396         return false;
1397       }
1398       // Fall-through
1399     default:
1400       continue;
1401     }
1402
1403     if (!MI->getOperand(i).isReg())
1404       continue;
1405
1406     if (RegClass != -1) {
1407       unsigned Reg = MI->getOperand(i).getReg();
1408       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1409         continue;
1410
1411       const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
1412       if (!RC->contains(Reg)) {
1413         ErrInfo = "Operand has incorrect register class.";
1414         return false;
1415       }
1416     }
1417   }
1418
1419
1420   // Verify VOP*
1421   if (isVOP1(*MI) || isVOP2(*MI) || isVOP3(*MI) || isVOPC(*MI)) {
1422     // Only look at the true operands. Only a real operand can use the constant
1423     // bus, and we don't want to check pseudo-operands like the source modifier
1424     // flags.
1425     const int OpIndices[] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
1426
1427     unsigned ConstantBusCount = 0;
1428     unsigned SGPRUsed = findImplicitSGPRRead(*MI);
1429     if (SGPRUsed != AMDGPU::NoRegister)
1430       ++ConstantBusCount;
1431
1432     for (int OpIdx : OpIndices) {
1433       if (OpIdx == -1)
1434         break;
1435       const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
1436       if (usesConstantBus(MRI, MO, getOpSize(Opcode, OpIdx))) {
1437         if (MO.isReg()) {
1438           if (MO.getReg() != SGPRUsed)
1439             ++ConstantBusCount;
1440           SGPRUsed = MO.getReg();
1441         } else {
1442           ++ConstantBusCount;
1443         }
1444       }
1445     }
1446     if (ConstantBusCount > 1) {
1447       ErrInfo = "VOP* instruction uses the constant bus more than once";
1448       return false;
1449     }
1450   }
1451
1452   // Verify misc. restrictions on specific instructions.
1453   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
1454       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
1455     const MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
1456     const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
1457     const MachineOperand &Src2 = MI->getOperand(Src2Idx);
1458     if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
1459       if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
1460           !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
1461         ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
1462         return false;
1463       }
1464     }
1465   }
1466
1467   // Make sure we aren't losing exec uses in the td files. This mostly requires
1468   // being careful when using let Uses to try to add other use registers.
1469   if (!isGenericOpcode(Opcode) && !isSALU(Opcode) && !isSMRD(Opcode)) {
1470     const MachineOperand *Exec = MI->findRegisterUseOperand(AMDGPU::EXEC);
1471     if (!Exec || !Exec->isImplicit()) {
1472       ErrInfo = "VALU instruction does not implicitly read exec mask";
1473       return false;
1474     }
1475   }
1476
1477   return true;
1478 }
1479
1480 unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
1481   switch (MI.getOpcode()) {
1482   default: return AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1483   case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
1484   case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
1485   case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
1486   case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
1487   case AMDGPU::S_MOV_B32:
1488     return MI.getOperand(1).isReg() ?
1489            AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1490   case AMDGPU::S_ADD_I32:
1491   case AMDGPU::S_ADD_U32: return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
1492   case AMDGPU::S_ADDC_U32: return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
1493   case AMDGPU::S_SUB_I32:
1494   case AMDGPU::S_SUB_U32: return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
1495   case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
1496   case AMDGPU::S_MUL_I32: return AMDGPU::V_MUL_LO_I32;
1497   case AMDGPU::S_AND_B32: return AMDGPU::V_AND_B32_e32;
1498   case AMDGPU::S_OR_B32: return AMDGPU::V_OR_B32_e32;
1499   case AMDGPU::S_XOR_B32: return AMDGPU::V_XOR_B32_e32;
1500   case AMDGPU::S_MIN_I32: return AMDGPU::V_MIN_I32_e32;
1501   case AMDGPU::S_MIN_U32: return AMDGPU::V_MIN_U32_e32;
1502   case AMDGPU::S_MAX_I32: return AMDGPU::V_MAX_I32_e32;
1503   case AMDGPU::S_MAX_U32: return AMDGPU::V_MAX_U32_e32;
1504   case AMDGPU::S_ASHR_I32: return AMDGPU::V_ASHR_I32_e32;
1505   case AMDGPU::S_ASHR_I64: return AMDGPU::V_ASHR_I64;
1506   case AMDGPU::S_LSHL_B32: return AMDGPU::V_LSHL_B32_e32;
1507   case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
1508   case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
1509   case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
1510   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1511   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1512   case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
1513   case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1514   case AMDGPU::S_BFM_B32: return AMDGPU::V_BFM_B32_e64;
1515   case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
1516   case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1517   case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1518   case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
1519   case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
1520   case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
1521   case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
1522   case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
1523   case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
1524   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
1525   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR:
1526   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM_ci:
1527     return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORD_ADDR64;
1528   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
1529   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR:
1530   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM_ci:
1531     return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX2_ADDR64;
1532   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
1533   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR:
1534   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM_ci:
1535     return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX4_ADDR64;
1536   case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64;
1537   case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
1538   case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
1539   case AMDGPU::S_FLBIT_I32: return AMDGPU::V_FFBH_I32_e64;
1540   }
1541 }
1542
1543 bool SIInstrInfo::isSALUOpSupportedOnVALU(const MachineInstr &MI) const {
1544   return getVALUOp(MI) != AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1545 }
1546
1547 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getOpRegClass(const MachineInstr &MI,
1548                                                       unsigned OpNo) const {
1549   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
1550   const MCInstrDesc &Desc = get(MI.getOpcode());
1551   if (MI.isVariadic() || OpNo >= Desc.getNumOperands() ||
1552       Desc.OpInfo[OpNo].RegClass == -1) {
1553     unsigned Reg = MI.getOperand(OpNo).getReg();
1554
1555     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1556       return MRI.getRegClass(Reg);
1557     return RI.getPhysRegClass(Reg);
1558   }
1559
1560   unsigned RCID = Desc.OpInfo[OpNo].RegClass;
1561   return RI.getRegClass(RCID);
1562 }
1563
1564 bool SIInstrInfo::canReadVGPR(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const {
1565   switch (MI.getOpcode()) {
1566   case AMDGPU::COPY:
1567   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
1568   case AMDGPU::PHI:
1569   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
1570     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, 0));
1571   default:
1572     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, OpNo));
1573   }
1574 }
1575
1576 void SIInstrInfo::legalizeOpWithMove(MachineInstr *MI, unsigned OpIdx) const {
1577   MachineBasicBlock::iterator I = MI;
1578   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1579   MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
1580   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
1581   unsigned RCID = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpIdx].RegClass;
1582   const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RCID);
1583   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1584   if (MO.isReg())
1585     Opcode = AMDGPU::COPY;
1586   else if (RI.isSGPRClass(RC))
1587     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
1588
1589
1590   const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(RC);
1591   if (RI.getCommonSubClass(&AMDGPU::VReg_64RegClass, VRC))
1592     VRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
1593   else
1594     VRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
1595
1596   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
1597   DebugLoc DL = MBB->findDebugLoc(I);
1598   BuildMI(*MI->getParent(), I, DL, get(Opcode), Reg)
1599     .addOperand(MO);
1600   MO.ChangeToRegister(Reg, false);
1601 }
1602
1603 unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
1604                                          MachineRegisterInfo &MRI,
1605                                          MachineOperand &SuperReg,
1606                                          const TargetRegisterClass *SuperRC,
1607                                          unsigned SubIdx,
1608                                          const TargetRegisterClass *SubRC)
1609                                          const {
1610   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1611   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1612   unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
1613
1614   if (SuperReg.getSubReg() == AMDGPU::NoSubRegister) {
1615     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
1616       .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SubIdx);
1617     return SubReg;
1618   }
1619
1620   // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
1621   // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
1622   // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
1623   // eliminate this extra copy.
1624   unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
1625
1626   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), NewSuperReg)
1627     .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SuperReg.getSubReg());
1628
1629   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
1630     .addReg(NewSuperReg, 0, SubIdx);
1631
1632   return SubReg;
1633 }
1634
1635 MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
1636   MachineBasicBlock::iterator MII,
1637   MachineRegisterInfo &MRI,
1638   MachineOperand &Op,
1639   const TargetRegisterClass *SuperRC,
1640   unsigned SubIdx,
1641   const TargetRegisterClass *SubRC) const {
1642   if (Op.isImm()) {
1643     // XXX - Is there a better way to do this?
1644     if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
1645       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
1646     if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
1647       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() >> 32);
1648
1649     llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
1650   }
1651
1652   unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
1653                                        SubIdx, SubRC);
1654   return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
1655 }
1656
1657 // Change the order of operands from (0, 1, 2) to (0, 2, 1)
1658 void SIInstrInfo::swapOperands(MachineBasicBlock::iterator Inst) const {
1659   assert(Inst->getNumExplicitOperands() == 3);
1660   MachineOperand Op1 = Inst->getOperand(1);
1661   Inst->RemoveOperand(1);
1662   Inst->addOperand(Op1);
1663 }
1664
1665 bool SIInstrInfo::isOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpIdx,
1666                                  const MachineOperand *MO) const {
1667   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1668   const MCInstrDesc &InstDesc = get(MI->getOpcode());
1669   const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpIdx];
1670   const TargetRegisterClass *DefinedRC =
1671       OpInfo.RegClass != -1 ? RI.getRegClass(OpInfo.RegClass) : nullptr;
1672   if (!MO)
1673     MO = &MI->getOperand(OpIdx);
1674
1675   if (isVALU(*MI) &&
1676       usesConstantBus(MRI, *MO, DefinedRC->getSize())) {
1677     unsigned SGPRUsed =
1678         MO->isReg() ? MO->getReg() : (unsigned)AMDGPU::NoRegister;
1679     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1680       if (i == OpIdx)
1681         continue;
1682       const MachineOperand &Op = MI->getOperand(i);
1683       if (Op.isReg() && Op.getReg() != SGPRUsed &&
1684           usesConstantBus(MRI, Op, getOpSize(*MI, i))) {
1685         return false;
1686       }
1687     }
1688   }
1689
1690   if (MO->isReg()) {
1691     assert(DefinedRC);
1692     const TargetRegisterClass *RC =
1693         TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO->getReg()) ?
1694             MRI.getRegClass(MO->getReg()) :
1695             RI.getPhysRegClass(MO->getReg());
1696
1697     // In order to be legal, the common sub-class must be equal to the
1698     // class of the current operand.  For example:
1699     //
1700     // v_mov_b32 s0 ; Operand defined as vsrc_32
1701     //              ; RI.getCommonSubClass(s0,vsrc_32) = sgpr ; LEGAL
1702     //
1703     // s_sendmsg 0, s0 ; Operand defined as m0reg
1704     //                 ; RI.getCommonSubClass(s0,m0reg) = m0reg ; NOT LEGAL
1705
1706     return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)) == RC;
1707   }
1708
1709
1710   // Handle non-register types that are treated like immediates.
1711   assert(MO->isImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI());
1712
1713   if (!DefinedRC) {
1714     // This operand expects an immediate.
1715     return true;
1716   }
1717
1718   return isImmOperandLegal(MI, OpIdx, *MO);
1719 }
1720
1721 // Legalize VOP3 operands. Because all operand types are supported for any
1722 // operand, and since literal constants are not allowed and should never be
1723 // seen, we only need to worry about inserting copies if we use multiple SGPR
1724 // operands.
1725 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP3(
1726   MachineRegisterInfo &MRI,
1727   MachineInstr *MI) const {
1728   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1729
1730   int VOP3Idx[3] = {
1731     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0),
1732     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1),
1733     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2)
1734   };
1735
1736   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
1737   unsigned SGPRReg = findUsedSGPR(MI, VOP3Idx);
1738
1739   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
1740     int Idx = VOP3Idx[i];
1741     if (Idx == -1)
1742       break;
1743     MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
1744
1745     // We should never see a VOP3 instruction with an illegal immediate operand.
1746     if (!MO.isReg())
1747       continue;
1748
1749     if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
1750       continue; // VGPRs are legal
1751
1752     if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister || SGPRReg == MO.getReg()) {
1753       SGPRReg = MO.getReg();
1754       // We can use one SGPR in each VOP3 instruction.
1755       continue;
1756     }
1757
1758     // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
1759     // legalize it.
1760     legalizeOpWithMove(MI, Idx);
1761   }
1762 }
1763
1764 void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
1765   MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1766   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1767
1768   // Legalize VOP2
1769   if (isVOP2(*MI)) {
1770     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
1771     int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
1772
1773     // Legalize src0
1774     if (!isOperandLegal(MI, Src0Idx))
1775       legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
1776
1777     // Legalize src1
1778     if (isOperandLegal(MI, Src1Idx))
1779       return;
1780
1781     // Usually src0 of VOP2 instructions allow more types of inputs
1782     // than src1, so try to commute the instruction to decrease our
1783     // chances of having to insert a MOV instruction to legalize src1.
1784     if (MI->isCommutable()) {
1785       if (commuteInstruction(MI))
1786         // If we are successful in commuting, then we know MI is legal, so
1787         // we are done.
1788         return;
1789     }
1790
1791     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
1792     return;
1793   }
1794
1795   // Legalize VOP3
1796   if (isVOP3(*MI)) {
1797     legalizeOperandsVOP3(MRI, MI);
1798     return;
1799   }
1800
1801   // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
1802   // The register class of the operands much be the same type as the register
1803   // class of the output.
1804   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
1805     const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
1806     for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
1807       if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
1808           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
1809         continue;
1810       const TargetRegisterClass *OpRC =
1811               MRI.getRegClass(MI->getOperand(i).getReg());
1812       if (RI.hasVGPRs(OpRC)) {
1813         VRC = OpRC;
1814       } else {
1815         SRC = OpRC;
1816       }
1817     }
1818
1819     // If any of the operands are VGPR registers, then they all most be
1820     // otherwise we will create illegal VGPR->SGPR copies when legalizing
1821     // them.
1822     if (VRC || !RI.isSGPRClass(getOpRegClass(*MI, 0))) {
1823       if (!VRC) {
1824         assert(SRC);
1825         VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(SRC);
1826       }
1827       RC = VRC;
1828     } else {
1829       RC = SRC;
1830     }
1831
1832     // Update all the operands so they have the same type.
1833     for (unsigned I = 1, E = MI->getNumOperands(); I != E; I += 2) {
1834       MachineOperand &Op = MI->getOperand(I);
1835       if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
1836         continue;
1837       unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
1838
1839       // MI is a PHI instruction.
1840       MachineBasicBlock *InsertBB = MI->getOperand(I + 1).getMBB();
1841       MachineBasicBlock::iterator Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
1842
1843       BuildMI(*InsertBB, Insert, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), DstReg)
1844         .addOperand(Op);
1845       Op.setReg(DstReg);
1846     }
1847   }
1848
1849   // REG_SEQUENCE doesn't really require operand legalization, but if one has a
1850   // VGPR dest type and SGPR sources, insert copies so all operands are
1851   // VGPRs. This seems to help operand folding / the register coalescer.
1852   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
1853     MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1854     const TargetRegisterClass *DstRC = getOpRegClass(*MI, 0);
1855     if (RI.hasVGPRs(DstRC)) {
1856       // Update all the operands so they are VGPR register classes. These may
1857       // not be the same register class because REG_SEQUENCE supports mixing
1858       // subregister index types e.g. sub0_sub1 + sub2 + sub3
1859       for (unsigned I = 1, E = MI->getNumOperands(); I != E; I += 2) {
1860         MachineOperand &Op = MI->getOperand(I);
1861         if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
1862           continue;
1863
1864         const TargetRegisterClass *OpRC = MRI.getRegClass(Op.getReg());
1865         const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(OpRC);
1866         if (VRC == OpRC)
1867           continue;
1868
1869         unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
1870
1871         BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), DstReg)
1872           .addOperand(Op);
1873
1874         Op.setReg(DstReg);
1875         Op.setIsKill();
1876       }
1877     }
1878
1879     return;
1880   }
1881
1882   // Legalize INSERT_SUBREG
1883   // src0 must have the same register class as dst
1884   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
1885     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
1886     unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
1887     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
1888     const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
1889     if (DstRC != Src0RC) {
1890       MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
1891       unsigned NewSrc0 = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
1892       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), NewSrc0)
1893               .addReg(Src0);
1894       MI->getOperand(1).setReg(NewSrc0);
1895     }
1896     return;
1897   }
1898
1899   // Legalize MUBUF* instructions
1900   // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
1901   // may need to legalize them here.
1902   int SRsrcIdx =
1903       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::srsrc);
1904   if (SRsrcIdx != -1) {
1905     // We have an MUBUF instruction
1906     MachineOperand *SRsrc = &MI->getOperand(SRsrcIdx);
1907     unsigned SRsrcRC = get(MI->getOpcode()).OpInfo[SRsrcIdx].RegClass;
1908     if (RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()),
1909                                              RI.getRegClass(SRsrcRC))) {
1910       // The operands are legal.
1911       // FIXME: We may need to legalize operands besided srsrc.
1912       return;
1913     }
1914
1915     MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
1916
1917     // Extract the ptr from the resource descriptor.
1918     unsigned SRsrcPtr = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
1919       &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub0_sub1, &AMDGPU::VReg_64RegClass);
1920
1921     // Create an empty resource descriptor
1922     unsigned Zero64 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
1923     unsigned SRsrcFormatLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1924     unsigned SRsrcFormatHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1925     unsigned NewSRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
1926     uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
1927
1928     // Zero64 = 0
1929     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B64),
1930             Zero64)
1931             .addImm(0);
1932
1933     // SRsrcFormatLo = RSRC_DATA_FORMAT{31-0}
1934     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1935             SRsrcFormatLo)
1936             .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
1937
1938     // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
1939     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1940             SRsrcFormatHi)
1941             .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
1942
1943     // NewSRsrc = {Zero64, SRsrcFormat}
1944     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewSRsrc)
1945       .addReg(Zero64)
1946       .addImm(AMDGPU::sub0_sub1)
1947       .addReg(SRsrcFormatLo)
1948       .addImm(AMDGPU::sub2)
1949       .addReg(SRsrcFormatHi)
1950       .addImm(AMDGPU::sub3);
1951
1952     MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
1953     unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
1954     if (VAddr) {
1955       // This is already an ADDR64 instruction so we need to add the pointer
1956       // extracted from the resource descriptor to the current value of VAddr.
1957       unsigned NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
1958       unsigned NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
1959
1960       // NewVaddrLo = SRsrcPtr:sub0 + VAddr:sub0
1961       DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1962       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), NewVAddrLo)
1963         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
1964         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
1965
1966       // NewVaddrHi = SRsrcPtr:sub1 + VAddr:sub1
1967       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e32), NewVAddrHi)
1968         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
1969         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1);
1970
1971       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
1972       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
1973         .addReg(NewVAddrLo)
1974         .addImm(AMDGPU::sub0)
1975         .addReg(NewVAddrHi)
1976         .addImm(AMDGPU::sub1);
1977     } else {
1978       // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
1979       // ADDR64.
1980       assert(MBB.getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration()
1981              < AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS &&
1982              "FIXME: Need to emit flat atomics here");
1983
1984       MachineOperand *VData = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata);
1985       MachineOperand *Offset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
1986       MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soffset);
1987       unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI->getOpcode());
1988
1989       // Atomics rith return have have an additional tied operand and are
1990       // missing some of the special bits.
1991       MachineOperand *VDataIn = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata_in);
1992       MachineInstr *Addr64;
1993
1994       if (!VDataIn) {
1995         // Regular buffer load / store.
1996         MachineInstrBuilder MIB
1997           = BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
1998           .addOperand(*VData)
1999           .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
2000           // This will be replaced later
2001           // with the new value of vaddr.
2002           .addOperand(*SRsrc)
2003           .addOperand(*SOffset)
2004           .addOperand(*Offset);
2005
2006         // Atomics do not have this operand.
2007         if (const MachineOperand *GLC
2008             = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::glc)) {
2009           MIB.addImm(GLC->getImm());
2010         }
2011
2012         MIB.addImm(getNamedImmOperand(*MI, AMDGPU::OpName::slc));
2013
2014         if (const MachineOperand *TFE
2015             = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::tfe)) {
2016           MIB.addImm(TFE->getImm());
2017         }
2018
2019         MIB.setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
2020         Addr64 = MIB;
2021       } else {
2022         // Atomics with return.
2023         Addr64 = BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
2024           .addOperand(*VData)
2025           .addOperand(*VDataIn)
2026           .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
2027           // This will be replaced later
2028           // with the new value of vaddr.
2029           .addOperand(*SRsrc)
2030           .addOperand(*SOffset)
2031           .addOperand(*Offset)
2032           .addImm(getNamedImmOperand(*MI, AMDGPU::OpName::slc))
2033           .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
2034       }
2035
2036       MI->removeFromParent();
2037       MI = Addr64;
2038
2039       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
2040       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
2041         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
2042         .addImm(AMDGPU::sub0)
2043         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
2044         .addImm(AMDGPU::sub1);
2045
2046       VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
2047       SRsrc = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
2048     }
2049
2050     // Update the instruction to use NewVaddr
2051     VAddr->setReg(NewVAddr);
2052     // Update the instruction to use NewSRsrc
2053     SRsrc->setReg(NewSRsrc);
2054   }
2055 }
2056
2057 void SIInstrInfo::splitSMRD(MachineInstr *MI,
2058                             const TargetRegisterClass *HalfRC,
2059                             unsigned HalfImmOp, unsigned HalfSGPROp,
2060                             MachineInstr *&Lo, MachineInstr *&Hi) const {
2061
2062   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
2063   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
2064   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
2065   unsigned RegLo = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
2066   unsigned RegHi = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
2067   unsigned HalfSize = HalfRC->getSize();
2068   const MachineOperand *OffOp =
2069       getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
2070   const MachineOperand *SBase = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::sbase);
2071
2072   // The SMRD has an 8-bit offset in dwords on SI and a 20-bit offset in bytes
2073   // on VI.
2074
2075   bool IsKill = SBase->isKill();
2076   if (OffOp) {
2077     bool isVI =
2078         MBB->getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration() >=
2079         AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS;
2080     unsigned OffScale = isVI ? 1 : 4;
2081     // Handle the _IMM variant
2082     unsigned LoOffset = OffOp->getImm() * OffScale;
2083     unsigned HiOffset = LoOffset + HalfSize;
2084     Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegLo)
2085                   // Use addReg instead of addOperand
2086                   // to make sure kill flag is cleared.
2087                   .addReg(SBase->getReg(), 0, SBase->getSubReg())
2088                   .addImm(LoOffset / OffScale);
2089
2090     if (!isUInt<20>(HiOffset) || (!isVI && !isUInt<8>(HiOffset / OffScale))) {
2091       unsigned OffsetSGPR =
2092           MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
2093       BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), OffsetSGPR)
2094               .addImm(HiOffset); // The offset in register is in bytes.
2095       Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
2096                     .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
2097                             SBase->getSubReg())
2098                     .addReg(OffsetSGPR);
2099     } else {
2100       Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegHi)
2101                      .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
2102                              SBase->getSubReg())
2103                      .addImm(HiOffset / OffScale);
2104     }
2105   } else {
2106     // Handle the _SGPR variant
2107     MachineOperand *SOff = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soff);
2108     Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegLo)
2109                   .addReg(SBase->getReg(), 0, SBase->getSubReg())
2110                   .addOperand(*SOff);
2111     unsigned OffsetSGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
2112     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), OffsetSGPR)
2113       .addReg(SOff->getReg(), 0, SOff->getSubReg())
2114       .addImm(HalfSize);
2115     Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
2116                   .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
2117                           SBase->getSubReg())
2118                   .addReg(OffsetSGPR);
2119   }
2120
2121   unsigned SubLo, SubHi;
2122   const TargetRegisterClass *NewDstRC;
2123   switch (HalfSize) {
2124     case 4:
2125       SubLo = AMDGPU::sub0;
2126       SubHi = AMDGPU::sub1;
2127       NewDstRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
2128       break;
2129     case 8:
2130       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1;
2131       SubHi = AMDGPU::sub2_sub3;
2132       NewDstRC = &AMDGPU::VReg_128RegClass;
2133       break;
2134     case 16:
2135       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3;
2136       SubHi = AMDGPU::sub4_sub5_sub6_sub7;
2137       NewDstRC = &AMDGPU::VReg_256RegClass;
2138       break;
2139     case 32:
2140       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3_sub4_sub5_sub6_sub7;
2141       SubHi = AMDGPU::sub8_sub9_sub10_sub11_sub12_sub13_sub14_sub15;
2142       NewDstRC = &AMDGPU::VReg_512RegClass;
2143       break;
2144     default:
2145       llvm_unreachable("Unhandled HalfSize");
2146   }
2147
2148   unsigned OldDst = MI->getOperand(0).getReg();
2149   unsigned NewDst = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
2150
2151   MRI.replaceRegWith(OldDst, NewDst);
2152
2153   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewDst)
2154     .addReg(RegLo)
2155     .addImm(SubLo)
2156     .addReg(RegHi)
2157     .addImm(SubHi);
2158 }
2159
2160 void SIInstrInfo::moveSMRDToVALU(MachineInstr *MI,
2161                                  MachineRegisterInfo &MRI,
2162                                  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
2163   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
2164   int DstIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::dst);
2165   assert(DstIdx != -1);
2166   unsigned DstRCID = get(MI->getOpcode()).OpInfo[DstIdx].RegClass;
2167   switch(RI.getRegClass(DstRCID)->getSize()) {
2168     case 4:
2169     case 8:
2170     case 16: {
2171       unsigned NewOpcode = getVALUOp(*MI);
2172       unsigned RegOffset;
2173       unsigned ImmOffset;
2174
2175       if (MI->getOperand(2).isReg()) {
2176         RegOffset = MI->getOperand(2).getReg();
2177         ImmOffset = 0;
2178       } else {
2179         assert(MI->getOperand(2).isImm());
2180         // SMRD instructions take a dword offsets on SI and byte offset on VI
2181         // and MUBUF instructions always take a byte offset.
2182         ImmOffset = MI->getOperand(2).getImm();
2183         if (MBB->getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration() <=
2184             AMDGPUSubtarget::SEA_ISLANDS)
2185           ImmOffset <<= 2;
2186         RegOffset = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2187
2188         if (isUInt<12>(ImmOffset)) {
2189           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
2190                   RegOffset)
2191                   .addImm(0);
2192         } else {
2193           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
2194                   RegOffset)
2195                   .addImm(ImmOffset);
2196           ImmOffset = 0;
2197         }
2198       }
2199
2200       unsigned SRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
2201       unsigned DWord0 = RegOffset;
2202       unsigned DWord1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2203       unsigned DWord2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2204       unsigned DWord3 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2205       uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
2206
2207       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord1)
2208               .addImm(0);
2209       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord2)
2210               .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
2211       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord3)
2212               .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
2213       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), SRsrc)
2214         .addReg(DWord0)
2215         .addImm(AMDGPU::sub0)
2216         .addReg(DWord1)
2217         .addImm(AMDGPU::sub1)
2218         .addReg(DWord2)
2219         .addImm(AMDGPU::sub2)
2220         .addReg(DWord3)
2221         .addImm(AMDGPU::sub3);
2222
2223       const MCInstrDesc &NewInstDesc = get(NewOpcode);
2224       const TargetRegisterClass *NewDstRC
2225         = RI.getRegClass(NewInstDesc.OpInfo[0].RegClass);
2226       unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
2227       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
2228       MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
2229
2230       MachineInstr *NewInst =
2231         BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), NewInstDesc, NewDstReg)
2232         .addOperand(MI->getOperand(1)) // sbase
2233         .addReg(SRsrc)
2234         .addImm(0)
2235         .addImm(ImmOffset)
2236         .addImm(0) // glc
2237         .addImm(0) // slc
2238         .addImm(0) // tfe
2239         .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
2240       MI->eraseFromParent();
2241
2242       legalizeOperands(NewInst);
2243       addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
2244       break;
2245     }
2246     case 32: {
2247       MachineInstr *Lo, *Hi;
2248       splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_128RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM,
2249                 AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR, Lo, Hi);
2250       MI->eraseFromParent();
2251       moveSMRDToVALU(Lo, MRI, Worklist);
2252       moveSMRDToVALU(Hi, MRI, Worklist);
2253       break;
2254     }
2255
2256     case 64: {
2257       MachineInstr *Lo, *Hi;
2258       splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_256RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_IMM,
2259                 AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_SGPR, Lo, Hi);
2260       MI->eraseFromParent();
2261       moveSMRDToVALU(Lo, MRI, Worklist);
2262       moveSMRDToVALU(Hi, MRI, Worklist);
2263       break;
2264     }
2265   }
2266 }
2267
2268 void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
2269   SmallVector<MachineInstr *, 128> Worklist;
2270   Worklist.push_back(&TopInst);
2271
2272   while (!Worklist.empty()) {
2273     MachineInstr *Inst = Worklist.pop_back_val();
2274     MachineBasicBlock *MBB = Inst->getParent();
2275     MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
2276
2277     unsigned Opcode = Inst->getOpcode();
2278     unsigned NewOpcode = getVALUOp(*Inst);
2279
2280     // Handle some special cases
2281     switch (Opcode) {
2282     default:
2283       if (isSMRD(*Inst)) {
2284         moveSMRDToVALU(Inst, MRI, Worklist);
2285         continue;
2286       }
2287       break;
2288     case AMDGPU::S_AND_B64:
2289       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_AND_B32_e64);
2290       Inst->eraseFromParent();
2291       continue;
2292
2293     case AMDGPU::S_OR_B64:
2294       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_OR_B32_e64);
2295       Inst->eraseFromParent();
2296       continue;
2297
2298     case AMDGPU::S_XOR_B64:
2299       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_XOR_B32_e64);
2300       Inst->eraseFromParent();
2301       continue;
2302
2303     case AMDGPU::S_NOT_B64:
2304       splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_NOT_B32_e32);
2305       Inst->eraseFromParent();
2306       continue;
2307
2308     case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
2309       splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
2310       Inst->eraseFromParent();
2311       continue;
2312
2313     case AMDGPU::S_BFE_I64: {
2314       splitScalar64BitBFE(Worklist, Inst);
2315       Inst->eraseFromParent();
2316       continue;
2317     }
2318
2319     case AMDGPU::S_LSHL_B32:
2320       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2321         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e64;
2322         swapOperands(Inst);
2323       }
2324       break;
2325     case AMDGPU::S_ASHR_I32:
2326       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2327         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64;
2328         swapOperands(Inst);
2329       }
2330       break;
2331     case AMDGPU::S_LSHR_B32:
2332       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2333         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64;
2334         swapOperands(Inst);
2335       }
2336       break;
2337     case AMDGPU::S_LSHL_B64:
2338       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2339         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B64;
2340         swapOperands(Inst);
2341       }
2342       break;
2343     case AMDGPU::S_ASHR_I64:
2344       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2345         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I64;
2346         swapOperands(Inst);
2347       }
2348       break;
2349     case AMDGPU::S_LSHR_B64:
2350       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2351         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B64;
2352         swapOperands(Inst);
2353       }
2354       break;
2355
2356     case AMDGPU::S_BFE_U64:
2357     case AMDGPU::S_BFM_B64:
2358       llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
2359     }
2360
2361     if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
2362       // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
2363       // legalize its operands instead.
2364       legalizeOperands(Inst);
2365       continue;
2366     }
2367
2368     // Use the new VALU Opcode.
2369     const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpcode);
2370     Inst->setDesc(NewDesc);
2371
2372     // Remove any references to SCC. Vector instructions can't read from it, and
2373     // We're just about to add the implicit use / defs of VCC, and we don't want
2374     // both.
2375     for (unsigned i = Inst->getNumOperands() - 1; i > 0; --i) {
2376       MachineOperand &Op = Inst->getOperand(i);
2377       if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC)
2378         Inst->RemoveOperand(i);
2379     }
2380
2381     if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
2382       // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
2383       // operands for the size and offset.
2384       unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
2385       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
2386       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
2387
2388     } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
2389       // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
2390       // extra 0 operand.
2391       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
2392     }
2393
2394     Inst->addImplicitDefUseOperands(*Inst->getParent()->getParent());
2395
2396     if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
2397       const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst->getOperand(2);
2398       // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
2399       // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
2400       assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
2401              "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
2402       uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
2403
2404       uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
2405       uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
2406       Inst->RemoveOperand(2); // Remove old immediate.
2407       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
2408       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
2409     }
2410
2411     // Update the destination register class.
2412     const TargetRegisterClass *NewDstRC = getDestEquivalentVGPRClass(*Inst);
2413     if (!NewDstRC)
2414       continue;
2415
2416     unsigned DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2417     unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
2418     MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
2419
2420     // Legalize the operands
2421     legalizeOperands(Inst);
2422
2423     addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
2424   }
2425 }
2426
2427 //===----------------------------------------------------------------------===//
2428 // Indirect addressing callbacks
2429 //===----------------------------------------------------------------------===//
2430
2431 unsigned SIInstrInfo::calculateIndirectAddress(unsigned RegIndex,
2432                                                  unsigned Channel) const {
2433   assert(Channel == 0);
2434   return RegIndex;
2435 }
2436
2437 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getIndirectAddrRegClass() const {
2438   return &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
2439 }
2440
2441 void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
2442   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2443   MachineInstr *Inst,
2444   unsigned Opcode) const {
2445   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2446   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2447
2448   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2449   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
2450   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2451
2452   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2453
2454   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2455   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2456     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2457     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2458
2459   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2460
2461   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2462                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2463
2464   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2465   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
2466   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
2467
2468   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2469   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2470     .addOperand(SrcReg0Sub0);
2471
2472   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2473                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2474
2475   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2476   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2477     .addOperand(SrcReg0Sub1);
2478
2479   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
2480   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2481     .addReg(DestSub0)
2482     .addImm(AMDGPU::sub0)
2483     .addReg(DestSub1)
2484     .addImm(AMDGPU::sub1);
2485
2486   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2487
2488   // We don't need to legalizeOperands here because for a single operand, src0
2489   // will support any kind of input.
2490
2491   // Move all users of this moved value.
2492   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
2493 }
2494
2495 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
2496   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2497   MachineInstr *Inst,
2498   unsigned Opcode) const {
2499   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2500   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2501
2502   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2503   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
2504   MachineOperand &Src1 = Inst->getOperand(2);
2505   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2506
2507   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2508
2509   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2510   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2511     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2512     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2513
2514   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2515   const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
2516     MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
2517     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2518
2519   const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
2520
2521   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2522                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2523   MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2524                                                        AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
2525
2526   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2527   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
2528   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
2529
2530   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2531   MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2532     .addOperand(SrcReg0Sub0)
2533     .addOperand(SrcReg1Sub0);
2534
2535   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2536                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2537   MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2538                                                        AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
2539
2540   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2541   MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2542     .addOperand(SrcReg0Sub1)
2543     .addOperand(SrcReg1Sub1);
2544
2545   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
2546   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2547     .addReg(DestSub0)
2548     .addImm(AMDGPU::sub0)
2549     .addReg(DestSub1)
2550     .addImm(AMDGPU::sub1);
2551
2552   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2553
2554   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
2555   // valid.
2556   legalizeOperands(LoHalf);
2557   legalizeOperands(HiHalf);
2558
2559   // Move all users of this moved vlaue.
2560   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
2561 }
2562
2563 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2564                                        MachineInstr *Inst) const {
2565   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2566   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2567
2568   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2569   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2570
2571   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2572   MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
2573
2574   const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64);
2575   const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
2576     MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
2577     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2578
2579   unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2580   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2581
2582   const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
2583
2584   MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2585                                                       AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
2586   MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2587                                                       AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
2588
2589   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
2590     .addOperand(SrcRegSub0)
2591     .addImm(0);
2592
2593   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
2594     .addOperand(SrcRegSub1)
2595     .addReg(MidReg);
2596
2597   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2598
2599   // We don't need to legalize operands here. src0 for etiher instruction can be
2600   // an SGPR, and the second input is unused or determined here.
2601   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2602 }
2603
2604 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBFE(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2605                                       MachineInstr *Inst) const {
2606   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2607   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2608   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2609   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2610
2611   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2612   uint32_t Imm = Inst->getOperand(2).getImm();
2613   uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
2614   uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
2615
2616   (void) Offset;
2617
2618   // Only sext_inreg cases handled.
2619   assert(Inst->getOpcode() == AMDGPU::S_BFE_I64 &&
2620          BitWidth <= 32 &&
2621          Offset == 0 &&
2622          "Not implemented");
2623
2624   if (BitWidth < 32) {
2625     unsigned MidRegLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2626     unsigned MidRegHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2627     unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2628
2629     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_BFE_I32), MidRegLo)
2630       .addReg(Inst->getOperand(1).getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
2631       .addImm(0)
2632       .addImm(BitWidth);
2633
2634     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e32), MidRegHi)
2635       .addImm(31)
2636       .addReg(MidRegLo);
2637
2638     BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
2639       .addReg(MidRegLo)
2640       .addImm(AMDGPU::sub0)
2641       .addReg(MidRegHi)
2642       .addImm(AMDGPU::sub1);
2643
2644     MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2645     addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2646     return;
2647   }
2648
2649   MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
2650   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2651   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2652
2653   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64), TmpReg)
2654     .addImm(31)
2655     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
2656
2657   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
2658     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
2659     .addImm(AMDGPU::sub0)
2660     .addReg(TmpReg)
2661     .addImm(AMDGPU::sub1);
2662
2663   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2664   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2665 }
2666
2667 void SIInstrInfo::addUsersToMoveToVALUWorklist(
2668   unsigned DstReg,
2669   MachineRegisterInfo &MRI,
2670   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
2671   for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(DstReg),
2672          E = MRI.use_end(); I != E; ++I) {
2673     MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
2674     if (!canReadVGPR(UseMI, I.getOperandNo())) {
2675       Worklist.push_back(&UseMI);
2676     }
2677   }
2678 }
2679
2680 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getDestEquivalentVGPRClass(
2681   const MachineInstr &Inst) const {
2682   const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(Inst, 0);
2683
2684   switch (Inst.getOpcode()) {
2685   // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual register
2686   // class associated with the operand, so we need to find an equivalent VGPR
2687   // register class in order to move the instruction to the VALU.
2688   case AMDGPU::COPY:
2689   case AMDGPU::PHI:
2690   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
2691   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
2692     if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
2693       return nullptr;
2694
2695     NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
2696     if (!NewDstRC)
2697       return nullptr;
2698     return NewDstRC;
2699   default:
2700     return NewDstRC;
2701   }
2702 }
2703
2704 // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2705 unsigned SIInstrInfo::findUsedSGPR(const MachineInstr *MI,
2706                                    int OpIndices[3]) const {
2707   const MCInstrDesc &Desc = MI->getDesc();
2708
2709   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2710   //
2711   // First we need to consider the instruction's operand requirements before
2712   // legalizing. Some operands are required to be SGPRs, such as implicit uses
2713   // of VCC, but we are still bound by the constant bus requirement to only use
2714   // one.
2715   //
2716   // If the operand's class is an SGPR, we can never move it.
2717
2718   unsigned SGPRReg = findImplicitSGPRRead(*MI);
2719   if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister)
2720     return SGPRReg;
2721
2722   unsigned UsedSGPRs[3] = { AMDGPU::NoRegister };
2723   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
2724
2725   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
2726     int Idx = OpIndices[i];
2727     if (Idx == -1)
2728       break;
2729
2730     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
2731     if (!MO.isReg())
2732       continue;
2733
2734     // Is this operand statically required to be an SGPR based on the operand
2735     // constraints?
2736     const TargetRegisterClass *OpRC = RI.getRegClass(Desc.OpInfo[Idx].RegClass);
2737     bool IsRequiredSGPR = RI.isSGPRClass(OpRC);
2738     if (IsRequiredSGPR)
2739       return MO.getReg();
2740
2741     // If this could be a VGPR or an SGPR, Check the dynamic register class.
2742     unsigned Reg = MO.getReg();
2743     const TargetRegisterClass *RegRC = MRI.getRegClass(Reg);
2744     if (RI.isSGPRClass(RegRC))
2745       UsedSGPRs[i] = Reg;
2746   }
2747
2748   // We don't have a required SGPR operand, so we have a bit more freedom in
2749   // selecting operands to move.
2750
2751   // Try to select the most used SGPR. If an SGPR is equal to one of the
2752   // others, we choose that.
2753   //
2754   // e.g.
2755   // V_FMA_F32 v0, s0, s0, s0 -> No moves
2756   // V_FMA_F32 v0, s0, s1, s0 -> Move s1
2757
2758   // TODO: If some of the operands are 64-bit SGPRs and some 32, we should
2759   // prefer those.
2760
2761   if (UsedSGPRs[0] != AMDGPU::NoRegister) {
2762     if (UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[1] || UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[2])
2763       SGPRReg = UsedSGPRs[0];
2764   }
2765
2766   if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister && UsedSGPRs[1] != AMDGPU::NoRegister) {
2767     if (UsedSGPRs[1] == UsedSGPRs[2])
2768       SGPRReg = UsedSGPRs[1];
2769   }
2770
2771   return SGPRReg;
2772 }
2773
2774 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectWrite(
2775                                    MachineBasicBlock *MBB,
2776                                    MachineBasicBlock::iterator I,
2777                                    unsigned ValueReg,
2778                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
2779   const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
2780   unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(
2781                                       getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
2782
2783   return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_DST_V1))
2784           .addReg(IndirectBaseReg, RegState::Define)
2785           .addOperand(I->getOperand(0))
2786           .addReg(IndirectBaseReg)
2787           .addReg(OffsetReg)
2788           .addImm(0)
2789           .addReg(ValueReg);
2790 }
2791
2792 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectRead(
2793                                    MachineBasicBlock *MBB,
2794                                    MachineBasicBlock::iterator I,
2795                                    unsigned ValueReg,
2796                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
2797   const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
2798   unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(
2799                                       getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
2800
2801   return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_SRC_V1))
2802           .addOperand(I->getOperand(0))
2803           .addOperand(I->getOperand(1))
2804           .addReg(IndirectBaseReg)
2805           .addReg(OffsetReg)
2806           .addImm(0);
2807
2808 }
2809
2810 void SIInstrInfo::reserveIndirectRegisters(BitVector &Reserved,
2811                                             const MachineFunction &MF) const {
2812   int End = getIndirectIndexEnd(MF);
2813   int Begin = getIndirectIndexBegin(MF);
2814
2815   if (End == -1)
2816     return;
2817
2818
2819   for (int Index = Begin; Index <= End; ++Index)
2820     Reserved.set(AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(Index));
2821
2822   for (int Index = std::max(0, Begin - 1); Index <= End; ++Index)
2823     Reserved.set(AMDGPU::VReg_64RegClass.getRegister(Index));
2824
2825   for (int Index = std::max(0, Begin - 2); Index <= End; ++Index)
2826     Reserved.set(AMDGPU::VReg_96RegClass.getRegister(Index));
2827
2828   for (int Index = std::max(0, Begin - 3); Index <= End; ++Index)
2829     Reserved.set(AMDGPU::VReg_128RegClass.getRegister(Index));
2830
2831   for (int Index = std::max(0, Begin - 7); Index <= End; ++Index)
2832     Reserved.set(AMDGPU::VReg_256RegClass.getRegister(Index));
2833
2834   for (int Index = std::max(0, Begin - 15); Index <= End; ++Index)
2835     Reserved.set(AMDGPU::VReg_512RegClass.getRegister(Index));
2836 }
2837
2838 MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(MachineInstr &MI,
2839                                              unsigned OperandName) const {
2840   int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
2841   if (Idx == -1)
2842     return nullptr;
2843
2844   return &MI.getOperand(Idx);
2845 }
2846
2847 uint64_t SIInstrInfo::getDefaultRsrcDataFormat() const {
2848   uint64_t RsrcDataFormat = AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
2849   if (ST.isAmdHsaOS()) {
2850     RsrcDataFormat |= (1ULL << 56);
2851
2852   if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
2853     // Set MTYPE = 2
2854     RsrcDataFormat |= (2ULL << 59);
2855   }
2856
2857   return RsrcDataFormat;
2858 }
2859
2860 uint64_t SIInstrInfo::getScratchRsrcWords23() const {
2861   uint64_t Rsrc23 = getDefaultRsrcDataFormat() |
2862                     AMDGPU::RSRC_TID_ENABLE |
2863                     0xffffffff; // Size;
2864
2865   // If TID_ENABLE is set, DATA_FORMAT specifies stride bits [14:17].
2866   // Clear them unless we want a huge stride.
2867   if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
2868     Rsrc23 &= ~AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
2869
2870   return Rsrc23;
2871 }