R600: Add local memory support via LDS
[oota-llvm.git] / lib / Target / R600 / R600InstrInfo.cpp
1 //===-- R600InstrInfo.cpp - R600 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 R600 Implementation of TargetInstrInfo.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "R600InstrInfo.h"
16 #include "AMDGPU.h"
17 #include "AMDGPUSubtarget.h"
18 #include "AMDGPUTargetMachine.h"
19 #include "R600Defines.h"
20 #include "R600MachineFunctionInfo.h"
21 #include "R600RegisterInfo.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
25
26 #define GET_INSTRINFO_CTOR
27 #include "AMDGPUGenDFAPacketizer.inc"
28
29 using namespace llvm;
30
31 R600InstrInfo::R600InstrInfo(AMDGPUTargetMachine &tm)
32   : AMDGPUInstrInfo(tm),
33     RI(tm),
34     ST(tm.getSubtarget<AMDGPUSubtarget>())
35   { }
36
37 const R600RegisterInfo &R600InstrInfo::getRegisterInfo() const {
38   return RI;
39 }
40
41 bool R600InstrInfo::isTrig(const MachineInstr &MI) const {
42   return get(MI.getOpcode()).TSFlags & R600_InstFlag::TRIG;
43 }
44
45 bool R600InstrInfo::isVector(const MachineInstr &MI) const {
46   return get(MI.getOpcode()).TSFlags & R600_InstFlag::VECTOR;
47 }
48
49 void
50 R600InstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
51                            MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
52                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
53                            bool KillSrc) const {
54   if (AMDGPU::R600_Reg128RegClass.contains(DestReg)
55       && AMDGPU::R600_Reg128RegClass.contains(SrcReg)) {
56     for (unsigned I = 0; I < 4; I++) {
57       unsigned SubRegIndex = RI.getSubRegFromChannel(I);
58       buildDefaultInstruction(MBB, MI, AMDGPU::MOV,
59                               RI.getSubReg(DestReg, SubRegIndex),
60                               RI.getSubReg(SrcReg, SubRegIndex))
61                               .addReg(DestReg,
62                                       RegState::Define | RegState::Implicit);
63     }
64   } else {
65
66     // We can't copy vec4 registers
67     assert(!AMDGPU::R600_Reg128RegClass.contains(DestReg)
68            && !AMDGPU::R600_Reg128RegClass.contains(SrcReg));
69
70     MachineInstr *NewMI = buildDefaultInstruction(MBB, MI, AMDGPU::MOV,
71                                                   DestReg, SrcReg);
72     NewMI->getOperand(getOperandIdx(*NewMI, AMDGPU::OpName::src0))
73                                     .setIsKill(KillSrc);
74   }
75 }
76
77 MachineInstr * R600InstrInfo::getMovImmInstr(MachineFunction *MF,
78                                              unsigned DstReg, int64_t Imm) const {
79   MachineInstr * MI = MF->CreateMachineInstr(get(AMDGPU::MOV), DebugLoc());
80   MachineInstrBuilder MIB(*MF, MI);
81   MIB.addReg(DstReg, RegState::Define);
82   MIB.addReg(AMDGPU::ALU_LITERAL_X);
83   MIB.addImm(Imm);
84   MIB.addReg(0); // PREDICATE_BIT
85
86   return MI;
87 }
88
89 unsigned R600InstrInfo::getIEQOpcode() const {
90   return AMDGPU::SETE_INT;
91 }
92
93 bool R600InstrInfo::isMov(unsigned Opcode) const {
94
95
96   switch(Opcode) {
97   default: return false;
98   case AMDGPU::MOV:
99   case AMDGPU::MOV_IMM_F32:
100   case AMDGPU::MOV_IMM_I32:
101     return true;
102   }
103 }
104
105 // Some instructions act as place holders to emulate operations that the GPU
106 // hardware does automatically. This function can be used to check if
107 // an opcode falls into this category.
108 bool R600InstrInfo::isPlaceHolderOpcode(unsigned Opcode) const {
109   switch (Opcode) {
110   default: return false;
111   case AMDGPU::RETURN:
112     return true;
113   }
114 }
115
116 bool R600InstrInfo::isReductionOp(unsigned Opcode) const {
117   switch(Opcode) {
118     default: return false;
119   }
120 }
121
122 bool R600InstrInfo::isCubeOp(unsigned Opcode) const {
123   switch(Opcode) {
124     default: return false;
125     case AMDGPU::CUBE_r600_pseudo:
126     case AMDGPU::CUBE_r600_real:
127     case AMDGPU::CUBE_eg_pseudo:
128     case AMDGPU::CUBE_eg_real:
129       return true;
130   }
131 }
132
133 bool R600InstrInfo::isALUInstr(unsigned Opcode) const {
134   unsigned TargetFlags = get(Opcode).TSFlags;
135
136   return (TargetFlags & R600_InstFlag::ALU_INST);
137 }
138
139 bool R600InstrInfo::hasInstrModifiers(unsigned Opcode) const {
140   unsigned TargetFlags = get(Opcode).TSFlags;
141
142   return ((TargetFlags & R600_InstFlag::OP1) |
143           (TargetFlags & R600_InstFlag::OP2) |
144           (TargetFlags & R600_InstFlag::OP3));
145 }
146
147 bool R600InstrInfo::isLDSInstr(unsigned Opcode) const {
148   unsigned TargetFlags = get(Opcode).TSFlags;
149
150   return ((TargetFlags & R600_InstFlag::LDS_1A) |
151           (TargetFlags & R600_InstFlag::LDS_1A1D));
152 }
153
154 bool R600InstrInfo::isTransOnly(unsigned Opcode) const {
155   return (get(Opcode).TSFlags & R600_InstFlag::TRANS_ONLY);
156 }
157
158 bool R600InstrInfo::isTransOnly(const MachineInstr *MI) const {
159   return isTransOnly(MI->getOpcode());
160 }
161
162 bool R600InstrInfo::usesVertexCache(unsigned Opcode) const {
163   return ST.hasVertexCache() && IS_VTX(get(Opcode));
164 }
165
166 bool R600InstrInfo::usesVertexCache(const MachineInstr *MI) const {
167   const R600MachineFunctionInfo *MFI = MI->getParent()->getParent()->getInfo<R600MachineFunctionInfo>();
168   return MFI->ShaderType != ShaderType::COMPUTE && usesVertexCache(MI->getOpcode());
169 }
170
171 bool R600InstrInfo::usesTextureCache(unsigned Opcode) const {
172   return (!ST.hasVertexCache() && IS_VTX(get(Opcode))) || IS_TEX(get(Opcode));
173 }
174
175 bool R600InstrInfo::usesTextureCache(const MachineInstr *MI) const {
176   const R600MachineFunctionInfo *MFI = MI->getParent()->getParent()->getInfo<R600MachineFunctionInfo>();
177   return (MFI->ShaderType == ShaderType::COMPUTE && usesVertexCache(MI->getOpcode())) ||
178          usesTextureCache(MI->getOpcode());
179 }
180
181 bool R600InstrInfo::mustBeLastInClause(unsigned Opcode) const {
182   switch (Opcode) {
183   case AMDGPU::KILLGT:
184   case AMDGPU::GROUP_BARRIER:
185     return true;
186   default:
187     return false;
188   }
189 }
190
191 SmallVector<std::pair<MachineOperand *, int64_t>, 3>
192 R600InstrInfo::getSrcs(MachineInstr *MI) const {
193   SmallVector<std::pair<MachineOperand *, int64_t>, 3> Result;
194
195   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::DOT_4) {
196     static const unsigned OpTable[8][2] = {
197       {AMDGPU::OpName::src0_X, AMDGPU::OpName::src0_sel_X},
198       {AMDGPU::OpName::src0_Y, AMDGPU::OpName::src0_sel_Y},
199       {AMDGPU::OpName::src0_Z, AMDGPU::OpName::src0_sel_Z},
200       {AMDGPU::OpName::src0_W, AMDGPU::OpName::src0_sel_W},
201       {AMDGPU::OpName::src1_X, AMDGPU::OpName::src1_sel_X},
202       {AMDGPU::OpName::src1_Y, AMDGPU::OpName::src1_sel_Y},
203       {AMDGPU::OpName::src1_Z, AMDGPU::OpName::src1_sel_Z},
204       {AMDGPU::OpName::src1_W, AMDGPU::OpName::src1_sel_W},
205     };
206
207     for (unsigned j = 0; j < 8; j++) {
208       MachineOperand &MO = MI->getOperand(getOperandIdx(MI->getOpcode(),
209                                                         OpTable[j][0]));
210       unsigned Reg = MO.getReg();
211       if (Reg == AMDGPU::ALU_CONST) {
212         unsigned Sel = MI->getOperand(getOperandIdx(MI->getOpcode(),
213                                                     OpTable[j][1])).getImm();
214         Result.push_back(std::pair<MachineOperand *, int64_t>(&MO, Sel));
215         continue;
216       }
217       
218     }
219     return Result;
220   }
221
222   static const unsigned OpTable[3][2] = {
223     {AMDGPU::OpName::src0, AMDGPU::OpName::src0_sel},
224     {AMDGPU::OpName::src1, AMDGPU::OpName::src1_sel},
225     {AMDGPU::OpName::src2, AMDGPU::OpName::src2_sel},
226   };
227
228   for (unsigned j = 0; j < 3; j++) {
229     int SrcIdx = getOperandIdx(MI->getOpcode(), OpTable[j][0]);
230     if (SrcIdx < 0)
231       break;
232     MachineOperand &MO = MI->getOperand(SrcIdx);
233     unsigned Reg = MI->getOperand(SrcIdx).getReg();
234     if (Reg == AMDGPU::ALU_CONST) {
235       unsigned Sel = MI->getOperand(
236           getOperandIdx(MI->getOpcode(), OpTable[j][1])).getImm();
237       Result.push_back(std::pair<MachineOperand *, int64_t>(&MO, Sel));
238       continue;
239     }
240     if (Reg == AMDGPU::ALU_LITERAL_X) {
241       unsigned Imm = MI->getOperand(
242           getOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::literal)).getImm();
243       Result.push_back(std::pair<MachineOperand *, int64_t>(&MO, Imm));
244       continue;
245     }
246     Result.push_back(std::pair<MachineOperand *, int64_t>(&MO, 0));
247   }
248   return Result;
249 }
250
251 std::vector<std::pair<int, unsigned> >
252 R600InstrInfo::ExtractSrcs(MachineInstr *MI,
253                            const DenseMap<unsigned, unsigned> &PV)
254     const {
255   const SmallVector<std::pair<MachineOperand *, int64_t>, 3> Srcs = getSrcs(MI);
256   const std::pair<int, unsigned> DummyPair(-1, 0);
257   std::vector<std::pair<int, unsigned> > Result;
258   unsigned i = 0;
259   for (unsigned n = Srcs.size(); i < n; ++i) {
260     unsigned Reg = Srcs[i].first->getReg();
261     unsigned Index = RI.getEncodingValue(Reg) & 0xff;
262     unsigned Chan = RI.getHWRegChan(Reg);
263     if (Reg == AMDGPU::OQAP) {
264       Result.push_back(std::pair<int, unsigned>(Index, 0));
265     }
266     if (Index > 127) {
267       Result.push_back(DummyPair);
268       continue;
269     }
270     if (PV.find(Reg) != PV.end()) {
271       Result.push_back(DummyPair);
272       continue;
273     }
274     Result.push_back(std::pair<int, unsigned>(Index, Chan));
275   }
276   for (; i < 3; ++i)
277     Result.push_back(DummyPair);
278   return Result;
279 }
280
281 static std::vector<std::pair<int, unsigned> >
282 Swizzle(std::vector<std::pair<int, unsigned> > Src,
283         R600InstrInfo::BankSwizzle Swz) {
284   switch (Swz) {
285   case R600InstrInfo::ALU_VEC_012:
286     break;
287   case R600InstrInfo::ALU_VEC_021:
288     std::swap(Src[1], Src[2]);
289     break;
290   case R600InstrInfo::ALU_VEC_102:
291     std::swap(Src[0], Src[1]);
292     break;
293   case R600InstrInfo::ALU_VEC_120:
294     std::swap(Src[0], Src[1]);
295     std::swap(Src[0], Src[2]);
296     break;
297   case R600InstrInfo::ALU_VEC_201:
298     std::swap(Src[0], Src[2]);
299     std::swap(Src[0], Src[1]);
300     break;
301   case R600InstrInfo::ALU_VEC_210:
302     std::swap(Src[0], Src[2]);
303     break;
304   }
305   return Src;
306 }
307
308 bool
309 R600InstrInfo::isLegal(
310              const std::vector<std::vector<std::pair<int, unsigned> > > &IGSrcs,
311              const std::vector<R600InstrInfo::BankSwizzle> &Swz,
312              unsigned CheckedSize) const {
313   int Vector[4][3];
314   memset(Vector, -1, sizeof(Vector));
315   for (unsigned i = 0; i < CheckedSize; i++) {
316     const std::vector<std::pair<int, unsigned> > &Srcs =
317         Swizzle(IGSrcs[i], Swz[i]);
318     for (unsigned j = 0; j < 3; j++) {
319       const std::pair<int, unsigned> &Src = Srcs[j];
320       if (Src.first < 0)
321         continue;
322       if (Src.first == GET_REG_INDEX(RI.getEncodingValue(AMDGPU::OQAP))) {
323         if (Swz[i] != R600InstrInfo::ALU_VEC_012 &&
324             Swz[i] != R600InstrInfo::ALU_VEC_021) {
325             // The value from output queue A (denoted by register OQAP) can
326             // only be fetched during the first cycle.
327             return false;
328         }
329         // OQAP does not count towards the normal read port restrictions
330         continue;
331       }
332       if (Vector[Src.second][j] < 0)
333         Vector[Src.second][j] = Src.first;
334       if (Vector[Src.second][j] != Src.first)
335         return false;
336     }
337   }
338   return true;
339 }
340
341 bool
342 R600InstrInfo::recursiveFitsFPLimitation(
343              const std::vector<std::vector<std::pair<int, unsigned> > > &IGSrcs,
344              std::vector<R600InstrInfo::BankSwizzle> &SwzCandidate,
345              unsigned Depth) const {
346   if (!isLegal(IGSrcs, SwzCandidate, Depth))
347     return false;
348   if (IGSrcs.size() == Depth)
349     return true;
350   unsigned i = SwzCandidate[Depth];
351   for (; i < 6; i++) {
352     SwzCandidate[Depth] = (R600InstrInfo::BankSwizzle) i;
353     if (recursiveFitsFPLimitation(IGSrcs, SwzCandidate, Depth + 1))
354       return true;
355   }
356   SwzCandidate[Depth] = R600InstrInfo::ALU_VEC_012;
357   return false;
358 }
359
360 bool
361 R600InstrInfo::fitsReadPortLimitations(const std::vector<MachineInstr *> &IG,
362                                       const DenseMap<unsigned, unsigned> &PV,
363                                       std::vector<BankSwizzle> &ValidSwizzle)
364     const {
365   //Todo : support shared src0 - src1 operand
366
367   std::vector<std::vector<std::pair<int, unsigned> > > IGSrcs;
368   ValidSwizzle.clear();
369   for (unsigned i = 0, e = IG.size(); i < e; ++i) {
370     IGSrcs.push_back(ExtractSrcs(IG[i], PV));
371     unsigned Op = getOperandIdx(IG[i]->getOpcode(),
372         AMDGPU::OpName::bank_swizzle);
373     ValidSwizzle.push_back( (R600InstrInfo::BankSwizzle)
374         IG[i]->getOperand(Op).getImm());
375   }
376   bool Result = recursiveFitsFPLimitation(IGSrcs, ValidSwizzle);
377   if (!Result)
378     return false;
379   return true;
380 }
381
382
383 bool
384 R600InstrInfo::fitsConstReadLimitations(const std::vector<unsigned> &Consts)
385     const {
386   assert (Consts.size() <= 12 && "Too many operands in instructions group");
387   unsigned Pair1 = 0, Pair2 = 0;
388   for (unsigned i = 0, n = Consts.size(); i < n; ++i) {
389     unsigned ReadConstHalf = Consts[i] & 2;
390     unsigned ReadConstIndex = Consts[i] & (~3);
391     unsigned ReadHalfConst = ReadConstIndex | ReadConstHalf;
392     if (!Pair1) {
393       Pair1 = ReadHalfConst;
394       continue;
395     }
396     if (Pair1 == ReadHalfConst)
397       continue;
398     if (!Pair2) {
399       Pair2 = ReadHalfConst;
400       continue;
401     }
402     if (Pair2 != ReadHalfConst)
403       return false;
404   }
405   return true;
406 }
407
408 bool
409 R600InstrInfo::canBundle(const std::vector<MachineInstr *> &MIs) const {
410   std::vector<unsigned> Consts;
411   for (unsigned i = 0, n = MIs.size(); i < n; i++) {
412     MachineInstr *MI = MIs[i];
413     if (!isALUInstr(MI->getOpcode()))
414       continue;
415
416     const SmallVector<std::pair<MachineOperand *, int64_t>, 3> &Srcs =
417         getSrcs(MI);
418
419     for (unsigned j = 0, e = Srcs.size(); j < e; j++) {
420       std::pair<MachineOperand *, unsigned> Src = Srcs[j];
421       if (Src.first->getReg() == AMDGPU::ALU_CONST)
422         Consts.push_back(Src.second);
423       if (AMDGPU::R600_KC0RegClass.contains(Src.first->getReg()) ||
424           AMDGPU::R600_KC1RegClass.contains(Src.first->getReg())) {
425         unsigned Index = RI.getEncodingValue(Src.first->getReg()) & 0xff;
426         unsigned Chan = RI.getHWRegChan(Src.first->getReg());
427         Consts.push_back((Index << 2) | Chan);
428       }
429     }
430   }
431   return fitsConstReadLimitations(Consts);
432 }
433
434 DFAPacketizer *R600InstrInfo::CreateTargetScheduleState(const TargetMachine *TM,
435     const ScheduleDAG *DAG) const {
436   const InstrItineraryData *II = TM->getInstrItineraryData();
437   return TM->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().createDFAPacketizer(II);
438 }
439
440 static bool
441 isPredicateSetter(unsigned Opcode) {
442   switch (Opcode) {
443   case AMDGPU::PRED_X:
444     return true;
445   default:
446     return false;
447   }
448 }
449
450 static MachineInstr *
451 findFirstPredicateSetterFrom(MachineBasicBlock &MBB,
452                              MachineBasicBlock::iterator I) {
453   while (I != MBB.begin()) {
454     --I;
455     MachineInstr *MI = I;
456     if (isPredicateSetter(MI->getOpcode()))
457       return MI;
458   }
459
460   return NULL;
461 }
462
463 static
464 bool isJump(unsigned Opcode) {
465   return Opcode == AMDGPU::JUMP || Opcode == AMDGPU::JUMP_COND;
466 }
467
468 bool
469 R600InstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,
470                              MachineBasicBlock *&TBB,
471                              MachineBasicBlock *&FBB,
472                              SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
473                              bool AllowModify) const {
474   // Most of the following comes from the ARM implementation of AnalyzeBranch
475
476   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
477   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
478   if (I == MBB.begin())
479     return false;
480   --I;
481   while (I->isDebugValue()) {
482     if (I == MBB.begin())
483       return false;
484     --I;
485   }
486   if (!isJump(static_cast<MachineInstr *>(I)->getOpcode())) {
487     return false;
488   }
489
490   // Get the last instruction in the block.
491   MachineInstr *LastInst = I;
492
493   // If there is only one terminator instruction, process it.
494   unsigned LastOpc = LastInst->getOpcode();
495   if (I == MBB.begin() ||
496           !isJump(static_cast<MachineInstr *>(--I)->getOpcode())) {
497     if (LastOpc == AMDGPU::JUMP) {
498       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
499       return false;
500     } else if (LastOpc == AMDGPU::JUMP_COND) {
501       MachineInstr *predSet = I;
502       while (!isPredicateSetter(predSet->getOpcode())) {
503         predSet = --I;
504       }
505       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
506       Cond.push_back(predSet->getOperand(1));
507       Cond.push_back(predSet->getOperand(2));
508       Cond.push_back(MachineOperand::CreateReg(AMDGPU::PRED_SEL_ONE, false));
509       return false;
510     }
511     return true;  // Can't handle indirect branch.
512   }
513
514   // Get the instruction before it if it is a terminator.
515   MachineInstr *SecondLastInst = I;
516   unsigned SecondLastOpc = SecondLastInst->getOpcode();
517
518   // If the block ends with a B and a Bcc, handle it.
519   if (SecondLastOpc == AMDGPU::JUMP_COND && LastOpc == AMDGPU::JUMP) {
520     MachineInstr *predSet = --I;
521     while (!isPredicateSetter(predSet->getOpcode())) {
522       predSet = --I;
523     }
524     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
525     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
526     Cond.push_back(predSet->getOperand(1));
527     Cond.push_back(predSet->getOperand(2));
528     Cond.push_back(MachineOperand::CreateReg(AMDGPU::PRED_SEL_ONE, false));
529     return false;
530   }
531
532   // Otherwise, can't handle this.
533   return true;
534 }
535
536 int R600InstrInfo::getBranchInstr(const MachineOperand &op) const {
537   const MachineInstr *MI = op.getParent();
538
539   switch (MI->getDesc().OpInfo->RegClass) {
540   default: // FIXME: fallthrough??
541   case AMDGPU::GPRI32RegClassID: return AMDGPU::BRANCH_COND_i32;
542   case AMDGPU::GPRF32RegClassID: return AMDGPU::BRANCH_COND_f32;
543   };
544 }
545
546 unsigned
547 R600InstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB,
548                             MachineBasicBlock *TBB,
549                             MachineBasicBlock *FBB,
550                             const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
551                             DebugLoc DL) const {
552   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
553
554   if (FBB == 0) {
555     if (Cond.empty()) {
556       BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::JUMP)).addMBB(TBB);
557       return 1;
558     } else {
559       MachineInstr *PredSet = findFirstPredicateSetterFrom(MBB, MBB.end());
560       assert(PredSet && "No previous predicate !");
561       addFlag(PredSet, 0, MO_FLAG_PUSH);
562       PredSet->getOperand(2).setImm(Cond[1].getImm());
563
564       BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::JUMP_COND))
565              .addMBB(TBB)
566              .addReg(AMDGPU::PREDICATE_BIT, RegState::Kill);
567       return 1;
568     }
569   } else {
570     MachineInstr *PredSet = findFirstPredicateSetterFrom(MBB, MBB.end());
571     assert(PredSet && "No previous predicate !");
572     addFlag(PredSet, 0, MO_FLAG_PUSH);
573     PredSet->getOperand(2).setImm(Cond[1].getImm());
574     BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::JUMP_COND))
575             .addMBB(TBB)
576             .addReg(AMDGPU::PREDICATE_BIT, RegState::Kill);
577     BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::JUMP)).addMBB(FBB);
578     return 2;
579   }
580 }
581
582 unsigned
583 R600InstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
584
585   // Note : we leave PRED* instructions there.
586   // They may be needed when predicating instructions.
587
588   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
589
590   if (I == MBB.begin()) {
591     return 0;
592   }
593   --I;
594   switch (I->getOpcode()) {
595   default:
596     return 0;
597   case AMDGPU::JUMP_COND: {
598     MachineInstr *predSet = findFirstPredicateSetterFrom(MBB, I);
599     clearFlag(predSet, 0, MO_FLAG_PUSH);
600     I->eraseFromParent();
601     break;
602   }
603   case AMDGPU::JUMP:
604     I->eraseFromParent();
605     break;
606   }
607   I = MBB.end();
608
609   if (I == MBB.begin()) {
610     return 1;
611   }
612   --I;
613   switch (I->getOpcode()) {
614     // FIXME: only one case??
615   default:
616     return 1;
617   case AMDGPU::JUMP_COND: {
618     MachineInstr *predSet = findFirstPredicateSetterFrom(MBB, I);
619     clearFlag(predSet, 0, MO_FLAG_PUSH);
620     I->eraseFromParent();
621     break;
622   }
623   case AMDGPU::JUMP:
624     I->eraseFromParent();
625     break;
626   }
627   return 2;
628 }
629
630 bool
631 R600InstrInfo::isPredicated(const MachineInstr *MI) const {
632   int idx = MI->findFirstPredOperandIdx();
633   if (idx < 0)
634     return false;
635
636   unsigned Reg = MI->getOperand(idx).getReg();
637   switch (Reg) {
638   default: return false;
639   case AMDGPU::PRED_SEL_ONE:
640   case AMDGPU::PRED_SEL_ZERO:
641   case AMDGPU::PREDICATE_BIT:
642     return true;
643   }
644 }
645
646 bool
647 R600InstrInfo::isPredicable(MachineInstr *MI) const {
648   // XXX: KILL* instructions can be predicated, but they must be the last
649   // instruction in a clause, so this means any instructions after them cannot
650   // be predicated.  Until we have proper support for instruction clauses in the
651   // backend, we will mark KILL* instructions as unpredicable.
652
653   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::KILLGT) {
654     return false;
655   } else if (isVector(*MI)) {
656     return false;
657   } else {
658     return AMDGPUInstrInfo::isPredicable(MI);
659   }
660 }
661
662
663 bool
664 R600InstrInfo::isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &MBB,
665                                    unsigned NumCyles,
666                                    unsigned ExtraPredCycles,
667                                    const BranchProbability &Probability) const{
668   return true;
669 }
670
671 bool
672 R600InstrInfo::isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &TMBB,
673                                    unsigned NumTCycles,
674                                    unsigned ExtraTCycles,
675                                    MachineBasicBlock &FMBB,
676                                    unsigned NumFCycles,
677                                    unsigned ExtraFCycles,
678                                    const BranchProbability &Probability) const {
679   return true;
680 }
681
682 bool
683 R600InstrInfo::isProfitableToDupForIfCvt(MachineBasicBlock &MBB,
684                                          unsigned NumCyles,
685                                          const BranchProbability &Probability)
686                                          const {
687   return true;
688 }
689
690 bool
691 R600InstrInfo::isProfitableToUnpredicate(MachineBasicBlock &TMBB,
692                                          MachineBasicBlock &FMBB) const {
693   return false;
694 }
695
696
697 bool
698 R600InstrInfo::ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
699   MachineOperand &MO = Cond[1];
700   switch (MO.getImm()) {
701   case OPCODE_IS_ZERO_INT:
702     MO.setImm(OPCODE_IS_NOT_ZERO_INT);
703     break;
704   case OPCODE_IS_NOT_ZERO_INT:
705     MO.setImm(OPCODE_IS_ZERO_INT);
706     break;
707   case OPCODE_IS_ZERO:
708     MO.setImm(OPCODE_IS_NOT_ZERO);
709     break;
710   case OPCODE_IS_NOT_ZERO:
711     MO.setImm(OPCODE_IS_ZERO);
712     break;
713   default:
714     return true;
715   }
716
717   MachineOperand &MO2 = Cond[2];
718   switch (MO2.getReg()) {
719   case AMDGPU::PRED_SEL_ZERO:
720     MO2.setReg(AMDGPU::PRED_SEL_ONE);
721     break;
722   case AMDGPU::PRED_SEL_ONE:
723     MO2.setReg(AMDGPU::PRED_SEL_ZERO);
724     break;
725   default:
726     return true;
727   }
728   return false;
729 }
730
731 bool
732 R600InstrInfo::DefinesPredicate(MachineInstr *MI,
733                                 std::vector<MachineOperand> &Pred) const {
734   return isPredicateSetter(MI->getOpcode());
735 }
736
737
738 bool
739 R600InstrInfo::SubsumesPredicate(const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred1,
740                        const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred2) const {
741   return false;
742 }
743
744
745 bool
746 R600InstrInfo::PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
747                       const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred) const {
748   int PIdx = MI->findFirstPredOperandIdx();
749
750   if (PIdx != -1) {
751     MachineOperand &PMO = MI->getOperand(PIdx);
752     PMO.setReg(Pred[2].getReg());
753     MachineInstrBuilder MIB(*MI->getParent()->getParent(), MI);
754     MIB.addReg(AMDGPU::PREDICATE_BIT, RegState::Implicit);
755     return true;
756   }
757
758   return false;
759 }
760
761 unsigned int R600InstrInfo::getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
762                                             const MachineInstr *MI,
763                                             unsigned *PredCost) const {
764   if (PredCost)
765     *PredCost = 2;
766   return 2;
767 }
768
769 int R600InstrInfo::getIndirectIndexBegin(const MachineFunction &MF) const {
770   const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
771   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
772   int Offset = 0;
773
774   if (MFI->getNumObjects() == 0) {
775     return -1;
776   }
777
778   if (MRI.livein_empty()) {
779     return 0;
780   }
781
782   for (MachineRegisterInfo::livein_iterator LI = MRI.livein_begin(),
783                                             LE = MRI.livein_end();
784                                             LI != LE; ++LI) {
785     Offset = std::max(Offset,
786                       GET_REG_INDEX(RI.getEncodingValue(LI->first)));
787   }
788
789   return Offset + 1;
790 }
791
792 int R600InstrInfo::getIndirectIndexEnd(const MachineFunction &MF) const {
793   int Offset = 0;
794   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
795
796   // Variable sized objects are not supported
797   assert(!MFI->hasVarSizedObjects());
798
799   if (MFI->getNumObjects() == 0) {
800     return -1;
801   }
802
803   Offset = TM.getFrameLowering()->getFrameIndexOffset(MF, -1);
804
805   return getIndirectIndexBegin(MF) + Offset;
806 }
807
808 std::vector<unsigned> R600InstrInfo::getIndirectReservedRegs(
809                                              const MachineFunction &MF) const {
810   const AMDGPUFrameLowering *TFL =
811                  static_cast<const AMDGPUFrameLowering*>(TM.getFrameLowering());
812   std::vector<unsigned> Regs;
813
814   unsigned StackWidth = TFL->getStackWidth(MF);
815   int End = getIndirectIndexEnd(MF);
816
817   if (End == -1) {
818     return Regs;
819   }
820
821   for (int Index = getIndirectIndexBegin(MF); Index <= End; ++Index) {
822     unsigned SuperReg = AMDGPU::R600_Reg128RegClass.getRegister(Index);
823     Regs.push_back(SuperReg);
824     for (unsigned Chan = 0; Chan < StackWidth; ++Chan) {
825       unsigned Reg = AMDGPU::R600_TReg32RegClass.getRegister((4 * Index) + Chan);
826       Regs.push_back(Reg);
827     }
828   }
829   return Regs;
830 }
831
832 unsigned R600InstrInfo::calculateIndirectAddress(unsigned RegIndex,
833                                                  unsigned Channel) const {
834   // XXX: Remove when we support a stack width > 2
835   assert(Channel == 0);
836   return RegIndex;
837 }
838
839 const TargetRegisterClass * R600InstrInfo::getIndirectAddrStoreRegClass(
840                                                      unsigned SourceReg) const {
841   return &AMDGPU::R600_TReg32RegClass;
842 }
843
844 const TargetRegisterClass *R600InstrInfo::getIndirectAddrLoadRegClass() const {
845   return &AMDGPU::TRegMemRegClass;
846 }
847
848 MachineInstrBuilder R600InstrInfo::buildIndirectWrite(MachineBasicBlock *MBB,
849                                        MachineBasicBlock::iterator I,
850                                        unsigned ValueReg, unsigned Address,
851                                        unsigned OffsetReg) const {
852   unsigned AddrReg = AMDGPU::R600_AddrRegClass.getRegister(Address);
853   MachineInstr *MOVA = buildDefaultInstruction(*MBB, I, AMDGPU::MOVA_INT_eg,
854                                                AMDGPU::AR_X, OffsetReg);
855   setImmOperand(MOVA, AMDGPU::OpName::write, 0);
856
857   MachineInstrBuilder Mov = buildDefaultInstruction(*MBB, I, AMDGPU::MOV,
858                                       AddrReg, ValueReg)
859                                       .addReg(AMDGPU::AR_X,
860                                            RegState::Implicit | RegState::Kill);
861   setImmOperand(Mov, AMDGPU::OpName::dst_rel, 1);
862   return Mov;
863 }
864
865 MachineInstrBuilder R600InstrInfo::buildIndirectRead(MachineBasicBlock *MBB,
866                                        MachineBasicBlock::iterator I,
867                                        unsigned ValueReg, unsigned Address,
868                                        unsigned OffsetReg) const {
869   unsigned AddrReg = AMDGPU::R600_AddrRegClass.getRegister(Address);
870   MachineInstr *MOVA = buildDefaultInstruction(*MBB, I, AMDGPU::MOVA_INT_eg,
871                                                        AMDGPU::AR_X,
872                                                        OffsetReg);
873   setImmOperand(MOVA, AMDGPU::OpName::write, 0);
874   MachineInstrBuilder Mov = buildDefaultInstruction(*MBB, I, AMDGPU::MOV,
875                                       ValueReg,
876                                       AddrReg)
877                                       .addReg(AMDGPU::AR_X,
878                                            RegState::Implicit | RegState::Kill);
879   setImmOperand(Mov, AMDGPU::OpName::src0_rel, 1);
880
881   return Mov;
882 }
883
884 const TargetRegisterClass *R600InstrInfo::getSuperIndirectRegClass() const {
885   return &AMDGPU::IndirectRegRegClass;
886 }
887
888 unsigned R600InstrInfo::getMaxAlusPerClause() const {
889   return 115;
890 }
891
892 MachineInstrBuilder R600InstrInfo::buildDefaultInstruction(MachineBasicBlock &MBB,
893                                                   MachineBasicBlock::iterator I,
894                                                   unsigned Opcode,
895                                                   unsigned DstReg,
896                                                   unsigned Src0Reg,
897                                                   unsigned Src1Reg) const {
898   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, I, MBB.findDebugLoc(I), get(Opcode),
899     DstReg);           // $dst
900
901   if (Src1Reg) {
902     MIB.addImm(0)     // $update_exec_mask
903        .addImm(0);    // $update_predicate
904   }
905   MIB.addImm(1)        // $write
906      .addImm(0)        // $omod
907      .addImm(0)        // $dst_rel
908      .addImm(0)        // $dst_clamp
909      .addReg(Src0Reg)  // $src0
910      .addImm(0)        // $src0_neg
911      .addImm(0)        // $src0_rel
912      .addImm(0)        // $src0_abs
913      .addImm(-1);       // $src0_sel
914
915   if (Src1Reg) {
916     MIB.addReg(Src1Reg) // $src1
917        .addImm(0)       // $src1_neg
918        .addImm(0)       // $src1_rel
919        .addImm(0)       // $src1_abs
920        .addImm(-1);      // $src1_sel
921   }
922
923   //XXX: The r600g finalizer expects this to be 1, once we've moved the
924   //scheduling to the backend, we can change the default to 0.
925   MIB.addImm(1)        // $last
926       .addReg(AMDGPU::PRED_SEL_OFF) // $pred_sel
927       .addImm(0)         // $literal
928       .addImm(0);        // $bank_swizzle
929
930   return MIB;
931 }
932
933 #define OPERAND_CASE(Label) \
934   case Label: { \
935     static const unsigned Ops[] = \
936     { \
937       Label##_X, \
938       Label##_Y, \
939       Label##_Z, \
940       Label##_W \
941     }; \
942     return Ops[Slot]; \
943   }
944
945 static unsigned getSlotedOps(unsigned  Op, unsigned Slot) {
946   switch (Op) {
947   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::update_exec_mask)
948   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::update_pred)
949   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::write)
950   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::omod)
951   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::dst_rel)
952   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::clamp)
953   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src0)
954   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src0_neg)
955   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src0_rel)
956   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src0_abs)
957   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src0_sel)
958   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src1)
959   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src1_neg)
960   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src1_rel)
961   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src1_abs)
962   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::src1_sel)
963   OPERAND_CASE(AMDGPU::OpName::pred_sel)
964   default:
965     llvm_unreachable("Wrong Operand");
966   }
967 }
968
969 #undef OPERAND_CASE
970
971 MachineInstr *R600InstrInfo::buildSlotOfVectorInstruction(
972     MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI, unsigned Slot, unsigned DstReg)
973     const {
974   assert (MI->getOpcode() == AMDGPU::DOT_4 && "Not Implemented");
975   unsigned Opcode;
976   const AMDGPUSubtarget &ST = TM.getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
977   if (ST.getGeneration() <= AMDGPUSubtarget::R700)
978     Opcode = AMDGPU::DOT4_r600;
979   else
980     Opcode = AMDGPU::DOT4_eg;
981   MachineBasicBlock::iterator I = MI;
982   MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(
983       getOperandIdx(MI->getOpcode(), getSlotedOps(AMDGPU::OpName::src0, Slot)));
984   MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(
985       getOperandIdx(MI->getOpcode(), getSlotedOps(AMDGPU::OpName::src1, Slot)));
986   MachineInstr *MIB = buildDefaultInstruction(
987       MBB, I, Opcode, DstReg, Src0.getReg(), Src1.getReg());
988   static const unsigned  Operands[14] = {
989     AMDGPU::OpName::update_exec_mask,
990     AMDGPU::OpName::update_pred,
991     AMDGPU::OpName::write,
992     AMDGPU::OpName::omod,
993     AMDGPU::OpName::dst_rel,
994     AMDGPU::OpName::clamp,
995     AMDGPU::OpName::src0_neg,
996     AMDGPU::OpName::src0_rel,
997     AMDGPU::OpName::src0_abs,
998     AMDGPU::OpName::src0_sel,
999     AMDGPU::OpName::src1_neg,
1000     AMDGPU::OpName::src1_rel,
1001     AMDGPU::OpName::src1_abs,
1002     AMDGPU::OpName::src1_sel,
1003   };
1004
1005   for (unsigned i = 0; i < 14; i++) {
1006     MachineOperand &MO = MI->getOperand(
1007         getOperandIdx(MI->getOpcode(), getSlotedOps(Operands[i], Slot)));
1008     assert (MO.isImm());
1009     setImmOperand(MIB, Operands[i], MO.getImm());
1010   }
1011   MIB->getOperand(20).setImm(0);
1012   return MIB;
1013 }
1014
1015 MachineInstr *R600InstrInfo::buildMovImm(MachineBasicBlock &BB,
1016                                          MachineBasicBlock::iterator I,
1017                                          unsigned DstReg,
1018                                          uint64_t Imm) const {
1019   MachineInstr *MovImm = buildDefaultInstruction(BB, I, AMDGPU::MOV, DstReg,
1020                                                   AMDGPU::ALU_LITERAL_X);
1021   setImmOperand(MovImm, AMDGPU::OpName::literal, Imm);
1022   return MovImm;
1023 }
1024
1025 int R600InstrInfo::getOperandIdx(const MachineInstr &MI, unsigned Op) const {
1026   return getOperandIdx(MI.getOpcode(), Op);
1027 }
1028
1029 int R600InstrInfo::getOperandIdx(unsigned Opcode, unsigned Op) const {
1030   return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, Op);
1031 }
1032
1033 void R600InstrInfo::setImmOperand(MachineInstr *MI, unsigned Op,
1034                                   int64_t Imm) const {
1035   int Idx = getOperandIdx(*MI, Op);
1036   assert(Idx != -1 && "Operand not supported for this instruction.");
1037   assert(MI->getOperand(Idx).isImm());
1038   MI->getOperand(Idx).setImm(Imm);
1039 }
1040
1041 //===----------------------------------------------------------------------===//
1042 // Instruction flag getters/setters
1043 //===----------------------------------------------------------------------===//
1044
1045 bool R600InstrInfo::hasFlagOperand(const MachineInstr &MI) const {
1046   return GET_FLAG_OPERAND_IDX(get(MI.getOpcode()).TSFlags) != 0;
1047 }
1048
1049 MachineOperand &R600InstrInfo::getFlagOp(MachineInstr *MI, unsigned SrcIdx,
1050                                          unsigned Flag) const {
1051   unsigned TargetFlags = get(MI->getOpcode()).TSFlags;
1052   int FlagIndex = 0;
1053   if (Flag != 0) {
1054     // If we pass something other than the default value of Flag to this
1055     // function, it means we are want to set a flag on an instruction
1056     // that uses native encoding.
1057     assert(HAS_NATIVE_OPERANDS(TargetFlags));
1058     bool IsOP3 = (TargetFlags & R600_InstFlag::OP3) == R600_InstFlag::OP3;
1059     switch (Flag) {
1060     case MO_FLAG_CLAMP:
1061       FlagIndex = getOperandIdx(*MI, AMDGPU::OpName::clamp);
1062       break;
1063     case MO_FLAG_MASK:
1064       FlagIndex = getOperandIdx(*MI, AMDGPU::OpName::write);
1065       break;
1066     case MO_FLAG_NOT_LAST:
1067     case MO_FLAG_LAST:
1068       FlagIndex = getOperandIdx(*MI, AMDGPU::OpName::last);
1069       break;
1070     case MO_FLAG_NEG:
1071       switch (SrcIdx) {
1072       case 0: FlagIndex = getOperandIdx(*MI, AMDGPU::OpName::src0_neg); break;
1073       case 1: FlagIndex = getOperandIdx(*MI, AMDGPU::OpName::src1_neg); break;
1074       case 2: FlagIndex = getOperandIdx(*MI, AMDGPU::OpName::src2_neg); break;
1075       }
1076       break;
1077
1078     case MO_FLAG_ABS:
1079       assert(!IsOP3 && "Cannot set absolute value modifier for OP3 "
1080                        "instructions.");
1081       (void)IsOP3;
1082       switch (SrcIdx) {
1083       case 0: FlagIndex = getOperandIdx(*MI, AMDGPU::OpName::src0_abs); break;
1084       case 1: FlagIndex = getOperandIdx(*MI, AMDGPU::OpName::src1_abs); break;
1085       }
1086       break;
1087
1088     default:
1089       FlagIndex = -1;
1090       break;
1091     }
1092     assert(FlagIndex != -1 && "Flag not supported for this instruction");
1093   } else {
1094       FlagIndex = GET_FLAG_OPERAND_IDX(TargetFlags);
1095       assert(FlagIndex != 0 &&
1096          "Instruction flags not supported for this instruction");
1097   }
1098
1099   MachineOperand &FlagOp = MI->getOperand(FlagIndex);
1100   assert(FlagOp.isImm());
1101   return FlagOp;
1102 }
1103
1104 void R600InstrInfo::addFlag(MachineInstr *MI, unsigned Operand,
1105                             unsigned Flag) const {
1106   unsigned TargetFlags = get(MI->getOpcode()).TSFlags;
1107   if (Flag == 0) {
1108     return;
1109   }
1110   if (HAS_NATIVE_OPERANDS(TargetFlags)) {
1111     MachineOperand &FlagOp = getFlagOp(MI, Operand, Flag);
1112     if (Flag == MO_FLAG_NOT_LAST) {
1113       clearFlag(MI, Operand, MO_FLAG_LAST);
1114     } else if (Flag == MO_FLAG_MASK) {
1115       clearFlag(MI, Operand, Flag);
1116     } else {
1117       FlagOp.setImm(1);
1118     }
1119   } else {
1120       MachineOperand &FlagOp = getFlagOp(MI, Operand);
1121       FlagOp.setImm(FlagOp.getImm() | (Flag << (NUM_MO_FLAGS * Operand)));
1122   }
1123 }
1124
1125 void R600InstrInfo::clearFlag(MachineInstr *MI, unsigned Operand,
1126                               unsigned Flag) const {
1127   unsigned TargetFlags = get(MI->getOpcode()).TSFlags;
1128   if (HAS_NATIVE_OPERANDS(TargetFlags)) {
1129     MachineOperand &FlagOp = getFlagOp(MI, Operand, Flag);
1130     FlagOp.setImm(0);
1131   } else {
1132     MachineOperand &FlagOp = getFlagOp(MI);
1133     unsigned InstFlags = FlagOp.getImm();
1134     InstFlags &= ~(Flag << (NUM_MO_FLAGS * Operand));
1135     FlagOp.setImm(InstFlags);
1136   }
1137 }