lib/Target/R600/SIInstrInfo.cpp

   1 //===-- SIInstrInfo.cpp - SI Instruction Information  ---------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 /// \file
  11 /// \brief SI Implementation of TargetInstrInfo.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15
  16 #include "SIInstrInfo.h"
  17 #include "AMDGPUTargetMachine.h"
  18 #include "SIDefines.h"
  19 #include "SIMachineFunctionInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/IR/Function.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  25 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
  26
  27 using namespace llvm;
  28
  29 SIInstrInfo::SIInstrInfo(const AMDGPUSubtarget &st)
  30   : AMDGPUInstrInfo(st),
  31     RI(st) { }
  32
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34 // TargetInstrInfo callbacks
  35 //===----------------------------------------------------------------------===//
  36
  37 static unsigned getNumOperandsNoGlue(SDNode *Node) {
  38   unsigned N = Node->getNumOperands();
  39   while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Glue)
  40     --N;
  41   return N;
  42 }
  43
  44 static SDValue findChainOperand(SDNode *Load) {
  45   SDValue LastOp = Load->getOperand(getNumOperandsNoGlue(Load) - 1);
  46   assert(LastOp.getValueType() == MVT::Other && "Chain missing from load node");
  47   return LastOp;
  48 }
  49
  50 /// \brief Returns true if both nodes have the same value for the given
  51 ///        operand \p Op, or if both nodes do not have this operand.
  52 static bool nodesHaveSameOperandValue(SDNode *N0, SDNode* N1, unsigned OpName) {
  53   unsigned Opc0 = N0->getMachineOpcode();
  54   unsigned Opc1 = N1->getMachineOpcode();
  55
  56   int Op0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, OpName);
  57   int Op1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, OpName);
  58
  59   if (Op0Idx == -1 && Op1Idx == -1)
  60     return true;
  61
  62
  63   if ((Op0Idx == -1 && Op1Idx != -1) ||
  64       (Op1Idx == -1 && Op0Idx != -1))
  65     return false;
  66
  67   // getNamedOperandIdx returns the index for the MachineInstr's operands,
  68   // which includes the result as the first operand. We are indexing into the
  69   // MachineSDNode's operands, so we need to skip the result operand to get
  70   // the real index.
  71   --Op0Idx;
  72   --Op1Idx;
  73
  74   return N0->getOperand(Op0Idx) == N1->getOperand(Op1Idx);
  75 }
  76
  77 bool SIInstrInfo::areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
  78                                           int64_t &Offset0,
  79                                           int64_t &Offset1) const {
  80   if (!Load0->isMachineOpcode() || !Load1->isMachineOpcode())
  81     return false;
  82
  83   unsigned Opc0 = Load0->getMachineOpcode();
  84   unsigned Opc1 = Load1->getMachineOpcode();
  85
  86   // Make sure both are actually loads.
  87   if (!get(Opc0).mayLoad() || !get(Opc1).mayLoad())
  88     return false;
  89
  90   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1)) {
  91
  92     // FIXME: Handle this case:
  93     if (getNumOperandsNoGlue(Load0) != getNumOperandsNoGlue(Load1))
  94       return false;
  95
  96     // Check base reg.
  97     if (Load0->getOperand(1) != Load1->getOperand(1))
  98       return false;
  99
 100     // Check chain.
 101     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 102       return false;
 103
 104     // Skip read2 / write2 variants for simplicity.
 105     // TODO: We should report true if the used offsets are adjacent (excluded
 106     // st64 versions).
 107     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::data1) != -1 ||
 108         AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::data1) != -1)
 109       return false;
 110
 111     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(2))->getZExtValue();
 112     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(2))->getZExtValue();
 113     return true;
 114   }
 115
 116   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1)) {
 117     assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
 118
 119     // Check base reg.
 120     if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
 121       return false;
 122
 123     // Check chain.
 124     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 125       return false;
 126
 127     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1))->getZExtValue();
 128     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1))->getZExtValue();
 129     return true;
 130   }
 131
 132   // MUBUF and MTBUF can access the same addresses.
 133   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))) {
 134
 135     // MUBUF and MTBUF have vaddr at different indices.
 136     if (!nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::soffset) ||
 137         findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1) ||
 138         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::vaddr) ||
 139         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::srsrc))
 140       return false;
 141
 142     int OffIdx0 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
 143     int OffIdx1 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
 144
 145     if (OffIdx0 == -1 || OffIdx1 == -1)
 146       return false;
 147
 148     // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
 149     // inlcude the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
 150     // subtract the index by one.
 151     --OffIdx0;
 152     --OffIdx1;
 153
 154     SDValue Off0 = Load0->getOperand(OffIdx0);
 155     SDValue Off1 = Load1->getOperand(OffIdx1);
 156
 157     // The offset might be a FrameIndexSDNode.
 158     if (!isa<ConstantSDNode>(Off0) || !isa<ConstantSDNode>(Off1))
 159       return false;
 160
 161     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Off0)->getZExtValue();
 162     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Off1)->getZExtValue();
 163     return true;
 164   }
 165
 166   return false;
 167 }
 168
 169 static bool isStride64(unsigned Opc) {
 170   switch (Opc) {
 171   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B32:
 172   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B64:
 173   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32:
 174   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64:
 175     return true;
 176   default:
 177     return false;
 178   }
 179 }
 180
 181 bool SIInstrInfo::getLdStBaseRegImmOfs(MachineInstr *LdSt,
 182                                        unsigned &BaseReg, unsigned &Offset,
 183                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 184   unsigned Opc = LdSt->getOpcode();
 185   if (isDS(Opc)) {
 186     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 187                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 188     if (OffsetImm) {
 189       // Normal, single offset LDS instruction.
 190       const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 191                                                       AMDGPU::OpName::addr);
 192
 193       BaseReg = AddrReg->getReg();
 194       Offset = OffsetImm->getImm();
 195       return true;
 196     }
 197
 198     // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
 199     // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
 200     // will use this for some partially aligned loads.
 201     const MachineOperand *Offset0Imm = getNamedOperand(*LdSt,
 202                                                        AMDGPU::OpName::offset0);
 203     const MachineOperand *Offset1Imm = getNamedOperand(*LdSt,
 204                                                        AMDGPU::OpName::offset1);
 205
 206     uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
 207     uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
 208     assert(Offset1 > Offset0);
 209
 210     if (Offset1 - Offset0 == 1) {
 211       // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
 212       // to bytes of the individual reads.
 213
 214       unsigned EltSize;
 215       if (LdSt->mayLoad())
 216         EltSize = getOpRegClass(*LdSt, 0)->getSize() / 2;
 217       else {
 218         assert(LdSt->mayStore());
 219         int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
 220         EltSize = getOpRegClass(*LdSt, Data0Idx)->getSize();
 221       }
 222
 223       if (isStride64(Opc))
 224         EltSize *= 64;
 225
 226       const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 227                                                       AMDGPU::OpName::addr);
 228       BaseReg = AddrReg->getReg();
 229       Offset = EltSize * Offset0;
 230       return true;
 231     }
 232
 233     return false;
 234   }
 235
 236   if (isMUBUF(Opc) || isMTBUF(Opc)) {
 237     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::soffset) != -1)
 238       return false;
 239
 240     const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
 241                                                     AMDGPU::OpName::vaddr);
 242     if (!AddrReg)
 243       return false;
 244
 245     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 246                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 247     BaseReg = AddrReg->getReg();
 248     Offset = OffsetImm->getImm();
 249     return true;
 250   }
 251
 252   if (isSMRD(Opc)) {
 253     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
 254                                                       AMDGPU::OpName::offset);
 255     if (!OffsetImm)
 256       return false;
 257
 258     const MachineOperand *SBaseReg = getNamedOperand(*LdSt,
 259                                                      AMDGPU::OpName::sbase);
 260     BaseReg = SBaseReg->getReg();
 261     Offset = OffsetImm->getImm();
 262     return true;
 263   }
 264
 265   return false;
 266 }
 267
 268 bool SIInstrInfo::shouldClusterLoads(MachineInstr *FirstLdSt,
 269                                      MachineInstr *SecondLdSt,
 270                                      unsigned NumLoads) const {
 271   unsigned Opc0 = FirstLdSt->getOpcode();
 272   unsigned Opc1 = SecondLdSt->getOpcode();
 273
 274   // TODO: This needs finer tuning
 275   if (NumLoads > 4)
 276     return false;
 277
 278   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1))
 279     return true;
 280
 281   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1))
 282     return true;
 283
 284   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1)))
 285     return true;
 286
 287   return false;
 288 }
 289
 290 void
 291 SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 292                          MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
 293                          unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 294                          bool KillSrc) const {
 295
 296   // If we are trying to copy to or from SCC, there is a bug somewhere else in
 297   // the backend.  While it may be theoretically possible to do this, it should
 298   // never be necessary.
 299   assert(DestReg != AMDGPU::SCC && SrcReg != AMDGPU::SCC);
 300
 301   static const int16_t Sub0_15[] = {
 302     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 303     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
 304     AMDGPU::sub8, AMDGPU::sub9, AMDGPU::sub10, AMDGPU::sub11,
 305     AMDGPU::sub12, AMDGPU::sub13, AMDGPU::sub14, AMDGPU::sub15, 0
 306   };
 307
 308   static const int16_t Sub0_7[] = {
 309     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 310     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7, 0
 311   };
 312
 313   static const int16_t Sub0_3[] = {
 314     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3, 0
 315   };
 316
 317   static const int16_t Sub0_2[] = {
 318     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, 0
 319   };
 320
 321   static const int16_t Sub0_1[] = {
 322     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, 0
 323   };
 324
 325   unsigned Opcode;
 326   const int16_t *SubIndices;
 327
 328   if (AMDGPU::M0 == DestReg) {
 329     // Check if M0 isn't already set to this value
 330     for (MachineBasicBlock::reverse_iterator E = MBB.rend(),
 331       I = MachineBasicBlock::reverse_iterator(MI); I != E; ++I) {
 332
 333       if (!I->definesRegister(AMDGPU::M0))
 334         continue;
 335
 336       unsigned Opc = I->getOpcode();
 337       if (Opc != TargetOpcode::COPY && Opc != AMDGPU::S_MOV_B32)
 338         break;
 339
 340       if (!I->readsRegister(SrcReg))
 341         break;
 342
 343       // The copy isn't necessary
 344       return;
 345     }
 346   }
 347
 348   if (AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(DestReg)) {
 349     assert(AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 350     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
 351             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 352     return;
 353
 354   } else if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
 355     assert(AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
 356     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
 357             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 358     return;
 359
 360   } else if (AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
 361     assert(AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
 362     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 363     SubIndices = Sub0_3;
 364
 365   } else if (AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
 366     assert(AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
 367     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 368     SubIndices = Sub0_7;
 369
 370   } else if (AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
 371     assert(AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
 372     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
 373     SubIndices = Sub0_15;
 374
 375   } else if (AMDGPU::VReg_32RegClass.contains(DestReg)) {
 376     assert(AMDGPU::VReg_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 377            AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 378     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
 379             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 380     return;
 381
 382   } else if (AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
 383     assert(AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(SrcReg) ||
 384            AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
 385     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 386     SubIndices = Sub0_1;
 387
 388   } else if (AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(DestReg)) {
 389     assert(AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(SrcReg));
 390     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 391     SubIndices = Sub0_2;
 392
 393   } else if (AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
 394     assert(AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(SrcReg) ||
 395            AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
 396     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 397     SubIndices = Sub0_3;
 398
 399   } else if (AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
 400     assert(AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(SrcReg) ||
 401            AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
 402     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 403     SubIndices = Sub0_7;
 404
 405   } else if (AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
 406     assert(AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(SrcReg) ||
 407            AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
 408     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 409     SubIndices = Sub0_15;
 410
 411   } else {
 412     llvm_unreachable("Can't copy register!");
 413   }
 414
 415   while (unsigned SubIdx = *SubIndices++) {
 416     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
 417       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, SubIdx));
 418
 419     Builder.addReg(RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx), getKillRegState(KillSrc));
 420
 421     if (*SubIndices)
 422       Builder.addReg(DestReg, RegState::Define | RegState::Implicit);
 423   }
 424 }
 425
 426 unsigned SIInstrInfo::commuteOpcode(unsigned Opcode) const {
 427   int NewOpc;
 428
 429   // Try to map original to commuted opcode
 430   if ((NewOpc = AMDGPU::getCommuteRev(Opcode)) != -1)
 431     return NewOpc;
 432
 433   // Try to map commuted to original opcode
 434   if ((NewOpc = AMDGPU::getCommuteOrig(Opcode)) != -1)
 435     return NewOpc;
 436
 437   return Opcode;
 438 }
 439
 440 static bool shouldTryToSpillVGPRs(MachineFunction *MF) {
 441
 442   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 443   const TargetMachine &TM = MF->getTarget();
 444
 445   // FIXME: Even though it can cause problems, we need to enable
 446   // spilling at -O0, since the fast register allocator always
 447   // spills registers that are live at the end of blocks.
 448   return MFI->getShaderType() == ShaderType::COMPUTE &&
 449          TM.getOptLevel() == CodeGenOpt::None;
 450
 451 }
 452
 453 void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 454                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
 455                                       unsigned SrcReg, bool isKill,
 456                                       int FrameIndex,
 457                                       const TargetRegisterClass *RC,
 458                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 459   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 460   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 461   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 462   int Opcode = -1;
 463
 464   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 465     // We are only allowed to create one new instruction when spilling
 466     // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling
 467     // SGPRs.
 468     switch (RC->getSize() * 8) {
 469       case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;  break;
 470       case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;  break;
 471       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE; break;
 472       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE; break;
 473       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE; break;
 474     }
 475   } else if(shouldTryToSpillVGPRs(MF) && RI.hasVGPRs(RC)) {
 476     switch(RC->getSize() * 8) {
 477       case 32: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V32_SAVE; break;
 478       case 64: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V64_SAVE; break;
 479       case 96: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V96_SAVE; break;
 480       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V128_SAVE; break;
 481       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V256_SAVE; break;
 482       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V512_SAVE; break;
 483     }
 484   }
 485
 486   if (Opcode != -1) {
 487     FrameInfo->setObjectAlignment(FrameIndex, 4);
 488     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
 489             .addReg(SrcReg)
 490             .addFrameIndex(FrameIndex);
 491   } else {
 492     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 493     Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Do not know how to"
 494                   " spill register");
 495     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), AMDGPU::VGPR0)
 496             .addReg(SrcReg);
 497   }
 498 }
 499
 500 void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 501                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
 502                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
 503                                        const TargetRegisterClass *RC,
 504                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 505   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 506   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 507   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 508   int Opcode = -1;
 509
 510   if (RI.isSGPRClass(RC)){
 511     switch(RC->getSize() * 8) {
 512       case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE; break;
 513       case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;  break;
 514       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE; break;
 515       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE; break;
 516       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE; break;
 517     }
 518   } else if(shouldTryToSpillVGPRs(MF) && RI.hasVGPRs(RC)) {
 519     switch(RC->getSize() * 8) {
 520       case 32: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V32_RESTORE; break;
 521       case 64: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V64_RESTORE; break;
 522       case 96: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V96_RESTORE; break;
 523       case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V128_RESTORE; break;
 524       case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V256_RESTORE; break;
 525       case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_V512_RESTORE; break;
 526     }
 527   }
 528
 529   if (Opcode != -1) {
 530     FrameInfo->setObjectAlignment(FrameIndex, 4);
 531     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
 532             .addFrameIndex(FrameIndex);
 533   } else {
 534     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 535     Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot - Do not know how to"
 536                   " restore register");
 537     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
 538             .addReg(AMDGPU::VGPR0);
 539   }
 540 }
 541
 542 /// \param @Offset Offset in bytes of the FrameIndex being spilled
 543 unsigned SIInstrInfo::calculateLDSSpillAddress(MachineBasicBlock &MBB,
 544                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
 545                                                RegScavenger *RS, unsigned TmpReg,
 546                                                unsigned FrameOffset,
 547                                                unsigned Size) const {
 548   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 549   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 550   const AMDGPUSubtarget &ST = MF->getTarget().getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
 551   const SIRegisterInfo *TRI =
 552       static_cast<const SIRegisterInfo*>(ST.getRegisterInfo());
 553   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 554   unsigned WorkGroupSize = MFI->getMaximumWorkGroupSize(*MF);
 555   unsigned WavefrontSize = ST.getWavefrontSize();
 556
 557   unsigned TIDReg = MFI->getTIDReg();
 558   if (!MFI->hasCalculatedTID()) {
 559     MachineBasicBlock &Entry = MBB.getParent()->front();
 560     MachineBasicBlock::iterator Insert = Entry.front();
 561     DebugLoc DL = Insert->getDebugLoc();
 562
 563     TIDReg = RI.findUnusedVGPR(MF->getRegInfo());
 564     if (TIDReg == AMDGPU::NoRegister)
 565       return TIDReg;
 566
 567
 568     if (MFI->getShaderType() == ShaderType::COMPUTE &&
 569         WorkGroupSize > WavefrontSize) {
 570
 571       unsigned TIDIGXReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_X);
 572       unsigned TIDIGYReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_Y);
 573       unsigned TIDIGZReg = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::TIDIG_Z);
 574       unsigned InputPtrReg =
 575           TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::INPUT_PTR);
 576       static const unsigned TIDIGRegs[3] = {
 577         TIDIGXReg, TIDIGYReg, TIDIGZReg
 578       };
 579       for (unsigned Reg : TIDIGRegs) {
 580         if (!Entry.isLiveIn(Reg))
 581           Entry.addLiveIn(Reg);
 582       }
 583
 584       RS->enterBasicBlock(&Entry);
 585       unsigned STmp0 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 586       unsigned STmp1 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 587       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp0)
 588               .addReg(InputPtrReg)
 589               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Z);
 590       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp1)
 591               .addReg(InputPtrReg)
 592               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Y);
 593
 594       // NGROUPS.X * NGROUPS.Y
 595       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_MUL_I32), STmp1)
 596               .addReg(STmp1)
 597               .addReg(STmp0);
 598       // (NGROUPS.X * NGROUPS.Y) * TIDIG.X
 599       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MUL_U32_U24_e32), TIDReg)
 600               .addReg(STmp1)
 601               .addReg(TIDIGXReg);
 602       // NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)
 603       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MAD_U32_U24), TIDReg)
 604               .addReg(STmp0)
 605               .addReg(TIDIGYReg)
 606               .addReg(TIDReg);
 607       // (NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)) + TIDIG.Z
 608       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TIDReg)
 609               .addReg(TIDReg)
 610               .addReg(TIDIGZReg);
 611     } else {
 612       // Get the wave id
 613       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_LO_U32_B32_e64),
 614               TIDReg)
 615               .addImm(-1)
 616               .addImm(0);
 617
 618       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_HI_U32_B32_e32),
 619               TIDReg)
 620               .addImm(-1)
 621               .addReg(TIDReg);
 622     }
 623
 624     BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e32),
 625             TIDReg)
 626             .addImm(2)
 627             .addReg(TIDReg);
 628     MFI->setTIDReg(TIDReg);
 629   }
 630
 631   // Add FrameIndex to LDS offset
 632   unsigned LDSOffset = MFI->LDSSize + (FrameOffset * WorkGroupSize);
 633   BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TmpReg)
 634           .addImm(LDSOffset)
 635           .addReg(TIDReg);
 636
 637   return TmpReg;
 638 }
 639
 640 void SIInstrInfo::insertNOPs(MachineBasicBlock::iterator MI,
 641                              int Count) const {
 642   while (Count > 0) {
 643     int Arg;
 644     if (Count >= 8)
 645       Arg = 7;
 646     else
 647       Arg = Count - 1;
 648     Count -= 8;
 649     BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_NOP))
 650             .addImm(Arg);
 651   }
 652 }
 653
 654 bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
 655   MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
 656   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 657   switch (MI->getOpcode()) {
 658   default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
 659
 660   case AMDGPU::SI_CONSTDATA_PTR: {
 661     unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
 662     unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
 663     unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
 664
 665     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg);
 666
 667     // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the constant data.
 668     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32), RegLo)
 669             .addReg(RegLo)
 670             .addTargetIndex(AMDGPU::TI_CONSTDATA_START)
 671             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit);
 672     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
 673             .addReg(RegHi)
 674             .addImm(0)
 675             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit)
 676             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Implicit);
 677     MI->eraseFromParent();
 678     break;
 679   }
 680   case AMDGPU::SGPR_USE:
 681     // This is just a placeholder for register allocation.
 682     MI->eraseFromParent();
 683     break;
 684   }
 685   return true;
 686 }
 687
 688 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI,
 689                                               bool NewMI) const {
 690   if (MI->getNumOperands() < 3)
 691     return nullptr;
 692
 693   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
 694                                            AMDGPU::OpName::src0);
 695   assert(Src0Idx != -1 && "Should always have src0 operand");
 696
 697   if (!MI->getOperand(Src0Idx).isReg())
 698     return nullptr;
 699
 700   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
 701                                            AMDGPU::OpName::src1);
 702
 703   // Make sure it s legal to commute operands for VOP2.
 704   if ((Src1Idx != -1) && isVOP2(MI->getOpcode()) &&
 705       (!isOperandLegal(MI, Src0Idx, &MI->getOperand(Src1Idx)) ||
 706        !isOperandLegal(MI, Src1Idx, &MI->getOperand(Src0Idx))))
 707     return nullptr;
 708
 709   if (Src1Idx != -1 && !MI->getOperand(Src1Idx).isReg()) {
 710     // XXX: Commute instructions with FPImm operands
 711     if (NewMI || !MI->getOperand(Src1Idx).isImm() ||
 712        (!isVOP2(MI->getOpcode()) && !isVOP3(MI->getOpcode()))) {
 713       return nullptr;
 714     }
 715
 716     // XXX: Commute VOP3 instructions with abs and neg set .
 717     const MachineOperand *Src0Mods = getNamedOperand(*MI,
 718                                           AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
 719     const MachineOperand *Src1Mods = getNamedOperand(*MI,
 720                                           AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
 721     const MachineOperand *Src2Mods = getNamedOperand(*MI,
 722                                           AMDGPU::OpName::src2_modifiers);
 723
 724     if ((Src0Mods && Src0Mods->getImm()) ||
 725         (Src1Mods && Src1Mods->getImm()) ||
 726         (Src2Mods && Src2Mods->getImm()))
 727       return nullptr;
 728
 729     unsigned Reg = MI->getOperand(Src0Idx).getReg();
 730     unsigned SubReg = MI->getOperand(Src0Idx).getSubReg();
 731     MI->getOperand(Src0Idx).ChangeToImmediate(MI->getOperand(Src1Idx).getImm());
 732     MI->getOperand(Src1Idx).ChangeToRegister(Reg, false);
 733     MI->getOperand(Src1Idx).setSubReg(SubReg);
 734   } else {
 735     MI = TargetInstrInfo::commuteInstruction(MI, NewMI);
 736   }
 737
 738   if (MI)
 739     MI->setDesc(get(commuteOpcode(MI->getOpcode())));
 740
 741   return MI;
 742 }
 743
 744 // This needs to be implemented because the source modifiers may be inserted
 745 // between the true commutable operands, and the base
 746 // TargetInstrInfo::commuteInstruction uses it.
 747 bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr *MI,
 748                                         unsigned &SrcOpIdx1,
 749                                         unsigned &SrcOpIdx2) const {
 750   const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
 751   if (!MCID.isCommutable())
 752     return false;
 753
 754   unsigned Opc = MI->getOpcode();
 755   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
 756   if (Src0Idx == -1)
 757     return false;
 758
 759   // FIXME: Workaround TargetInstrInfo::commuteInstruction asserting on
 760   // immediate.
 761   if (!MI->getOperand(Src0Idx).isReg())
 762     return false;
 763
 764   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
 765   if (Src1Idx == -1)
 766     return false;
 767
 768   if (!MI->getOperand(Src1Idx).isReg())
 769     return false;
 770
 771   SrcOpIdx1 = Src0Idx;
 772   SrcOpIdx2 = Src1Idx;
 773   return true;
 774 }
 775
 776 MachineInstr *SIInstrInfo::buildMovInstr(MachineBasicBlock *MBB,
 777                                          MachineBasicBlock::iterator I,
 778                                          unsigned DstReg,
 779                                          unsigned SrcReg) const {
 780   return BuildMI(*MBB, I, MBB->findDebugLoc(I), get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32),
 781                  DstReg) .addReg(SrcReg);
 782 }
 783
 784 bool SIInstrInfo::isMov(unsigned Opcode) const {
 785   switch(Opcode) {
 786   default: return false;
 787   case AMDGPU::S_MOV_B32:
 788   case AMDGPU::S_MOV_B64:
 789   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
 790   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
 791     return true;
 792   }
 793 }
 794
 795 bool
 796 SIInstrInfo::isSafeToMoveRegClassDefs(const TargetRegisterClass *RC) const {
 797   return RC != &AMDGPU::EXECRegRegClass;
 798 }
 799
 800 bool
 801 SIInstrInfo::isTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
 802                                          AliasAnalysis *AA) const {
 803   switch(MI->getOpcode()) {
 804   default: return AMDGPUInstrInfo::isTriviallyReMaterializable(MI, AA);
 805   case AMDGPU::S_MOV_B32:
 806   case AMDGPU::S_MOV_B64:
 807   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
 808     return MI->getOperand(1).isImm();
 809   }
 810 }
 811
 812 namespace llvm {
 813 namespace AMDGPU {
 814 // Helper function generated by tablegen.  We are wrapping this with
 815 // an SIInstrInfo function that returns bool rather than int.
 816 int isDS(uint16_t Opcode);
 817 }
 818 }
 819
 820 bool SIInstrInfo::isDS(uint16_t Opcode) const {
 821   return ::AMDGPU::isDS(Opcode) != -1;
 822 }
 823
 824 bool SIInstrInfo::isMIMG(uint16_t Opcode) const {
 825   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MIMG;
 826 }
 827
 828 bool SIInstrInfo::isSMRD(uint16_t Opcode) const {
 829   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::SMRD;
 830 }
 831
 832 bool SIInstrInfo::isMUBUF(uint16_t Opcode) const {
 833   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MUBUF;
 834 }
 835
 836 bool SIInstrInfo::isMTBUF(uint16_t Opcode) const {
 837   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MTBUF;
 838 }
 839
 840 bool SIInstrInfo::isFLAT(uint16_t Opcode) const {
 841   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::FLAT;
 842 }
 843
 844 bool SIInstrInfo::isVOP1(uint16_t Opcode) const {
 845   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::VOP1;
 846 }
 847
 848 bool SIInstrInfo::isVOP2(uint16_t Opcode) const {
 849   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::VOP2;
 850 }
 851
 852 bool SIInstrInfo::isVOP3(uint16_t Opcode) const {
 853   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::VOP3;
 854 }
 855
 856 bool SIInstrInfo::isVOPC(uint16_t Opcode) const {
 857   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::VOPC;
 858 }
 859
 860 bool SIInstrInfo::isSALUInstr(const MachineInstr &MI) const {
 861   return get(MI.getOpcode()).TSFlags & SIInstrFlags::SALU;
 862 }
 863
 864 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
 865   int32_t Val = Imm.getSExtValue();
 866   if (Val >= -16 && Val <= 64)
 867     return true;
 868
 869   // The actual type of the operand does not seem to matter as long
 870   // as the bits match one of the inline immediate values.  For example:
 871   //
 872   // -nan has the hexadecimal encoding of 0xfffffffe which is -2 in decimal,
 873   // so it is a legal inline immediate.
 874   //
 875   // 1065353216 has the hexadecimal encoding 0x3f800000 which is 1.0f in
 876   // floating-point, so it is a legal inline immediate.
 877
 878   return (APInt::floatToBits(0.0f) == Imm) ||
 879          (APInt::floatToBits(1.0f) == Imm) ||
 880          (APInt::floatToBits(-1.0f) == Imm) ||
 881          (APInt::floatToBits(0.5f) == Imm) ||
 882          (APInt::floatToBits(-0.5f) == Imm) ||
 883          (APInt::floatToBits(2.0f) == Imm) ||
 884          (APInt::floatToBits(-2.0f) == Imm) ||
 885          (APInt::floatToBits(4.0f) == Imm) ||
 886          (APInt::floatToBits(-4.0f) == Imm);
 887 }
 888
 889 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO) const {
 890   if (MO.isImm())
 891     return isInlineConstant(APInt(32, MO.getImm(), true));
 892
 893   if (MO.isFPImm()) {
 894     APFloat FpImm = MO.getFPImm()->getValueAPF();
 895     return isInlineConstant(FpImm.bitcastToAPInt());
 896   }
 897
 898   return false;
 899 }
 900
 901 bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO) const {
 902   return (MO.isImm() || MO.isFPImm()) && !isInlineConstant(MO);
 903 }
 904
 905 static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
 906                              const MachineOperand &Op1) {
 907   if (Op0.getType() != Op1.getType())
 908     return false;
 909
 910   switch (Op0.getType()) {
 911   case MachineOperand::MO_Register:
 912     return Op0.getReg() == Op1.getReg();
 913   case MachineOperand::MO_Immediate:
 914     return Op0.getImm() == Op1.getImm();
 915   case MachineOperand::MO_FPImmediate:
 916     return Op0.getFPImm() == Op1.getFPImm();
 917   default:
 918     llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
 919   }
 920 }
 921
 922 bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
 923                                  const MachineOperand &MO) const {
 924   const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpNo];
 925
 926   assert(MO.isImm() || MO.isFPImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
 927
 928   if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
 929     return true;
 930
 931   if (OpInfo.RegClass < 0)
 932     return false;
 933
 934   if (isLiteralConstant(MO))
 935     return RI.regClassCanUseLiteralConstant(OpInfo.RegClass);
 936
 937   return RI.regClassCanUseInlineConstant(OpInfo.RegClass);
 938 }
 939
 940 bool SIInstrInfo::canFoldOffset(unsigned OffsetSize, unsigned AS) {
 941   switch (AS) {
 942   case AMDGPUAS::GLOBAL_ADDRESS: {
 943     // MUBUF instructions a 12-bit offset in bytes.
 944     return isUInt<12>(OffsetSize);
 945   }
 946   case AMDGPUAS::CONSTANT_ADDRESS: {
 947     // SMRD instructions have an 8-bit offset in dwords.
 948     return (OffsetSize % 4 == 0) && isUInt<8>(OffsetSize / 4);
 949   }
 950   case AMDGPUAS::LOCAL_ADDRESS:
 951   case AMDGPUAS::REGION_ADDRESS: {
 952     // The single offset versions have a 16-bit offset in bytes.
 953     return isUInt<16>(OffsetSize);
 954   }
 955   case AMDGPUAS::PRIVATE_ADDRESS:
 956     // Indirect register addressing does not use any offsets.
 957   default:
 958     return 0;
 959   }
 960 }
 961
 962 bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
 963   return AMDGPU::getVOPe32(Opcode) != -1;
 964 }
 965
 966 bool SIInstrInfo::hasModifiers(unsigned Opcode) const {
 967   // The src0_modifier operand is present on all instructions
 968   // that have modifiers.
 969
 970   return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
 971                                     AMDGPU::OpName::src0_modifiers) != -1;
 972 }
 973
 974 bool SIInstrInfo::usesConstantBus(const MachineRegisterInfo &MRI,
 975                                   const MachineOperand &MO) const {
 976   // Literal constants use the constant bus.
 977   if (isLiteralConstant(MO))
 978     return true;
 979
 980   if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
 981     return false;
 982
 983   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
 984     return RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg()));
 985
 986   // FLAT_SCR is just an SGPR pair.
 987   if (!MO.isImplicit() && (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR))
 988     return true;
 989
 990   // EXEC register uses the constant bus.
 991   if (!MO.isImplicit() && MO.getReg() == AMDGPU::EXEC)
 992     return true;
 993
 994   // SGPRs use the constant bus
 995   if (MO.getReg() == AMDGPU::M0 || MO.getReg() == AMDGPU::VCC ||
 996       (!MO.isImplicit() &&
 997       (AMDGPU::SGPR_32RegClass.contains(MO.getReg()) ||
 998        AMDGPU::SGPR_64RegClass.contains(MO.getReg())))) {
 999     return true;
1000   }
1001
1002   return false;
1003 }
1004
1005 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
1006                                     StringRef &ErrInfo) const {
1007   uint16_t Opcode = MI->getOpcode();
1008   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1009   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src0);
1010   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src1);
1011   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src2);
1012
1013   // Make sure the number of operands is correct.
1014   const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
1015   if (!Desc.isVariadic() &&
1016       Desc.getNumOperands() != MI->getNumExplicitOperands()) {
1017      ErrInfo = "Instruction has wrong number of operands.";
1018      return false;
1019   }
1020
1021   // Make sure the register classes are correct
1022   for (int i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1023     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
1024     case MCOI::OPERAND_REGISTER: {
1025       if ((MI->getOperand(i).isImm() || MI->getOperand(i).isFPImm()) &&
1026           !isImmOperandLegal(MI, i, MI->getOperand(i))) {
1027           ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1028           return false;
1029         }
1030       }
1031       break;
1032     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
1033       // Check if this operand is an immediate.
1034       // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
1035       // allowed.
1036       if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFPImm() &&
1037           !MI->getOperand(i).isFI()) {
1038         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
1039         return false;
1040       }
1041       // Fall-through
1042     default:
1043       continue;
1044     }
1045
1046     if (!MI->getOperand(i).isReg())
1047       continue;
1048
1049     int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
1050     if (RegClass != -1) {
1051       unsigned Reg = MI->getOperand(i).getReg();
1052       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1053         continue;
1054
1055       const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
1056       if (!RC->contains(Reg)) {
1057         ErrInfo = "Operand has incorrect register class.";
1058         return false;
1059       }
1060     }
1061   }
1062
1063
1064   // Verify VOP*
1065   if (isVOP1(Opcode) || isVOP2(Opcode) || isVOP3(Opcode) || isVOPC(Opcode)) {
1066     unsigned ConstantBusCount = 0;
1067     unsigned SGPRUsed = AMDGPU::NoRegister;
1068     for (int i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1069       const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
1070       if (usesConstantBus(MRI, MO)) {
1071         if (MO.isReg()) {
1072           if (MO.getReg() != SGPRUsed)
1073             ++ConstantBusCount;
1074           SGPRUsed = MO.getReg();
1075         } else {
1076           ++ConstantBusCount;
1077         }
1078       }
1079     }
1080     if (ConstantBusCount > 1) {
1081       ErrInfo = "VOP* instruction uses the constant bus more than once";
1082       return false;
1083     }
1084   }
1085
1086   // Verify SRC1 for VOP2 and VOPC
1087   if (Src1Idx != -1 && (isVOP2(Opcode) || isVOPC(Opcode))) {
1088     const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
1089     if (Src1.isImm() || Src1.isFPImm()) {
1090       ErrInfo = "VOP[2C] src1 cannot be an immediate.";
1091       return false;
1092     }
1093   }
1094
1095   // Verify VOP3
1096   if (isVOP3(Opcode)) {
1097     if (Src0Idx != -1 && isLiteralConstant(MI->getOperand(Src0Idx))) {
1098       ErrInfo = "VOP3 src0 cannot be a literal constant.";
1099       return false;
1100     }
1101     if (Src1Idx != -1 && isLiteralConstant(MI->getOperand(Src1Idx))) {
1102       ErrInfo = "VOP3 src1 cannot be a literal constant.";
1103       return false;
1104     }
1105     if (Src2Idx != -1 && isLiteralConstant(MI->getOperand(Src2Idx))) {
1106       ErrInfo = "VOP3 src2 cannot be a literal constant.";
1107       return false;
1108     }
1109   }
1110
1111   // Verify misc. restrictions on specific instructions.
1112   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
1113       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
1114     const MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
1115     const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
1116     const MachineOperand &Src2 = MI->getOperand(Src2Idx);
1117     if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
1118       if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
1119           !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
1120         ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
1121         return false;
1122       }
1123     }
1124   }
1125
1126   return true;
1127 }
1128
1129 unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
1130   switch (MI.getOpcode()) {
1131   default: return AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1132   case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
1133   case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
1134   case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
1135   case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
1136   case AMDGPU::S_MOV_B32:
1137     return MI.getOperand(1).isReg() ?
1138            AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1139   case AMDGPU::S_ADD_I32:
1140   case AMDGPU::S_ADD_U32: return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
1141   case AMDGPU::S_ADDC_U32: return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
1142   case AMDGPU::S_SUB_I32:
1143   case AMDGPU::S_SUB_U32: return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
1144   case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
1145   case AMDGPU::S_MUL_I32: return AMDGPU::V_MUL_LO_I32;
1146   case AMDGPU::S_AND_B32: return AMDGPU::V_AND_B32_e32;
1147   case AMDGPU::S_OR_B32: return AMDGPU::V_OR_B32_e32;
1148   case AMDGPU::S_XOR_B32: return AMDGPU::V_XOR_B32_e32;
1149   case AMDGPU::S_MIN_I32: return AMDGPU::V_MIN_I32_e32;
1150   case AMDGPU::S_MIN_U32: return AMDGPU::V_MIN_U32_e32;
1151   case AMDGPU::S_MAX_I32: return AMDGPU::V_MAX_I32_e32;
1152   case AMDGPU::S_MAX_U32: return AMDGPU::V_MAX_U32_e32;
1153   case AMDGPU::S_ASHR_I32: return AMDGPU::V_ASHR_I32_e32;
1154   case AMDGPU::S_ASHR_I64: return AMDGPU::V_ASHR_I64;
1155   case AMDGPU::S_LSHL_B32: return AMDGPU::V_LSHL_B32_e32;
1156   case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
1157   case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
1158   case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
1159   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1160   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1161   case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
1162   case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1163   case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
1164   case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1165   case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1166   case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
1167   case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
1168   case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
1169   case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
1170   case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
1171   case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
1172   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
1173   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORD_ADDR64;
1174   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
1175   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX2_ADDR64;
1176   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
1177   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX4_ADDR64;
1178   case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e32;
1179   case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
1180   case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
1181   }
1182 }
1183
1184 bool SIInstrInfo::isSALUOpSupportedOnVALU(const MachineInstr &MI) const {
1185   return getVALUOp(MI) != AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1186 }
1187
1188 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getOpRegClass(const MachineInstr &MI,
1189                                                       unsigned OpNo) const {
1190   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
1191   const MCInstrDesc &Desc = get(MI.getOpcode());
1192   if (MI.isVariadic() || OpNo >= Desc.getNumOperands() ||
1193       Desc.OpInfo[OpNo].RegClass == -1)
1194     return MRI.getRegClass(MI.getOperand(OpNo).getReg());
1195
1196   unsigned RCID = Desc.OpInfo[OpNo].RegClass;
1197   return RI.getRegClass(RCID);
1198 }
1199
1200 bool SIInstrInfo::canReadVGPR(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const {
1201   switch (MI.getOpcode()) {
1202   case AMDGPU::COPY:
1203   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
1204   case AMDGPU::PHI:
1205   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
1206     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, 0));
1207   default:
1208     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, OpNo));
1209   }
1210 }
1211
1212 void SIInstrInfo::legalizeOpWithMove(MachineInstr *MI, unsigned OpIdx) const {
1213   MachineBasicBlock::iterator I = MI;
1214   MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
1215   MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1216   unsigned RCID = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpIdx].RegClass;
1217   const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RCID);
1218   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1219   if (MO.isReg()) {
1220     Opcode = AMDGPU::COPY;
1221   } else if (RI.isSGPRClass(RC)) {
1222     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
1223   }
1224
1225   const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(RC);
1226   if (RI.getCommonSubClass(&AMDGPU::VReg_64RegClass, VRC)) {
1227     VRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
1228   } else {
1229     VRC = &AMDGPU::VReg_32RegClass;
1230   }
1231   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
1232   BuildMI(*MI->getParent(), I, MI->getParent()->findDebugLoc(I), get(Opcode),
1233           Reg).addOperand(MO);
1234   MO.ChangeToRegister(Reg, false);
1235 }
1236
1237 unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
1238                                          MachineRegisterInfo &MRI,
1239                                          MachineOperand &SuperReg,
1240                                          const TargetRegisterClass *SuperRC,
1241                                          unsigned SubIdx,
1242                                          const TargetRegisterClass *SubRC)
1243                                          const {
1244   assert(SuperReg.isReg());
1245
1246   unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
1247   unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
1248
1249   // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
1250   // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
1251   // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
1252   // eliminate this extra copy.
1253   BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(TargetOpcode::COPY),
1254           NewSuperReg)
1255           .addOperand(SuperReg);
1256
1257   BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(TargetOpcode::COPY),
1258           SubReg)
1259           .addReg(NewSuperReg, 0, SubIdx);
1260   return SubReg;
1261 }
1262
1263 MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
1264   MachineBasicBlock::iterator MII,
1265   MachineRegisterInfo &MRI,
1266   MachineOperand &Op,
1267   const TargetRegisterClass *SuperRC,
1268   unsigned SubIdx,
1269   const TargetRegisterClass *SubRC) const {
1270   if (Op.isImm()) {
1271     // XXX - Is there a better way to do this?
1272     if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
1273       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
1274     if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
1275       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() >> 32);
1276
1277     llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
1278   }
1279
1280   unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
1281                                        SubIdx, SubRC);
1282   return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
1283 }
1284
1285 unsigned SIInstrInfo::split64BitImm(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
1286                                     MachineBasicBlock::iterator MI,
1287                                     MachineRegisterInfo &MRI,
1288                                     const TargetRegisterClass *RC,
1289                                     const MachineOperand &Op) const {
1290   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1291   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1292   unsigned LoDst = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1293   unsigned HiDst = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1294   unsigned Dst = MRI.createVirtualRegister(RC);
1295
1296   MachineInstr *Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1297                              LoDst)
1298     .addImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
1299   MachineInstr *Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1300                              HiDst)
1301     .addImm(Op.getImm() >> 32);
1302
1303   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), Dst)
1304     .addReg(LoDst)
1305     .addImm(AMDGPU::sub0)
1306     .addReg(HiDst)
1307     .addImm(AMDGPU::sub1);
1308
1309   Worklist.push_back(Lo);
1310   Worklist.push_back(Hi);
1311
1312   return Dst;
1313 }
1314
1315 bool SIInstrInfo::isOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpIdx,
1316                                  const MachineOperand *MO) const {
1317   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1318   const MCInstrDesc &InstDesc = get(MI->getOpcode());
1319   const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpIdx];
1320   const TargetRegisterClass *DefinedRC =
1321       OpInfo.RegClass != -1 ? RI.getRegClass(OpInfo.RegClass) : nullptr;
1322   if (!MO)
1323     MO = &MI->getOperand(OpIdx);
1324
1325   if (usesConstantBus(MRI, *MO)) {
1326     unsigned SGPRUsed =
1327         MO->isReg() ? MO->getReg() : (unsigned)AMDGPU::NoRegister;
1328     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1329       if (i == OpIdx)
1330         continue;
1331       if (usesConstantBus(MRI, MI->getOperand(i)) &&
1332           MI->getOperand(i).isReg() && MI->getOperand(i).getReg() != SGPRUsed) {
1333         return false;
1334       }
1335     }
1336   }
1337
1338   if (MO->isReg()) {
1339     assert(DefinedRC);
1340     const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(MO->getReg());
1341     return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass));
1342   }
1343
1344
1345   // Handle non-register types that are treated like immediates.
1346   assert(MO->isImm() || MO->isFPImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI());
1347
1348   if (!DefinedRC) {
1349     // This operand expects an immediate.
1350     return true;
1351   }
1352
1353   return isImmOperandLegal(MI, OpIdx, *MO);
1354 }
1355
1356 void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
1357   MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1358
1359   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
1360                                            AMDGPU::OpName::src0);
1361   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
1362                                            AMDGPU::OpName::src1);
1363   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
1364                                            AMDGPU::OpName::src2);
1365
1366   // Legalize VOP2
1367   if (isVOP2(MI->getOpcode()) && Src1Idx != -1) {
1368     // Legalize src0
1369     if (!isOperandLegal(MI, Src0Idx))
1370       legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
1371
1372     // Legalize src1
1373     if (isOperandLegal(MI, Src1Idx))
1374       return;
1375
1376     // Usually src0 of VOP2 instructions allow more types of inputs
1377     // than src1, so try to commute the instruction to decrease our
1378     // chances of having to insert a MOV instruction to legalize src1.
1379     if (MI->isCommutable()) {
1380       if (commuteInstruction(MI))
1381         // If we are successful in commuting, then we know MI is legal, so
1382         // we are done.
1383         return;
1384     }
1385
1386     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
1387     return;
1388   }
1389
1390   // XXX - Do any VOP3 instructions read VCC?
1391   // Legalize VOP3
1392   if (isVOP3(MI->getOpcode())) {
1393     int VOP3Idx[3] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
1394
1395     // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
1396     unsigned SGPRReg = findUsedSGPR(MI, VOP3Idx);
1397
1398     for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
1399       int Idx = VOP3Idx[i];
1400       if (Idx == -1)
1401         break;
1402       MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
1403
1404       if (MO.isReg()) {
1405         if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
1406           continue; // VGPRs are legal
1407
1408         assert(MO.getReg() != AMDGPU::SCC && "SCC operand to VOP3 instruction");
1409
1410         if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister || SGPRReg == MO.getReg()) {
1411           SGPRReg = MO.getReg();
1412           // We can use one SGPR in each VOP3 instruction.
1413           continue;
1414         }
1415       } else if (!isLiteralConstant(MO)) {
1416         // If it is not a register and not a literal constant, then it must be
1417         // an inline constant which is always legal.
1418         continue;
1419       }
1420       // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
1421       // legalize it.
1422       legalizeOpWithMove(MI, Idx);
1423     }
1424   }
1425
1426   // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
1427   // The register class of the operands much be the same type as the register
1428   // class of the output.
1429   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE ||
1430       MI->getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
1431     const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
1432     for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
1433       if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
1434           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
1435         continue;
1436       const TargetRegisterClass *OpRC =
1437               MRI.getRegClass(MI->getOperand(i).getReg());
1438       if (RI.hasVGPRs(OpRC)) {
1439         VRC = OpRC;
1440       } else {
1441         SRC = OpRC;
1442       }
1443     }
1444
1445     // If any of the operands are VGPR registers, then they all most be
1446     // otherwise we will create illegal VGPR->SGPR copies when legalizing
1447     // them.
1448     if (VRC || !RI.isSGPRClass(getOpRegClass(*MI, 0))) {
1449       if (!VRC) {
1450         assert(SRC);
1451         VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(SRC);
1452       }
1453       RC = VRC;
1454     } else {
1455       RC = SRC;
1456     }
1457
1458     // Update all the operands so they have the same type.
1459     for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
1460       if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
1461           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
1462         continue;
1463       unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
1464       MachineBasicBlock *InsertBB;
1465       MachineBasicBlock::iterator Insert;
1466       if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
1467         InsertBB = MI->getParent();
1468         Insert = MI;
1469       } else {
1470         // MI is a PHI instruction.
1471         InsertBB = MI->getOperand(i + 1).getMBB();
1472         Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
1473       }
1474       BuildMI(*InsertBB, Insert, MI->getDebugLoc(),
1475               get(AMDGPU::COPY), DstReg)
1476               .addOperand(MI->getOperand(i));
1477       MI->getOperand(i).setReg(DstReg);
1478     }
1479   }
1480
1481   // Legalize INSERT_SUBREG
1482   // src0 must have the same register class as dst
1483   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
1484     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
1485     unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
1486     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
1487     const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
1488     if (DstRC != Src0RC) {
1489       MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
1490       unsigned NewSrc0 = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
1491       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), NewSrc0)
1492               .addReg(Src0);
1493       MI->getOperand(1).setReg(NewSrc0);
1494     }
1495     return;
1496   }
1497
1498   // Legalize MUBUF* instructions
1499   // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
1500   // may need to legalize them here.
1501   int SRsrcIdx =
1502       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::srsrc);
1503   if (SRsrcIdx != -1) {
1504     // We have an MUBUF instruction
1505     MachineOperand *SRsrc = &MI->getOperand(SRsrcIdx);
1506     unsigned SRsrcRC = get(MI->getOpcode()).OpInfo[SRsrcIdx].RegClass;
1507     if (RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()),
1508                                              RI.getRegClass(SRsrcRC))) {
1509       // The operands are legal.
1510       // FIXME: We may need to legalize operands besided srsrc.
1511       return;
1512     }
1513
1514     MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
1515     // Extract the the ptr from the resource descriptor.
1516
1517     // SRsrcPtrLo = srsrc:sub0
1518     unsigned SRsrcPtrLo = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
1519         &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub0, &AMDGPU::VReg_32RegClass);
1520
1521     // SRsrcPtrHi = srsrc:sub1
1522     unsigned SRsrcPtrHi = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
1523         &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub1, &AMDGPU::VReg_32RegClass);
1524
1525     // Create an empty resource descriptor
1526     unsigned Zero64 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
1527     unsigned SRsrcFormatLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1528     unsigned SRsrcFormatHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1529     unsigned NewSRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
1530
1531     // Zero64 = 0
1532     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B64),
1533             Zero64)
1534             .addImm(0);
1535
1536     // SRsrcFormatLo = RSRC_DATA_FORMAT{31-0}
1537     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1538             SRsrcFormatLo)
1539             .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT & 0xFFFFFFFF);
1540
1541     // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
1542     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1543             SRsrcFormatHi)
1544             .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT >> 32);
1545
1546     // NewSRsrc = {Zero64, SRsrcFormat}
1547     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE),
1548             NewSRsrc)
1549             .addReg(Zero64)
1550             .addImm(AMDGPU::sub0_sub1)
1551             .addReg(SRsrcFormatLo)
1552             .addImm(AMDGPU::sub2)
1553             .addReg(SRsrcFormatHi)
1554             .addImm(AMDGPU::sub3);
1555
1556     MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
1557     unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
1558     unsigned NewVAddrLo;
1559     unsigned NewVAddrHi;
1560     if (VAddr) {
1561       // This is already an ADDR64 instruction so we need to add the pointer
1562       // extracted from the resource descriptor to the current value of VAddr.
1563       NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_32RegClass);
1564       NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_32RegClass);
1565
1566       // NewVaddrLo = SRsrcPtrLo + VAddr:sub0
1567       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32),
1568               NewVAddrLo)
1569               .addReg(SRsrcPtrLo)
1570               .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
1571               .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::ImplicitDefine);
1572
1573       // NewVaddrHi = SRsrcPtrHi + VAddr:sub1
1574       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e32),
1575               NewVAddrHi)
1576               .addReg(SRsrcPtrHi)
1577               .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1)
1578               .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::ImplicitDefine)
1579               .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::Implicit);
1580
1581     } else {
1582       // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
1583       // ADDR64.
1584       MachineOperand *VData = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata);
1585       MachineOperand *Offset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
1586       MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soffset);
1587       assert(SOffset->isImm() && SOffset->getImm() == 0 && "Legalizing MUBUF "
1588              "with non-zero soffset is not implemented");
1589       (void)SOffset;
1590
1591       // Create the new instruction.
1592       unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI->getOpcode());
1593       MachineInstr *Addr64 =
1594           BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
1595                   .addOperand(*VData)
1596                   .addOperand(*SRsrc)
1597                   .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
1598                                               // This will be replaced later
1599                                               // with the new value of vaddr.
1600                   .addOperand(*Offset);
1601
1602       MI->removeFromParent();
1603       MI = Addr64;
1604
1605       NewVAddrLo = SRsrcPtrLo;
1606       NewVAddrHi = SRsrcPtrHi;
1607       VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
1608       SRsrc = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
1609     }
1610
1611     // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
1612     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE),
1613             NewVAddr)
1614             .addReg(NewVAddrLo)
1615             .addImm(AMDGPU::sub0)
1616             .addReg(NewVAddrHi)
1617             .addImm(AMDGPU::sub1);
1618
1619
1620     // Update the instruction to use NewVaddr
1621     VAddr->setReg(NewVAddr);
1622     // Update the instruction to use NewSRsrc
1623     SRsrc->setReg(NewSRsrc);
1624   }
1625 }
1626
1627 void SIInstrInfo::splitSMRD(MachineInstr *MI,
1628                             const TargetRegisterClass *HalfRC,
1629                             unsigned HalfImmOp, unsigned HalfSGPROp,
1630                             MachineInstr *&Lo, MachineInstr *&Hi) const {
1631
1632   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1633   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1634   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
1635   unsigned RegLo = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
1636   unsigned RegHi = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
1637   unsigned HalfSize = HalfRC->getSize();
1638   const MachineOperand *OffOp =
1639       getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
1640   const MachineOperand *SBase = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::sbase);
1641
1642   if (OffOp) {
1643     // Handle the _IMM variant
1644     unsigned LoOffset = OffOp->getImm();
1645     unsigned HiOffset = LoOffset + (HalfSize / 4);
1646     Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegLo)
1647                   .addOperand(*SBase)
1648                   .addImm(LoOffset);
1649
1650     if (!isUInt<8>(HiOffset)) {
1651       unsigned OffsetSGPR =
1652           MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
1653       BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), OffsetSGPR)
1654               .addImm(HiOffset << 2);  // The immediate offset is in dwords,
1655                                        // but offset in register is in bytes.
1656       Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
1657                     .addOperand(*SBase)
1658                     .addReg(OffsetSGPR);
1659     } else {
1660       Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegHi)
1661                      .addOperand(*SBase)
1662                      .addImm(HiOffset);
1663     }
1664   } else {
1665     // Handle the _SGPR variant
1666     MachineOperand *SOff = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soff);
1667     Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegLo)
1668                   .addOperand(*SBase)
1669                   .addOperand(*SOff);
1670     unsigned OffsetSGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
1671     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), OffsetSGPR)
1672             .addOperand(*SOff)
1673             .addImm(HalfSize);
1674     Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp))
1675                   .addOperand(*SBase)
1676                   .addReg(OffsetSGPR);
1677   }
1678
1679   unsigned SubLo, SubHi;
1680   switch (HalfSize) {
1681     case 4:
1682       SubLo = AMDGPU::sub0;
1683       SubHi = AMDGPU::sub1;
1684       break;
1685     case 8:
1686       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1;
1687       SubHi = AMDGPU::sub2_sub3;
1688       break;
1689     case 16:
1690       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3;
1691       SubHi = AMDGPU::sub4_sub5_sub6_sub7;
1692       break;
1693     case 32:
1694       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3_sub4_sub5_sub6_sub7;
1695       SubHi = AMDGPU::sub8_sub9_sub10_sub11_sub12_sub13_sub14_sub15;
1696       break;
1697     default:
1698       llvm_unreachable("Unhandled HalfSize");
1699   }
1700
1701   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::REG_SEQUENCE))
1702           .addOperand(MI->getOperand(0))
1703           .addReg(RegLo)
1704           .addImm(SubLo)
1705           .addReg(RegHi)
1706           .addImm(SubHi);
1707 }
1708
1709 void SIInstrInfo::moveSMRDToVALU(MachineInstr *MI, MachineRegisterInfo &MRI) const {
1710   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1711   switch (MI->getOpcode()) {
1712     case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
1713     case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR:
1714     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
1715     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR:
1716     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
1717     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR: {
1718       unsigned NewOpcode = getVALUOp(*MI);
1719       unsigned RegOffset;
1720       unsigned ImmOffset;
1721
1722       if (MI->getOperand(2).isReg()) {
1723         RegOffset = MI->getOperand(2).getReg();
1724         ImmOffset = 0;
1725       } else {
1726         assert(MI->getOperand(2).isImm());
1727         // SMRD instructions take a dword offsets and MUBUF instructions
1728         // take a byte offset.
1729         ImmOffset = MI->getOperand(2).getImm() << 2;
1730         RegOffset = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1731         if (isUInt<12>(ImmOffset)) {
1732           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1733                   RegOffset)
1734                   .addImm(0);
1735         } else {
1736           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
1737                   RegOffset)
1738                   .addImm(ImmOffset);
1739           ImmOffset = 0;
1740         }
1741       }
1742
1743       unsigned SRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
1744       unsigned DWord0 = RegOffset;
1745       unsigned DWord1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1746       unsigned DWord2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1747       unsigned DWord3 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
1748
1749       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord1)
1750               .addImm(0);
1751       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord2)
1752               .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT & 0xFFFFFFFF);
1753       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord3)
1754               .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT >> 32);
1755       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), SRsrc)
1756               .addReg(DWord0)
1757               .addImm(AMDGPU::sub0)
1758               .addReg(DWord1)
1759               .addImm(AMDGPU::sub1)
1760               .addReg(DWord2)
1761               .addImm(AMDGPU::sub2)
1762               .addReg(DWord3)
1763               .addImm(AMDGPU::sub3);
1764       MI->setDesc(get(NewOpcode));
1765       if (MI->getOperand(2).isReg()) {
1766         MI->getOperand(2).setReg(MI->getOperand(1).getReg());
1767       } else {
1768         MI->getOperand(2).ChangeToRegister(MI->getOperand(1).getReg(), false);
1769       }
1770       MI->getOperand(1).setReg(SRsrc);
1771       MI->addOperand(*MBB->getParent(), MachineOperand::CreateImm(ImmOffset));
1772
1773       const TargetRegisterClass *NewDstRC =
1774           RI.getRegClass(get(NewOpcode).OpInfo[0].RegClass);
1775
1776       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
1777       unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
1778       MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
1779       break;
1780     }
1781     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_IMM:
1782     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_SGPR: {
1783       MachineInstr *Lo, *Hi;
1784       splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_128RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM,
1785                 AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR, Lo, Hi);
1786       MI->eraseFromParent();
1787       moveSMRDToVALU(Lo, MRI);
1788       moveSMRDToVALU(Hi, MRI);
1789       break;
1790     }
1791
1792     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX16_IMM:
1793     case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX16_SGPR: {
1794       MachineInstr *Lo, *Hi;
1795       splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_256RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_IMM,
1796                 AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_SGPR, Lo, Hi);
1797       MI->eraseFromParent();
1798       moveSMRDToVALU(Lo, MRI);
1799       moveSMRDToVALU(Hi, MRI);
1800       break;
1801     }
1802   }
1803 }
1804
1805 void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
1806   SmallVector<MachineInstr *, 128> Worklist;
1807   Worklist.push_back(&TopInst);
1808
1809   while (!Worklist.empty()) {
1810     MachineInstr *Inst = Worklist.pop_back_val();
1811     MachineBasicBlock *MBB = Inst->getParent();
1812     MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
1813
1814     unsigned Opcode = Inst->getOpcode();
1815     unsigned NewOpcode = getVALUOp(*Inst);
1816
1817     // Handle some special cases
1818     switch (Opcode) {
1819     default:
1820       if (isSMRD(Inst->getOpcode())) {
1821         moveSMRDToVALU(Inst, MRI);
1822       }
1823       break;
1824     case AMDGPU::S_MOV_B64: {
1825       DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
1826
1827       // If the source operand is a register we can replace this with a
1828       // copy.
1829       if (Inst->getOperand(1).isReg()) {
1830         MachineInstr *Copy = BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(TargetOpcode::COPY))
1831           .addOperand(Inst->getOperand(0))
1832           .addOperand(Inst->getOperand(1));
1833         Worklist.push_back(Copy);
1834       } else {
1835         // Otherwise, we need to split this into two movs, because there is
1836         // no 64-bit VALU move instruction.
1837         unsigned Reg = Inst->getOperand(0).getReg();
1838         unsigned Dst = split64BitImm(Worklist,
1839                                      Inst,
1840                                      MRI,
1841                                      MRI.getRegClass(Reg),
1842                                      Inst->getOperand(1));
1843         MRI.replaceRegWith(Reg, Dst);
1844       }
1845       Inst->eraseFromParent();
1846       continue;
1847     }
1848     case AMDGPU::S_AND_B64:
1849       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_AND_B32);
1850       Inst->eraseFromParent();
1851       continue;
1852
1853     case AMDGPU::S_OR_B64:
1854       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_OR_B32);
1855       Inst->eraseFromParent();
1856       continue;
1857
1858     case AMDGPU::S_XOR_B64:
1859       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_XOR_B32);
1860       Inst->eraseFromParent();
1861       continue;
1862
1863     case AMDGPU::S_NOT_B64:
1864       splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_NOT_B32);
1865       Inst->eraseFromParent();
1866       continue;
1867
1868     case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
1869       splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
1870       Inst->eraseFromParent();
1871       continue;
1872
1873     case AMDGPU::S_BFE_U64:
1874     case AMDGPU::S_BFE_I64:
1875     case AMDGPU::S_BFM_B64:
1876       llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
1877     }
1878
1879     if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
1880       // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
1881       // legalize its operands instead.
1882       legalizeOperands(Inst);
1883       continue;
1884     }
1885
1886     // Use the new VALU Opcode.
1887     const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpcode);
1888     Inst->setDesc(NewDesc);
1889
1890     // Remove any references to SCC. Vector instructions can't read from it, and
1891     // We're just about to add the implicit use / defs of VCC, and we don't want
1892     // both.
1893     for (unsigned i = Inst->getNumOperands() - 1; i > 0; --i) {
1894       MachineOperand &Op = Inst->getOperand(i);
1895       if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC)
1896         Inst->RemoveOperand(i);
1897     }
1898
1899     if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
1900       // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
1901       // operands for the size and offset.
1902       unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
1903       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
1904       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
1905
1906     } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
1907       // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
1908       // extra 0 operand.
1909       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
1910     }
1911
1912     addDescImplicitUseDef(NewDesc, Inst);
1913
1914     if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
1915       const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst->getOperand(2);
1916       // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
1917       // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
1918       assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
1919              "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
1920       uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
1921
1922       uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
1923       uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
1924       Inst->RemoveOperand(2); // Remove old immediate.
1925       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
1926       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
1927     }
1928
1929     // Update the destination register class.
1930
1931     const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(*Inst, 0);
1932
1933     switch (Opcode) {
1934       // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual
1935       // register class associated with the operand, so we need to find an
1936       // equivalent VGPR register class in order to move the instruction to the
1937       // VALU.
1938     case AMDGPU::COPY:
1939     case AMDGPU::PHI:
1940     case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
1941     case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
1942       if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
1943         continue;
1944       NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
1945       if (!NewDstRC)
1946         continue;
1947       break;
1948     default:
1949       break;
1950     }
1951
1952     unsigned DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
1953     unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
1954     MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
1955
1956     // Legalize the operands
1957     legalizeOperands(Inst);
1958
1959     for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(NewDstReg),
1960            E = MRI.use_end(); I != E; ++I) {
1961       MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
1962       if (!canReadVGPR(UseMI, I.getOperandNo())) {
1963         Worklist.push_back(&UseMI);
1964       }
1965     }
1966   }
1967 }
1968
1969 //===----------------------------------------------------------------------===//
1970 // Indirect addressing callbacks
1971 //===----------------------------------------------------------------------===//
1972
1973 unsigned SIInstrInfo::calculateIndirectAddress(unsigned RegIndex,
1974                                                  unsigned Channel) const {
1975   assert(Channel == 0);
1976   return RegIndex;
1977 }
1978
1979 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getIndirectAddrRegClass() const {
1980   return &AMDGPU::VReg_32RegClass;
1981 }
1982
1983 void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
1984   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
1985   MachineInstr *Inst,
1986   unsigned Opcode) const {
1987   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
1988   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
1989
1990   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
1991   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
1992   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
1993
1994   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
1995
1996   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
1997   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
1998     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
1999     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2000
2001   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2002
2003   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2004                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2005
2006   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2007   const TargetRegisterClass *DestSubRC = RI.getSubRegClass(DestRC, AMDGPU::sub0);
2008
2009   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
2010   MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2011     .addOperand(SrcReg0Sub0);
2012
2013   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2014                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2015
2016   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(DestSubRC);
2017   MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2018     .addOperand(SrcReg0Sub1);
2019
2020   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
2021   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2022     .addReg(DestSub0)
2023     .addImm(AMDGPU::sub0)
2024     .addReg(DestSub1)
2025     .addImm(AMDGPU::sub1);
2026
2027   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2028
2029   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
2030   // valid.
2031   Worklist.push_back(LoHalf);
2032   Worklist.push_back(HiHalf);
2033 }
2034
2035 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
2036   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2037   MachineInstr *Inst,
2038   unsigned Opcode) const {
2039   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2040   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2041
2042   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2043   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
2044   MachineOperand &Src1 = Inst->getOperand(2);
2045   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2046
2047   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2048
2049   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2050   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2051     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2052     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2053
2054   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2055   const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
2056     MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
2057     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2058
2059   const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
2060
2061   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2062                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2063   MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2064                                                        AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
2065
2066   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2067   const TargetRegisterClass *DestSubRC = RI.getSubRegClass(DestRC, AMDGPU::sub0);
2068
2069   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
2070   MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2071     .addOperand(SrcReg0Sub0)
2072     .addOperand(SrcReg1Sub0);
2073
2074   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2075                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2076   MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2077                                                        AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
2078
2079   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(DestSubRC);
2080   MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2081     .addOperand(SrcReg0Sub1)
2082     .addOperand(SrcReg1Sub1);
2083
2084   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
2085   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2086     .addReg(DestSub0)
2087     .addImm(AMDGPU::sub0)
2088     .addReg(DestSub1)
2089     .addImm(AMDGPU::sub1);
2090
2091   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2092
2093   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
2094   // valid.
2095   Worklist.push_back(LoHalf);
2096   Worklist.push_back(HiHalf);
2097 }
2098
2099 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2100                                        MachineInstr *Inst) const {
2101   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2102   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2103
2104   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2105   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2106
2107   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2108   MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
2109
2110   const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e32);
2111   const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
2112     MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
2113     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2114
2115   unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2116   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2117
2118   const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
2119
2120   MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2121                                                       AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
2122   MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2123                                                       AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
2124
2125   MachineInstr *First = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
2126     .addOperand(SrcRegSub0)
2127     .addImm(0);
2128
2129   MachineInstr *Second = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
2130     .addOperand(SrcRegSub1)
2131     .addReg(MidReg);
2132
2133   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2134
2135   Worklist.push_back(First);
2136   Worklist.push_back(Second);
2137 }
2138
2139 void SIInstrInfo::addDescImplicitUseDef(const MCInstrDesc &NewDesc,
2140                                         MachineInstr *Inst) const {
2141   // Add the implict and explicit register definitions.
2142   if (NewDesc.ImplicitUses) {
2143     for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitUses[i]; ++i) {
2144       unsigned Reg = NewDesc.ImplicitUses[i];
2145       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, false, true));
2146     }
2147   }
2148
2149   if (NewDesc.ImplicitDefs) {
2150     for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitDefs[i]; ++i) {
2151       unsigned Reg = NewDesc.ImplicitDefs[i];
2152       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, true, true));
2153     }
2154   }
2155 }
2156
2157 unsigned SIInstrInfo::findUsedSGPR(const MachineInstr *MI,
2158                                    int OpIndices[3]) const {
2159   const MCInstrDesc &Desc = get(MI->getOpcode());
2160
2161   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2162   unsigned SGPRReg = AMDGPU::NoRegister;
2163
2164   // First we need to consider the instruction's operand requirements before
2165   // legalizing. Some operands are required to be SGPRs, such as implicit uses
2166   // of VCC, but we are still bound by the constant bus requirement to only use
2167   // one.
2168   //
2169   // If the operand's class is an SGPR, we can never move it.
2170
2171   for (const MachineOperand &MO : MI->implicit_operands()) {
2172     // We only care about reads.
2173     if (MO.isDef())
2174       continue;
2175
2176     if (MO.getReg() == AMDGPU::VCC)
2177       return AMDGPU::VCC;
2178
2179     if (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR)
2180       return AMDGPU::FLAT_SCR;
2181   }
2182
2183   unsigned UsedSGPRs[3] = { AMDGPU::NoRegister };
2184   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
2185
2186   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
2187     int Idx = OpIndices[i];
2188     if (Idx == -1)
2189       break;
2190
2191     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
2192     if (RI.isSGPRClassID(Desc.OpInfo[Idx].RegClass))
2193       SGPRReg = MO.getReg();
2194
2195     if (MO.isReg() && RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
2196       UsedSGPRs[i] = MO.getReg();
2197   }
2198
2199   if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister)
2200     return SGPRReg;
2201
2202   // We don't have a required SGPR operand, so we have a bit more freedom in
2203   // selecting operands to move.
2204
2205   // Try to select the most used SGPR. If an SGPR is equal to one of the
2206   // others, we choose that.
2207   //
2208   // e.g.
2209   // V_FMA_F32 v0, s0, s0, s0 -> No moves
2210   // V_FMA_F32 v0, s0, s1, s0 -> Move s1
2211
2212   if (UsedSGPRs[0] != AMDGPU::NoRegister) {
2213     if (UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[1] || UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[2])
2214       SGPRReg = UsedSGPRs[0];
2215   }
2216
2217   if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister && UsedSGPRs[1] != AMDGPU::NoRegister) {
2218     if (UsedSGPRs[1] == UsedSGPRs[2])
2219       SGPRReg = UsedSGPRs[1];
2220   }
2221
2222   return SGPRReg;
2223 }
2224
2225 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectWrite(
2226                                    MachineBasicBlock *MBB,
2227                                    MachineBasicBlock::iterator I,
2228                                    unsigned ValueReg,
2229                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
2230   const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
2231   unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VReg_32RegClass.getRegister(
2232                                       getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
2233
2234   return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_DST_V1))
2235           .addReg(IndirectBaseReg, RegState::Define)
2236           .addOperand(I->getOperand(0))
2237           .addReg(IndirectBaseReg)
2238           .addReg(OffsetReg)
2239           .addImm(0)
2240           .addReg(ValueReg);
2241 }
2242
2243 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectRead(
2244                                    MachineBasicBlock *MBB,
2245                                    MachineBasicBlock::iterator I,
2246                                    unsigned ValueReg,
2247                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
2248   const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
2249   unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VReg_32RegClass.getRegister(
2250                                       getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
2251
2252   return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_SRC))
2253           .addOperand(I->getOperand(0))
2254           .addOperand(I->getOperand(1))
2255           .addReg(IndirectBaseReg)
2256           .addReg(OffsetReg)
2257           .addImm(0);
2258
2259 }
2260
2261 void SIInstrInfo::reserveIndirectRegisters(BitVector &Reserved,
2262                                             const MachineFunction &MF) const {
2263   int End = getIndirectIndexEnd(MF);
2264   int Begin = getIndirectIndexBegin(MF);
2265
2266   if (End == -1)
2267     return;
2268
2269
2270   for (int Index = Begin; Index <= End; ++Index)
2271     Reserved.set(AMDGPU::VReg_32RegClass.getRegister(Index));
2272
2273   for (int Index = std::max(0, Begin - 1); Index <= End; ++Index)
2274     Reserved.set(AMDGPU::VReg_64RegClass.getRegister(Index));
2275
2276   for (int Index = std::max(0, Begin - 2); Index <= End; ++Index)
2277     Reserved.set(AMDGPU::VReg_96RegClass.getRegister(Index));
2278
2279   for (int Index = std::max(0, Begin - 3); Index <= End; ++Index)
2280     Reserved.set(AMDGPU::VReg_128RegClass.getRegister(Index));
2281
2282   for (int Index = std::max(0, Begin - 7); Index <= End; ++Index)
2283     Reserved.set(AMDGPU::VReg_256RegClass.getRegister(Index));
2284
2285   for (int Index = std::max(0, Begin - 15); Index <= End; ++Index)
2286     Reserved.set(AMDGPU::VReg_512RegClass.getRegister(Index));
2287 }
2288
2289 MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(MachineInstr &MI,
2290                                                    unsigned OperandName) const {
2291   int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
2292   if (Idx == -1)
2293     return nullptr;
2294
2295   return &MI.getOperand(Idx);
2296 }