R600/SI: Fix incorrect commute operation in shrink instructions pass
[oota-llvm.git] / lib / Target / R600 / SIInstrInfo.cpp
index 6cc4dee82712de3e217c243e74c8475b1132d817..fc395ee49194682e96ef4744b0a06edd5ddaff4a 100644 (file)
 #include "SIMachineFunctionInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
 
 using namespace llvm;
 
-SIInstrInfo::SIInstrInfo(AMDGPUTargetMachine &tm)
-  : AMDGPUInstrInfo(tm),
-    RI(tm) { }
+SIInstrInfo::SIInstrInfo(const AMDGPUSubtarget &st)
+  : AMDGPUInstrInfo(st),
+    RI(st) { }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // TargetInstrInfo callbacks
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+bool SIInstrInfo::getLdStBaseRegImmOfs(MachineInstr *LdSt,
+                                       unsigned &BaseReg, unsigned &Offset,
+                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
+  unsigned Opc = LdSt->getOpcode();
+  if (isDS(Opc)) {
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    if (OffsetImm) {
+      // Normal, single offset LDS instruction.
+      const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::addr);
+
+      BaseReg = AddrReg->getReg();
+      Offset = OffsetImm->getImm();
+      return true;
+    }
+
+    // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
+    // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
+    // will use this for some partially aligned loads.
+    const MachineOperand *Offset0Imm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                       AMDGPU::OpName::offset0);
+    const MachineOperand *Offset1Imm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                       AMDGPU::OpName::offset1);
+
+    uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
+    uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
+    assert(Offset1 > Offset0);
+
+    if (Offset1 - Offset0 == 1) {
+      // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
+      // to bytes of the individual reads.
+
+      unsigned EltSize;
+      if (LdSt->mayLoad())
+        EltSize = getOpRegClass(*LdSt, 0)->getSize() / 2;
+      else {
+        assert(LdSt->mayStore());
+        int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
+        EltSize = getOpRegClass(*LdSt, Data0Idx)->getSize();
+      }
+
+      const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::addr);
+      BaseReg = AddrReg->getReg();
+      Offset = EltSize * Offset0;
+      return true;
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  if (isMUBUF(Opc) || isMTBUF(Opc)) {
+    if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::soffset) != -1)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                    AMDGPU::OpName::vaddr);
+    if (!AddrReg)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    BaseReg = AddrReg->getReg();
+    Offset = OffsetImm->getImm();
+    return true;
+  }
+
+  if (isSMRD(Opc)) {
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    if (!OffsetImm)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *SBaseReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                     AMDGPU::OpName::sbase);
+    BaseReg = SBaseReg->getReg();
+    Offset = OffsetImm->getImm();
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
 void
 SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
                          MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
@@ -187,27 +272,51 @@ void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
                                       int FrameIndex,
                                       const TargetRegisterClass *RC,
                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
-  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
-  SIMachineFunctionInfo *MFI = MBB.getParent()->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineFunction *MF = MBB.getParent();
+  SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
   unsigned KillFlag = isKill ? RegState::Kill : 0;
 
-  if (TRI->getCommonSubClass(RC, &AMDGPU::SGPR_32RegClass)) {
-    unsigned Lane = MFI->SpillTracker.getNextLane(MRI);
-    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_WRITELANE_B32),
-            MFI->SpillTracker.LaneVGPR)
+  if (RI.hasVGPRs(RC)) {
+    LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
+    Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Can't spill VGPR!");
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), AMDGPU::VGPR0)
+            .addReg(SrcReg);
+  } else if (TRI->getCommonSubClass(RC, &AMDGPU::SGPR_32RegClass)) {
+    unsigned Lane = MFI->SpillTracker.reserveLanes(MRI, MF);
+    unsigned TgtReg = MFI->SpillTracker.LaneVGPR;
+
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_WRITELANE_B32), TgtReg)
             .addReg(SrcReg, KillFlag)
             .addImm(Lane);
+    MFI->SpillTracker.addSpilledReg(FrameIndex, TgtReg, Lane);
+  } else if (RI.isSGPRClass(RC)) {
+    // We are only allowed to create one new instruction when spilling
+    // registers, so we need to use pseudo instruction for vector
+    // registers.
+    //
+    // Reserve a spot in the spill tracker for each sub-register of
+    // the vector register.
+    unsigned NumSubRegs = RC->getSize() / 4;
+    unsigned FirstLane = MFI->SpillTracker.reserveLanes(MRI, MF, NumSubRegs);
     MFI->SpillTracker.addSpilledReg(FrameIndex, MFI->SpillTracker.LaneVGPR,
-                                    Lane);
-  } else {
-    for (unsigned i = 0, e = RC->getSize() / 4; i != e; ++i) {
-      unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
-      BuildMI(MBB, MI, MBB.findDebugLoc(MI), get(AMDGPU::COPY), SubReg)
-              .addReg(SrcReg, 0, RI.getSubRegFromChannel(i));
-      storeRegToStackSlot(MBB, MI, SubReg, isKill, FrameIndex + i,
-                          &AMDGPU::SReg_32RegClass, TRI);
+                                    FirstLane);
+
+    unsigned Opcode;
+    switch (RC->getSize() * 8) {
+    case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;  break;
+    case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE; break;
+    case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE; break;
+    case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE; break;
+    default: llvm_unreachable("Cannot spill register class");
     }
+
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), MFI->SpillTracker.LaneVGPR)
+            .addReg(SrcReg)
+            .addImm(FrameIndex);
+  } else {
+    llvm_unreachable("VGPR spilling not supported");
   }
 }
 
@@ -216,30 +325,148 @@ void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
                                        const TargetRegisterClass *RC,
                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
-  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
-  SIMachineFunctionInfo *MFI = MBB.getParent()->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineFunction *MF = MBB.getParent();
+  SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
-  if (TRI->getCommonSubClass(RC, &AMDGPU::SReg_32RegClass)) {
-     SIMachineFunctionInfo::SpilledReg Spill =
+
+  if (RI.hasVGPRs(RC)) {
+    LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
+    Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegToStackSlot - Can't retrieve spilled VGPR!");
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
+            .addImm(0);
+  } else if (RI.isSGPRClass(RC)){
+    unsigned Opcode;
+    switch(RC->getSize() * 8) {
+    case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE; break;
+    case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;  break;
+    case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE; break;
+    case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE; break;
+    case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE; break;
+    default: llvm_unreachable("Cannot spill register class");
+    }
+
+    SIMachineFunctionInfo::SpilledReg Spill =
         MFI->SpillTracker.getSpilledReg(FrameIndex);
-    assert(Spill.VGPR);
-    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_READLANE_B32), DestReg)
+
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
             .addReg(Spill.VGPR)
-            .addImm(Spill.Lane);
+            .addImm(FrameIndex);
   } else {
-    for (unsigned i = 0, e = RC->getSize() / 4; i != e; ++i) {
-      unsigned Flags = RegState::Define;
-      if (i == 0) {
-        Flags |= RegState::Undef;
-      }
-      unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
-      loadRegFromStackSlot(MBB, MI, SubReg, FrameIndex + i,
-                           &AMDGPU::SReg_32RegClass, TRI);
-      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::COPY))
-              .addReg(DestReg, Flags, RI.getSubRegFromChannel(i))
-              .addReg(SubReg);
+    llvm_unreachable("VGPR spilling not supported");
+  }
+}
+
+static unsigned getNumSubRegsForSpillOp(unsigned Op) {
+
+  switch (Op) {
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE:
+    return 16;
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE:
+    return 8;
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE:
+    return 4;
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE:
+    return 2;
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE:
+    return 1;
+  default: llvm_unreachable("Invalid spill opcode");
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::insertNOPs(MachineBasicBlock::iterator MI,
+                             int Count) const {
+  while (Count > 0) {
+    int Arg;
+    if (Count >= 8)
+      Arg = 7;
+    else
+      Arg = Count - 1;
+    Count -= 8;
+    BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_NOP))
+            .addImm(Arg);
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
+  SIMachineFunctionInfo *MFI =
+      MI->getParent()->getParent()->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
+  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
+
+  // SGPR register spill
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE: {
+    unsigned NumSubRegs = getNumSubRegsForSpillOp(MI->getOpcode());
+    unsigned FrameIndex = MI->getOperand(2).getImm();
+
+    for (unsigned i = 0, e = NumSubRegs; i < e; ++i) {
+      SIMachineFunctionInfo::SpilledReg Spill;
+      unsigned SubReg = RI.getPhysRegSubReg(MI->getOperand(1).getReg(),
+                                            &AMDGPU::SGPR_32RegClass, i);
+      Spill = MFI->SpillTracker.getSpilledReg(FrameIndex);
+
+      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_WRITELANE_B32),
+              MI->getOperand(0).getReg())
+              .addReg(SubReg)
+              .addImm(Spill.Lane + i);
     }
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
   }
+
+  // SGPR register restore
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE: {
+    unsigned NumSubRegs = getNumSubRegsForSpillOp(MI->getOpcode());
+
+    for (unsigned i = 0, e = NumSubRegs; i < e; ++i) {
+      SIMachineFunctionInfo::SpilledReg Spill;
+      unsigned FrameIndex = MI->getOperand(2).getImm();
+      unsigned SubReg = RI.getPhysRegSubReg(MI->getOperand(0).getReg(),
+                                   &AMDGPU::SGPR_32RegClass, i);
+      Spill = MFI->SpillTracker.getSpilledReg(FrameIndex);
+
+      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_READLANE_B32), SubReg)
+              .addReg(MI->getOperand(1).getReg())
+              .addImm(Spill.Lane + i);
+    }
+    insertNOPs(MI, 3);
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
+  }
+  case AMDGPU::SI_CONSTDATA_PTR: {
+    unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
+    unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
+
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg);
+
+    // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the constant data.
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), RegLo)
+            .addReg(RegLo)
+            .addTargetIndex(AMDGPU::TI_CONSTDATA_START)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit);
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
+            .addReg(RegHi)
+            .addImm(0)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Implicit);
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
+  }
+  }
+  return true;
 }
 
 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI,
@@ -247,18 +474,18 @@ MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI,
 
   MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
   if (MI->getNumOperands() < 3 || !MI->getOperand(1).isReg())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Cannot commute VOP2 if src0 is SGPR.
   if (isVOP2(MI->getOpcode()) && MI->getOperand(1).isReg() &&
       RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MI->getOperand(1).getReg())))
-   return 0;
+   return nullptr;
 
   if (!MI->getOperand(2).isReg()) {
     // XXX: Commute instructions with FPImm operands
     if (NewMI || MI->getOperand(2).isFPImm() ||
        (!isVOP2(MI->getOpcode()) && !isVOP3(MI->getOpcode()))) {
-      return 0;
+      return nullptr;
     }
 
     // XXX: Commute VOP3 instructions with abs and neg set.
@@ -267,7 +494,7 @@ MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI,
                         AMDGPU::OpName::abs)).getImm() ||
          MI->getOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
                         AMDGPU::OpName::neg)).getImm()))
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
     unsigned SubReg = MI->getOperand(1).getSubReg();
@@ -308,10 +535,22 @@ SIInstrInfo::isSafeToMoveRegClassDefs(const TargetRegisterClass *RC) const {
   return RC != &AMDGPU::EXECRegRegClass;
 }
 
+bool
+SIInstrInfo::isTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
+                                         AliasAnalysis *AA) const {
+  switch(MI->getOpcode()) {
+  default: return AMDGPUInstrInfo::isTriviallyReMaterializable(MI, AA);
+  case AMDGPU::S_MOV_B32:
+  case AMDGPU::S_MOV_B64:
+  case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
+    return MI->getOperand(1).isImm();
+  }
+}
+
 namespace llvm {
 namespace AMDGPU {
 // Helper function generated by tablegen.  We are wrapping this with
-// an SIInstrInfo function that reutrns bool rather than int.
+// an SIInstrInfo function that returns bool rather than int.
 int isDS(uint16_t Opcode);
 }
 }
@@ -320,14 +559,22 @@ bool SIInstrInfo::isDS(uint16_t Opcode) const {
   return ::AMDGPU::isDS(Opcode) != -1;
 }
 
-int SIInstrInfo::isMIMG(uint16_t Opcode) const {
+bool SIInstrInfo::isMIMG(uint16_t Opcode) const {
   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MIMG;
 }
 
-int SIInstrInfo::isSMRD(uint16_t Opcode) const {
+bool SIInstrInfo::isSMRD(uint16_t Opcode) const {
   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::SMRD;
 }
 
+bool SIInstrInfo::isMUBUF(uint16_t Opcode) const {
+  return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MUBUF;
+}
+
+bool SIInstrInfo::isMTBUF(uint16_t Opcode) const {
+  return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MTBUF;
+}
+
 bool SIInstrInfo::isVOP1(uint16_t Opcode) const {
   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::VOP1;
 }
@@ -348,20 +595,10 @@ bool SIInstrInfo::isSALUInstr(const MachineInstr &MI) const {
   return get(MI.getOpcode()).TSFlags & SIInstrFlags::SALU;
 }
 
-bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO) const {
-
-  union {
-    int32_t I;
-    float F;
-  } Imm;
-
-  if (MO.isImm()) {
-    Imm.I = MO.getImm();
-  } else if (MO.isFPImm()) {
-    Imm.F = MO.getFPImm()->getValueAPF().convertToFloat();
-  } else {
-    return false;
-  }
+bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
+  int32_t Val = Imm.getSExtValue();
+  if (Val >= -16 && Val <= 64)
+    return true;
 
   // The actual type of the operand does not seem to matter as long
   // as the bits match one of the inline immediate values.  For example:
@@ -371,16 +608,70 @@ bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO) const {
   //
   // 1065353216 has the hexadecimal encoding 0x3f800000 which is 1.0f in
   // floating-point, so it is a legal inline immediate.
-  return (Imm.I >= -16 && Imm.I <= 64) ||
-          Imm.F == 0.0f || Imm.F == 0.5f || Imm.F == -0.5f || Imm.F == 1.0f ||
-          Imm.F == -1.0f || Imm.F == 2.0f || Imm.F == -2.0f || Imm.F == 4.0f ||
-          Imm.F == -4.0f;
+
+  return (APInt::floatToBits(0.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(1.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(-1.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(0.5f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(-0.5f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(2.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(-2.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(4.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(-4.0f) == Imm);
+}
+
+bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO) const {
+  if (MO.isImm())
+    return isInlineConstant(APInt(32, MO.getImm(), true));
+
+  if (MO.isFPImm()) {
+    APFloat FpImm = MO.getFPImm()->getValueAPF();
+    return isInlineConstant(FpImm.bitcastToAPInt());
+  }
+
+  return false;
 }
 
 bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO) const {
   return (MO.isImm() || MO.isFPImm()) && !isInlineConstant(MO);
 }
 
+static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
+                             const MachineOperand &Op1) {
+  if (Op0.getType() != Op1.getType())
+    return false;
+
+  switch (Op0.getType()) {
+  case MachineOperand::MO_Register:
+    return Op0.getReg() == Op1.getReg();
+  case MachineOperand::MO_Immediate:
+    return Op0.getImm() == Op1.getImm();
+  case MachineOperand::MO_FPImmediate:
+    return Op0.getFPImm() == Op1.getFPImm();
+  default:
+    llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
+                                 const MachineOperand &MO) const {
+  const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpNo];
+
+  assert(MO.isImm() || MO.isFPImm());
+
+  if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
+    return true;
+
+  if (OpInfo.RegClass < 0)
+    return false;
+
+  return RI.regClassCanUseImmediate(OpInfo.RegClass);
+}
+
+bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
+  return AMDGPU::getVOPe32(Opcode) != -1;
+}
+
 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
                                     StringRef &ErrInfo) const {
   uint16_t Opcode = MI->getOpcode();
@@ -399,10 +690,21 @@ bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
   // Make sure the register classes are correct
   for (unsigned i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
-    case MCOI::OPERAND_REGISTER:
+    case MCOI::OPERAND_REGISTER: {
+      int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
+      if (!RI.regClassCanUseImmediate(RegClass) &&
+          (MI->getOperand(i).isImm() || MI->getOperand(i).isFPImm())) {
+        ErrInfo = "Expected register, but got immediate";
+        return false;
+      }
+    }
       break;
     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
-      if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFPImm()) {
+      // Check if this operand is an immediate.
+      // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
+      // allowed.
+      if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFPImm() &&
+          !MI->getOperand(i).isFI()) {
         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
         return false;
       }
@@ -487,6 +789,24 @@ bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
       return false;
     }
   }
+
+  // Verify misc. restrictions on specific instructions.
+  if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
+      Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
+    MI->dump();
+
+    const MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(2);
+    const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(3);
+    const MachineOperand &Src2 = MI->getOperand(4);
+    if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
+      if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
+          !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
+        ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
+        return false;
+      }
+    }
+  }
+
   return true;
 }
 
@@ -496,6 +816,7 @@ unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
   case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
   case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
   case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
+  case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
   case AMDGPU::S_MOV_B32:
     return MI.getOperand(1).isReg() ?
            AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
@@ -516,6 +837,28 @@ unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
   case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
   case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
   case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
+  case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
+  case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
+  case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
+  case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
+  case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORD_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX2_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX4_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
   }
 }
 
@@ -539,6 +882,8 @@ bool SIInstrInfo::canReadVGPR(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const {
   switch (MI.getOpcode()) {
   case AMDGPU::COPY:
   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
+  case AMDGPU::PHI:
+  case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, 0));
   default:
     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, OpNo));
@@ -578,8 +923,8 @@ unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
   unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
 
   // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
-  // value so we don't need to wory about merging its subreg index with the
-  // SubIdx passed to this function.  The register coalescer should be able to
+  // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
+  // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
   // eliminate this extra copy.
   BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(TargetOpcode::COPY),
           NewSuperReg)
@@ -591,6 +936,28 @@ unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
   return SubReg;
 }
 
+MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
+  MachineBasicBlock::iterator MII,
+  MachineRegisterInfo &MRI,
+  MachineOperand &Op,
+  const TargetRegisterClass *SuperRC,
+  unsigned SubIdx,
+  const TargetRegisterClass *SubRC) const {
+  if (Op.isImm()) {
+    // XXX - Is there a better way to do this?
+    if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
+      return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
+    if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
+      return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() >> 32);
+
+    llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
+  }
+
+  unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
+                                       SubIdx, SubRC);
+  return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
+}
+
 unsigned SIInstrInfo::split64BitImm(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
                                     MachineBasicBlock::iterator MI,
                                     MachineRegisterInfo &MRI,
@@ -695,11 +1062,12 @@ void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
     }
   }
 
-  // Legalize REG_SEQUENCE
+  // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
   // The register class of the operands much be the same type as the register
   // class of the output.
-  if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
-    const TargetRegisterClass *RC = NULL, *SRC = NULL, *VRC = NULL;
+  if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE ||
+      MI->getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
+    const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
     for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
       if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
@@ -732,13 +1100,40 @@ void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
         continue;
       unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
-      BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(),
+      MachineBasicBlock *InsertBB;
+      MachineBasicBlock::iterator Insert;
+      if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
+        InsertBB = MI->getParent();
+        Insert = MI;
+      } else {
+        // MI is a PHI instruction.
+        InsertBB = MI->getOperand(i + 1).getMBB();
+        Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
+      }
+      BuildMI(*InsertBB, Insert, MI->getDebugLoc(),
               get(AMDGPU::COPY), DstReg)
               .addOperand(MI->getOperand(i));
       MI->getOperand(i).setReg(DstReg);
     }
   }
 
+  // Legalize INSERT_SUBREG
+  // src0 must have the same register class as dst
+  if (MI->getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
+    unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
+    const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
+    const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
+    if (DstRC != Src0RC) {
+      MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
+      unsigned NewSrc0 = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
+      BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), NewSrc0)
+              .addReg(Src0);
+      MI->getOperand(1).setReg(NewSrc0);
+    }
+    return;
+  }
+
   // Legalize MUBUF* instructions
   // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
   // may need to legalize them here.
@@ -844,6 +1239,72 @@ void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
   }
 }
 
+void SIInstrInfo::moveSMRDToVALU(MachineInstr *MI, MachineRegisterInfo &MRI) const {
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  switch (MI->getOpcode()) {
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR:
+      unsigned NewOpcode = getVALUOp(*MI);
+      unsigned RegOffset;
+      unsigned ImmOffset;
+
+      if (MI->getOperand(2).isReg()) {
+        RegOffset = MI->getOperand(2).getReg();
+        ImmOffset = 0;
+      } else {
+        assert(MI->getOperand(2).isImm());
+        // SMRD instructions take a dword offsets and MUBUF instructions
+        // take a byte offset.
+        ImmOffset = MI->getOperand(2).getImm() << 2;
+        RegOffset = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+        if (isUInt<12>(ImmOffset)) {
+          BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+                  RegOffset)
+                  .addImm(0);
+        } else {
+          BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+                  RegOffset)
+                  .addImm(ImmOffset);
+          ImmOffset = 0;
+        }
+      }
+
+      unsigned SRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
+      unsigned DWord0 = RegOffset;
+      unsigned DWord1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+      unsigned DWord2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+      unsigned DWord3 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord1)
+              .addImm(0);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord2)
+              .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT & 0xFFFFFFFF);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord3)
+              .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT >> 32);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), SRsrc)
+              .addReg(DWord0)
+              .addImm(AMDGPU::sub0)
+              .addReg(DWord1)
+              .addImm(AMDGPU::sub1)
+              .addReg(DWord2)
+              .addImm(AMDGPU::sub2)
+              .addReg(DWord3)
+              .addImm(AMDGPU::sub3);
+     MI->setDesc(get(NewOpcode));
+     if (MI->getOperand(2).isReg()) {
+       MI->getOperand(2).setReg(MI->getOperand(1).getReg());
+     } else {
+       MI->getOperand(2).ChangeToRegister(MI->getOperand(1).getReg(), false);
+     }
+     MI->getOperand(1).setReg(SRsrc);
+     MI->addOperand(*MBB->getParent(), MachineOperand::CreateImm(ImmOffset));
+  }
+}
+
 void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
   SmallVector<MachineInstr *, 128> Worklist;
   Worklist.push_back(&TopInst);
@@ -853,8 +1314,16 @@ void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
     MachineBasicBlock *MBB = Inst->getParent();
     MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
 
+    unsigned Opcode = Inst->getOpcode();
+    unsigned NewOpcode = getVALUOp(*Inst);
+
     // Handle some special cases
-    switch(Inst->getOpcode()) {
+    switch (Opcode) {
+    default:
+      if (isSMRD(Inst->getOpcode())) {
+        moveSMRDToVALU(Inst, MRI);
+      }
+      break;
     case AMDGPU::S_MOV_B64: {
       DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
 
@@ -880,22 +1349,27 @@ void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
       continue;
     }
     case AMDGPU::S_AND_B64:
-      splitScalar64BitOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_AND_B32);
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_AND_B32);
       Inst->eraseFromParent();
       continue;
 
     case AMDGPU::S_OR_B64:
-      splitScalar64BitOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_OR_B32);
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_OR_B32);
       Inst->eraseFromParent();
       continue;
 
     case AMDGPU::S_XOR_B64:
-      splitScalar64BitOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_XOR_B32);
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_XOR_B32);
       Inst->eraseFromParent();
       continue;
 
     case AMDGPU::S_NOT_B64:
-      splitScalar64BitOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_NOT_B32);
+      splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_NOT_B32);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
+      splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
       Inst->eraseFromParent();
       continue;
 
@@ -905,7 +1379,6 @@ void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
       llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
     }
 
-    unsigned NewOpcode = getVALUOp(*Inst);
     if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
       // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
       // legalize its operands instead.
@@ -926,27 +1399,56 @@ void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
         Inst->RemoveOperand(i);
     }
 
-    // Add the implict and explicit register definitions.
-    if (NewDesc.ImplicitUses) {
-      for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitUses[i]; ++i) {
-        unsigned Reg = NewDesc.ImplicitUses[i];
-        Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, false, true));
-      }
+    if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
+      // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
+      // operands for the size and offset.
+      unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
+      Inst->addOperand(Inst->getOperand(1));
+      Inst->getOperand(1).ChangeToImmediate(0);
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
+
+      // XXX - Other pointless operands. There are 4, but it seems you only need
+      // 3 to not hit an assertion later in MCInstLower.
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+    } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
+      // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
+      // extra 0 operand.
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
     }
 
-    if (NewDesc.ImplicitDefs) {
-      for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitDefs[i]; ++i) {
-        unsigned Reg = NewDesc.ImplicitDefs[i];
-        Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, true, true));
-      }
+    addDescImplicitUseDef(NewDesc, Inst);
+
+    if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
+      const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst->getOperand(2);
+      // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
+      // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
+      assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
+             "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
+      uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
+
+      uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
+      uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
+
+      Inst->RemoveOperand(2); // Remove old immediate.
+      Inst->addOperand(Inst->getOperand(1));
+      Inst->getOperand(1).ChangeToImmediate(0);
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
     }
 
-    legalizeOperands(Inst);
-
     // Update the destination register class.
+
     const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(*Inst, 0);
 
-    switch (Inst->getOpcode()) {
+    switch (Opcode) {
       // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual
       // register class associated with the operand, so we need to find an
       // equivalent VGPR register class in order to move the instruction to the
@@ -954,6 +1456,7 @@ void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
     case AMDGPU::COPY:
     case AMDGPU::PHI:
     case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
+    case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
       if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
         continue;
       NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
@@ -968,6 +1471,9 @@ void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
     unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
     MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
 
+    // Legalize the operands
+    legalizeOperands(Inst);
+
     for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(NewDstReg),
            E = MRI.use_end(); I != E; ++I) {
       MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
@@ -992,13 +1498,65 @@ const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getIndirectAddrRegClass() const {
   return &AMDGPU::VReg_32RegClass;
 }
 
-void SIInstrInfo::splitScalar64BitOp(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
-                                     MachineInstr *Inst,
-                                     unsigned Opcode) const {
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
+  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+  MachineInstr *Inst,
+  unsigned Opcode) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
+  const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
+
+  const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
+  const TargetRegisterClass *DestSubRC = RI.getSubRegClass(DestRC, AMDGPU::sub0);
+
+  unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
+  MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
+    .addOperand(SrcReg0Sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
+
+  unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(DestSubRC);
+  MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
+    .addOperand(SrcReg0Sub1);
+
+  unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
+    .addReg(DestSub0)
+    .addImm(AMDGPU::sub0)
+    .addReg(DestSub1)
+    .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
+
+  // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
+  // valid.
+  Worklist.push_back(LoHalf);
+  Worklist.push_back(HiHalf);
+}
+
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
+  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+  MachineInstr *Inst,
+  unsigned Opcode) const {
   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
 
-  // We shouldn't need to worry about immediate operands here.
   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
   MachineOperand &Src1 = Inst->getOperand(2);
@@ -1007,29 +1565,41 @@ void SIInstrInfo::splitScalar64BitOp(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
 
   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
-  const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(Src0.getReg());
-  const TargetRegisterClass *SubRC = RI.getSubRegClass(RC, AMDGPU::sub0);
-  unsigned SrcReg0Sub0 = buildExtractSubReg(MII, MRI, Src0, RC,
-                                            AMDGPU::sub0, SubRC);
-  unsigned SrcReg1Sub0 = buildExtractSubReg(MII, MRI, Src1, RC,
-                                            AMDGPU::sub0, SubRC);
-
-  unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_32RegClass);
+  const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
+  const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
+  MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
+                                                       AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
+
+  const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
+  const TargetRegisterClass *DestSubRC = RI.getSubRegClass(DestRC, AMDGPU::sub0);
+
+  unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
   MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
-    .addReg(SrcReg0Sub0)
-    .addReg(SrcReg1Sub0);
+    .addOperand(SrcReg0Sub0)
+    .addOperand(SrcReg1Sub0);
 
-  unsigned SrcReg0Sub1 = buildExtractSubReg(MII, MRI, Src0, RC,
-                                            AMDGPU::sub1, SubRC);
-  unsigned SrcReg1Sub1 = buildExtractSubReg(MII, MRI, Src1, RC,
-                                            AMDGPU::sub1, SubRC);
+  MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
+  MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
+                                                       AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
 
-  unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_32RegClass);
+  unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(DestSubRC);
   MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
-    .addReg(SrcReg0Sub1)
-    .addReg(SrcReg1Sub1);
+    .addOperand(SrcReg0Sub1)
+    .addOperand(SrcReg1Sub1);
 
-  unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
+  unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
     .addReg(DestSub0)
     .addImm(AMDGPU::sub0)
@@ -1044,6 +1614,64 @@ void SIInstrInfo::splitScalar64BitOp(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
   Worklist.push_back(HiHalf);
 }
 
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+                                       MachineInstr *Inst) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
+
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e32);
+  const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+  unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+
+  const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
+                                                      AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
+  MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
+                                                      AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
+
+  MachineInstr *First = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
+    .addOperand(SrcRegSub0)
+    .addImm(0);
+
+  MachineInstr *Second = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
+    .addOperand(SrcRegSub1)
+    .addReg(MidReg);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
+
+  Worklist.push_back(First);
+  Worklist.push_back(Second);
+}
+
+void SIInstrInfo::addDescImplicitUseDef(const MCInstrDesc &NewDesc,
+                                        MachineInstr *Inst) const {
+  // Add the implict and explicit register definitions.
+  if (NewDesc.ImplicitUses) {
+    for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitUses[i]; ++i) {
+      unsigned Reg = NewDesc.ImplicitUses[i];
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, false, true));
+    }
+  }
+
+  if (NewDesc.ImplicitDefs) {
+    for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitDefs[i]; ++i) {
+      unsigned Reg = NewDesc.ImplicitDefs[i];
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, true, true));
+    }
+  }
+}
+
 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectWrite(
                                    MachineBasicBlock *MBB,
                                    MachineBasicBlock::iterator I,
@@ -1107,3 +1735,12 @@ void SIInstrInfo::reserveIndirectRegisters(BitVector &Reserved,
   for (int Index = std::max(0, Begin - 15); Index <= End; ++Index)
     Reserved.set(AMDGPU::VReg_512RegClass.getRegister(Index));
 }
+
+const MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(const MachineInstr& MI,
+                                                   unsigned OperandName) const {
+  int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
+  if (Idx == -1)
+    return nullptr;
+
+  return &MI.getOperand(Idx);
+}