a3a2d8c01eb570a256d7e136c0e5f18f4a23d46d
[oota-llvm.git] / lib / Target / AMDGPU / SIInstrInfo.cpp
1 //===-- SIInstrInfo.cpp - SI Instruction Information  ---------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 /// \file
11 /// \brief SI Implementation of TargetInstrInfo.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15
16 #include "SIInstrInfo.h"
17 #include "AMDGPUTargetMachine.h"
18 #include "SIDefines.h"
19 #include "SIMachineFunctionInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
23 #include "llvm/IR/Function.h"
24 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
25 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
26 #include "llvm/Support/Debug.h"
27
28 using namespace llvm;
29
30 SIInstrInfo::SIInstrInfo(const AMDGPUSubtarget &st)
31     : AMDGPUInstrInfo(st), RI() {}
32
33 //===----------------------------------------------------------------------===//
34 // TargetInstrInfo callbacks
35 //===----------------------------------------------------------------------===//
36
37 static unsigned getNumOperandsNoGlue(SDNode *Node) {
38   unsigned N = Node->getNumOperands();
39   while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Glue)
40     --N;
41   return N;
42 }
43
44 static SDValue findChainOperand(SDNode *Load) {
45   SDValue LastOp = Load->getOperand(getNumOperandsNoGlue(Load) - 1);
46   assert(LastOp.getValueType() == MVT::Other && "Chain missing from load node");
47   return LastOp;
48 }
49
50 /// \brief Returns true if both nodes have the same value for the given
51 ///        operand \p Op, or if both nodes do not have this operand.
52 static bool nodesHaveSameOperandValue(SDNode *N0, SDNode* N1, unsigned OpName) {
53   unsigned Opc0 = N0->getMachineOpcode();
54   unsigned Opc1 = N1->getMachineOpcode();
55
56   int Op0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, OpName);
57   int Op1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, OpName);
58
59   if (Op0Idx == -1 && Op1Idx == -1)
60     return true;
61
62
63   if ((Op0Idx == -1 && Op1Idx != -1) ||
64       (Op1Idx == -1 && Op0Idx != -1))
65     return false;
66
67   // getNamedOperandIdx returns the index for the MachineInstr's operands,
68   // which includes the result as the first operand. We are indexing into the
69   // MachineSDNode's operands, so we need to skip the result operand to get
70   // the real index.
71   --Op0Idx;
72   --Op1Idx;
73
74   return N0->getOperand(Op0Idx) == N1->getOperand(Op1Idx);
75 }
76
77 bool SIInstrInfo::isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
78                                                     AliasAnalysis *AA) const {
79   // TODO: The generic check fails for VALU instructions that should be
80   // rematerializable due to implicit reads of exec. We really want all of the
81   // generic logic for this except for this.
82   switch (MI->getOpcode()) {
83   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
84   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
85   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO:
86     return true;
87   default:
88     return false;
89   }
90 }
91
92 bool SIInstrInfo::areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
93                                           int64_t &Offset0,
94                                           int64_t &Offset1) const {
95   if (!Load0->isMachineOpcode() || !Load1->isMachineOpcode())
96     return false;
97
98   unsigned Opc0 = Load0->getMachineOpcode();
99   unsigned Opc1 = Load1->getMachineOpcode();
100
101   // Make sure both are actually loads.
102   if (!get(Opc0).mayLoad() || !get(Opc1).mayLoad())
103     return false;
104
105   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1)) {
106
107     // FIXME: Handle this case:
108     if (getNumOperandsNoGlue(Load0) != getNumOperandsNoGlue(Load1))
109       return false;
110
111     // Check base reg.
112     if (Load0->getOperand(1) != Load1->getOperand(1))
113       return false;
114
115     // Check chain.
116     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
117       return false;
118
119     // Skip read2 / write2 variants for simplicity.
120     // TODO: We should report true if the used offsets are adjacent (excluded
121     // st64 versions).
122     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::data1) != -1 ||
123         AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::data1) != -1)
124       return false;
125
126     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(2))->getZExtValue();
127     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(2))->getZExtValue();
128     return true;
129   }
130
131   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1)) {
132     assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
133
134     // Check base reg.
135     if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
136       return false;
137
138     const ConstantSDNode *Load0Offset =
139         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1));
140     const ConstantSDNode *Load1Offset =
141         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1));
142
143     if (!Load0Offset || !Load1Offset)
144       return false;
145
146     // Check chain.
147     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
148       return false;
149
150     Offset0 = Load0Offset->getZExtValue();
151     Offset1 = Load1Offset->getZExtValue();
152     return true;
153   }
154
155   // MUBUF and MTBUF can access the same addresses.
156   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))) {
157
158     // MUBUF and MTBUF have vaddr at different indices.
159     if (!nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::soffset) ||
160         findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1) ||
161         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::vaddr) ||
162         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::srsrc))
163       return false;
164
165     int OffIdx0 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
166     int OffIdx1 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
167
168     if (OffIdx0 == -1 || OffIdx1 == -1)
169       return false;
170
171     // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
172     // inlcude the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
173     // subtract the index by one.
174     --OffIdx0;
175     --OffIdx1;
176
177     SDValue Off0 = Load0->getOperand(OffIdx0);
178     SDValue Off1 = Load1->getOperand(OffIdx1);
179
180     // The offset might be a FrameIndexSDNode.
181     if (!isa<ConstantSDNode>(Off0) || !isa<ConstantSDNode>(Off1))
182       return false;
183
184     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Off0)->getZExtValue();
185     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Off1)->getZExtValue();
186     return true;
187   }
188
189   return false;
190 }
191
192 static bool isStride64(unsigned Opc) {
193   switch (Opc) {
194   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B32:
195   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B64:
196   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32:
197   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64:
198     return true;
199   default:
200     return false;
201   }
202 }
203
204 bool SIInstrInfo::getMemOpBaseRegImmOfs(MachineInstr *LdSt, unsigned &BaseReg,
205                                         unsigned &Offset,
206                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
207   unsigned Opc = LdSt->getOpcode();
208
209   if (isDS(*LdSt)) {
210     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
211                                                       AMDGPU::OpName::offset);
212     if (OffsetImm) {
213       // Normal, single offset LDS instruction.
214       const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
215                                                       AMDGPU::OpName::addr);
216
217       BaseReg = AddrReg->getReg();
218       Offset = OffsetImm->getImm();
219       return true;
220     }
221
222     // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
223     // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
224     // will use this for some partially aligned loads.
225     const MachineOperand *Offset0Imm = getNamedOperand(*LdSt,
226                                                        AMDGPU::OpName::offset0);
227     const MachineOperand *Offset1Imm = getNamedOperand(*LdSt,
228                                                        AMDGPU::OpName::offset1);
229
230     uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
231     uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
232
233     if (Offset1 > Offset0 && Offset1 - Offset0 == 1) {
234       // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
235       // to bytes of the individual reads.
236
237       unsigned EltSize;
238       if (LdSt->mayLoad())
239         EltSize = getOpRegClass(*LdSt, 0)->getSize() / 2;
240       else {
241         assert(LdSt->mayStore());
242         int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
243         EltSize = getOpRegClass(*LdSt, Data0Idx)->getSize();
244       }
245
246       if (isStride64(Opc))
247         EltSize *= 64;
248
249       const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
250                                                       AMDGPU::OpName::addr);
251       BaseReg = AddrReg->getReg();
252       Offset = EltSize * Offset0;
253       return true;
254     }
255
256     return false;
257   }
258
259   if (isMUBUF(*LdSt) || isMTBUF(*LdSt)) {
260     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::soffset) != -1)
261       return false;
262
263     const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
264                                                     AMDGPU::OpName::vaddr);
265     if (!AddrReg)
266       return false;
267
268     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
269                                                       AMDGPU::OpName::offset);
270     BaseReg = AddrReg->getReg();
271     Offset = OffsetImm->getImm();
272     return true;
273   }
274
275   if (isSMRD(*LdSt)) {
276     const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
277                                                       AMDGPU::OpName::offset);
278     if (!OffsetImm)
279       return false;
280
281     const MachineOperand *SBaseReg = getNamedOperand(*LdSt,
282                                                      AMDGPU::OpName::sbase);
283     BaseReg = SBaseReg->getReg();
284     Offset = OffsetImm->getImm();
285     return true;
286   }
287
288   return false;
289 }
290
291 bool SIInstrInfo::shouldClusterLoads(MachineInstr *FirstLdSt,
292                                      MachineInstr *SecondLdSt,
293                                      unsigned NumLoads) const {
294   // TODO: This needs finer tuning
295   if (NumLoads > 4)
296     return false;
297
298   if (isDS(*FirstLdSt) && isDS(*SecondLdSt))
299     return true;
300
301   if (isSMRD(*FirstLdSt) && isSMRD(*SecondLdSt))
302     return true;
303
304   if ((isMUBUF(*FirstLdSt) || isMTBUF(*FirstLdSt)) &&
305       (isMUBUF(*SecondLdSt) || isMTBUF(*SecondLdSt)))
306     return true;
307
308   return false;
309 }
310
311 void
312 SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
313                          MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
314                          unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
315                          bool KillSrc) const {
316
317   // If we are trying to copy to or from SCC, there is a bug somewhere else in
318   // the backend.  While it may be theoretically possible to do this, it should
319   // never be necessary.
320   assert(DestReg != AMDGPU::SCC && SrcReg != AMDGPU::SCC);
321
322   static const int16_t Sub0_15[] = {
323     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
324     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
325     AMDGPU::sub8, AMDGPU::sub9, AMDGPU::sub10, AMDGPU::sub11,
326     AMDGPU::sub12, AMDGPU::sub13, AMDGPU::sub14, AMDGPU::sub15, 0
327   };
328
329   static const int16_t Sub0_7[] = {
330     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
331     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7, 0
332   };
333
334   static const int16_t Sub0_3[] = {
335     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3, 0
336   };
337
338   static const int16_t Sub0_2[] = {
339     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, 0
340   };
341
342   static const int16_t Sub0_1[] = {
343     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, 0
344   };
345
346   unsigned Opcode;
347   const int16_t *SubIndices;
348
349   if (AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(DestReg)) {
350     assert(AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
351     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
352             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
353     return;
354
355   } else if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
356     if (DestReg == AMDGPU::VCC) {
357       if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
358         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), AMDGPU::VCC)
359           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
360       } else {
361         // FIXME: Hack until VReg_1 removed.
362         assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
363         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32))
364           .addImm(0)
365           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
366       }
367
368       return;
369     }
370
371     assert(AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
372     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
373             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
374     return;
375
376   } else if (AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
377     assert(AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
378     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
379     SubIndices = Sub0_3;
380
381   } else if (AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
382     assert(AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
383     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
384     SubIndices = Sub0_7;
385
386   } else if (AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
387     assert(AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
388     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
389     SubIndices = Sub0_15;
390
391   } else if (AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(DestReg)) {
392     assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ||
393            AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
394     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
395             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
396     return;
397
398   } else if (AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
399     assert(AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(SrcReg) ||
400            AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
401     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
402     SubIndices = Sub0_1;
403
404   } else if (AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(DestReg)) {
405     assert(AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(SrcReg));
406     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
407     SubIndices = Sub0_2;
408
409   } else if (AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
410     assert(AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(SrcReg) ||
411            AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
412     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
413     SubIndices = Sub0_3;
414
415   } else if (AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
416     assert(AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(SrcReg) ||
417            AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
418     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
419     SubIndices = Sub0_7;
420
421   } else if (AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
422     assert(AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(SrcReg) ||
423            AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
424     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
425     SubIndices = Sub0_15;
426
427   } else {
428     llvm_unreachable("Can't copy register!");
429   }
430
431   while (unsigned SubIdx = *SubIndices++) {
432     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
433       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, SubIdx));
434
435     Builder.addReg(RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx), getKillRegState(KillSrc));
436
437     if (*SubIndices)
438       Builder.addReg(DestReg, RegState::Define | RegState::Implicit);
439   }
440 }
441
442 int SIInstrInfo::commuteOpcode(const MachineInstr &MI) const {
443   const unsigned Opcode = MI.getOpcode();
444
445   int NewOpc;
446
447   // Try to map original to commuted opcode
448   NewOpc = AMDGPU::getCommuteRev(Opcode);
449   if (NewOpc != -1)
450     // Check if the commuted (REV) opcode exists on the target.
451     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
452
453   // Try to map commuted to original opcode
454   NewOpc = AMDGPU::getCommuteOrig(Opcode);
455   if (NewOpc != -1)
456     // Check if the original (non-REV) opcode exists on the target.
457     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
458
459   return Opcode;
460 }
461
462 unsigned SIInstrInfo::getMovOpcode(const TargetRegisterClass *DstRC) const {
463
464   if (DstRC->getSize() == 4) {
465     return RI.isSGPRClass(DstRC) ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
466   } else if (DstRC->getSize() == 8 && RI.isSGPRClass(DstRC)) {
467     return AMDGPU::S_MOV_B64;
468   } else if (DstRC->getSize() == 8 && !RI.isSGPRClass(DstRC)) {
469     return  AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO;
470   }
471   return AMDGPU::COPY;
472 }
473
474 static unsigned getSGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
475   switch (Size) {
476   case 4:
477     return AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;
478   case 8:
479     return AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;
480   case 16:
481     return AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE;
482   case 32:
483     return AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE;
484   case 64:
485     return AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE;
486   default:
487     llvm_unreachable("unknown register size");
488   }
489 }
490
491 static unsigned getVGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
492   switch (Size) {
493   case 4:
494     return AMDGPU::SI_SPILL_V32_SAVE;
495   case 8:
496     return AMDGPU::SI_SPILL_V64_SAVE;
497   case 16:
498     return AMDGPU::SI_SPILL_V128_SAVE;
499   case 32:
500     return AMDGPU::SI_SPILL_V256_SAVE;
501   case 64:
502     return AMDGPU::SI_SPILL_V512_SAVE;
503   default:
504     llvm_unreachable("unknown register size");
505   }
506 }
507
508 void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
509                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
510                                       unsigned SrcReg, bool isKill,
511                                       int FrameIndex,
512                                       const TargetRegisterClass *RC,
513                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
514   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
515   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
516   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
517   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
518
519   unsigned Size = FrameInfo->getObjectSize(FrameIndex);
520   unsigned Align = FrameInfo->getObjectAlignment(FrameIndex);
521   MachinePointerInfo PtrInfo
522     = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
523   MachineMemOperand *MMO
524     = MF->getMachineMemOperand(PtrInfo, MachineMemOperand::MOStore,
525                                Size, Align);
526
527   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
528     MFI->setHasSpilledSGPRs();
529
530     // We are only allowed to create one new instruction when spilling
531     // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling
532     // SGPRs.
533     unsigned Opcode = getSGPRSpillSaveOpcode(RC->getSize());
534     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
535       .addReg(SrcReg)            // src
536       .addFrameIndex(FrameIndex) // frame_idx
537       .addMemOperand(MMO);
538
539     return;
540   }
541
542   if (!ST.isVGPRSpillingEnabled(MFI)) {
543     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
544     Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Do not know how to"
545                   " spill register");
546     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::KILL))
547       .addReg(SrcReg);
548
549     return;
550   }
551
552   assert(RI.hasVGPRs(RC) && "Only VGPR spilling expected");
553
554   unsigned Opcode = getVGPRSpillSaveOpcode(RC->getSize());
555   MFI->setHasSpilledVGPRs();
556   BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
557     .addReg(SrcReg)                   // src
558     .addFrameIndex(FrameIndex)        // frame_idx
559     .addReg(MFI->getScratchRSrcReg())       // scratch_rsrc
560     .addReg(MFI->getScratchWaveOffsetReg()) // scratch_offset
561     .addMemOperand(MMO);
562 }
563
564 static unsigned getSGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
565   switch (Size) {
566   case 4:
567     return AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE;
568   case 8:
569     return AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;
570   case 16:
571     return AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE;
572   case 32:
573     return AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE;
574   case 64:
575     return AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE;
576   default:
577     llvm_unreachable("unknown register size");
578   }
579 }
580
581 static unsigned getVGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
582   switch (Size) {
583   case 4:
584     return AMDGPU::SI_SPILL_V32_RESTORE;
585   case 8:
586     return AMDGPU::SI_SPILL_V64_RESTORE;
587   case 16:
588     return AMDGPU::SI_SPILL_V128_RESTORE;
589   case 32:
590     return AMDGPU::SI_SPILL_V256_RESTORE;
591   case 64:
592     return AMDGPU::SI_SPILL_V512_RESTORE;
593   default:
594     llvm_unreachable("unknown register size");
595   }
596 }
597
598 void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
599                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
600                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
601                                        const TargetRegisterClass *RC,
602                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
603   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
604   const SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
605   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
606   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
607   unsigned Align = FrameInfo->getObjectAlignment(FrameIndex);
608   unsigned Size = FrameInfo->getObjectSize(FrameIndex);
609
610   MachinePointerInfo PtrInfo
611     = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
612
613   MachineMemOperand *MMO = MF->getMachineMemOperand(
614     PtrInfo, MachineMemOperand::MOLoad, Size, Align);
615
616   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
617     // FIXME: Maybe this should not include a memoperand because it will be
618     // lowered to non-memory instructions.
619     unsigned Opcode = getSGPRSpillRestoreOpcode(RC->getSize());
620     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
621       .addFrameIndex(FrameIndex) // frame_idx
622       .addMemOperand(MMO);
623
624     return;
625   }
626
627   if (!ST.isVGPRSpillingEnabled(MFI)) {
628     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
629     Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot - Do not know how to"
630                   " restore register");
631     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::IMPLICIT_DEF), DestReg);
632
633     return;
634   }
635
636   assert(RI.hasVGPRs(RC) && "Only VGPR spilling expected");
637
638   unsigned Opcode = getVGPRSpillRestoreOpcode(RC->getSize());
639   BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
640     .addFrameIndex(FrameIndex)        // frame_idx
641     .addReg(MFI->getScratchRSrcReg())       // scratch_rsrc
642     .addReg(MFI->getScratchWaveOffsetReg()) // scratch_offset
643     .addMemOperand(MMO);
644 }
645
646 /// \param @Offset Offset in bytes of the FrameIndex being spilled
647 unsigned SIInstrInfo::calculateLDSSpillAddress(MachineBasicBlock &MBB,
648                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
649                                                RegScavenger *RS, unsigned TmpReg,
650                                                unsigned FrameOffset,
651                                                unsigned Size) const {
652   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
653   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
654   const AMDGPUSubtarget &ST = MF->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
655   const SIRegisterInfo *TRI =
656       static_cast<const SIRegisterInfo*>(ST.getRegisterInfo());
657   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
658   unsigned WorkGroupSize = MFI->getMaximumWorkGroupSize(*MF);
659   unsigned WavefrontSize = ST.getWavefrontSize();
660
661   unsigned TIDReg = MFI->getTIDReg();
662   if (!MFI->hasCalculatedTID()) {
663     MachineBasicBlock &Entry = MBB.getParent()->front();
664     MachineBasicBlock::iterator Insert = Entry.front();
665     DebugLoc DL = Insert->getDebugLoc();
666
667     TIDReg = RI.findUnusedRegister(MF->getRegInfo(), &AMDGPU::VGPR_32RegClass);
668     if (TIDReg == AMDGPU::NoRegister)
669       return TIDReg;
670
671
672     if (MFI->getShaderType() == ShaderType::COMPUTE &&
673         WorkGroupSize > WavefrontSize) {
674
675       unsigned TIDIGXReg
676         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_X);
677       unsigned TIDIGYReg
678         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_Y);
679       unsigned TIDIGZReg
680         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_Z);
681       unsigned InputPtrReg =
682           TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::KERNARG_SEGMENT_PTR);
683       for (unsigned Reg : {TIDIGXReg, TIDIGYReg, TIDIGZReg}) {
684         if (!Entry.isLiveIn(Reg))
685           Entry.addLiveIn(Reg);
686       }
687
688       RS->enterBasicBlock(&Entry);
689       // FIXME: Can we scavenge an SReg_64 and access the subregs?
690       unsigned STmp0 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
691       unsigned STmp1 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
692       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp0)
693               .addReg(InputPtrReg)
694               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Z);
695       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp1)
696               .addReg(InputPtrReg)
697               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Y);
698
699       // NGROUPS.X * NGROUPS.Y
700       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_MUL_I32), STmp1)
701               .addReg(STmp1)
702               .addReg(STmp0);
703       // (NGROUPS.X * NGROUPS.Y) * TIDIG.X
704       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MUL_U32_U24_e32), TIDReg)
705               .addReg(STmp1)
706               .addReg(TIDIGXReg);
707       // NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)
708       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MAD_U32_U24), TIDReg)
709               .addReg(STmp0)
710               .addReg(TIDIGYReg)
711               .addReg(TIDReg);
712       // (NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)) + TIDIG.Z
713       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TIDReg)
714               .addReg(TIDReg)
715               .addReg(TIDIGZReg);
716     } else {
717       // Get the wave id
718       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_LO_U32_B32_e64),
719               TIDReg)
720               .addImm(-1)
721               .addImm(0);
722
723       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_HI_U32_B32_e64),
724               TIDReg)
725               .addImm(-1)
726               .addReg(TIDReg);
727     }
728
729     BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e32),
730             TIDReg)
731             .addImm(2)
732             .addReg(TIDReg);
733     MFI->setTIDReg(TIDReg);
734   }
735
736   // Add FrameIndex to LDS offset
737   unsigned LDSOffset = MFI->LDSSize + (FrameOffset * WorkGroupSize);
738   BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TmpReg)
739           .addImm(LDSOffset)
740           .addReg(TIDReg);
741
742   return TmpReg;
743 }
744
745 void SIInstrInfo::insertNOPs(MachineBasicBlock::iterator MI,
746                              int Count) const {
747   while (Count > 0) {
748     int Arg;
749     if (Count >= 8)
750       Arg = 7;
751     else
752       Arg = Count - 1;
753     Count -= 8;
754     BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_NOP))
755             .addImm(Arg);
756   }
757 }
758
759 bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
760   MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
761   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
762   switch (MI->getOpcode()) {
763   default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
764
765   case AMDGPU::SI_CONSTDATA_PTR: {
766     unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
767     unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
768     unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
769
770     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg);
771
772     // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the constant data.
773     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32), RegLo)
774             .addReg(RegLo)
775             .addTargetIndex(AMDGPU::TI_CONSTDATA_START)
776             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit);
777     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
778             .addReg(RegHi)
779             .addImm(0)
780             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit)
781             .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Implicit);
782     MI->eraseFromParent();
783     break;
784   }
785   case AMDGPU::SGPR_USE:
786     // This is just a placeholder for register allocation.
787     MI->eraseFromParent();
788     break;
789
790   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
791     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
792     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
793     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
794
795     const MachineOperand &SrcOp = MI->getOperand(1);
796     // FIXME: Will this work for 64-bit floating point immediates?
797     assert(!SrcOp.isFPImm());
798     if (SrcOp.isImm()) {
799       APInt Imm(64, SrcOp.getImm());
800       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
801               .addImm(Imm.getLoBits(32).getZExtValue())
802               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
803       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
804               .addImm(Imm.getHiBits(32).getZExtValue())
805               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
806     } else {
807       assert(SrcOp.isReg());
808       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
809               .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub0))
810               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
811       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
812               .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub1))
813               .addReg(Dst, RegState::Implicit);
814     }
815     MI->eraseFromParent();
816     break;
817   }
818
819   case AMDGPU::V_CNDMASK_B64_PSEUDO: {
820     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
821     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
822     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
823     unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
824     unsigned Src1 = MI->getOperand(2).getReg();
825     const MachineOperand &SrcCond = MI->getOperand(3);
826
827     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstLo)
828         .addReg(RI.getSubReg(Src0, AMDGPU::sub0))
829         .addReg(RI.getSubReg(Src1, AMDGPU::sub0))
830         .addOperand(SrcCond);
831     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstHi)
832         .addReg(RI.getSubReg(Src0, AMDGPU::sub1))
833         .addReg(RI.getSubReg(Src1, AMDGPU::sub1))
834         .addOperand(SrcCond);
835     MI->eraseFromParent();
836     break;
837   }
838   }
839   return true;
840 }
841
842 /// Commutes the operands in the given instruction.
843 /// The commutable operands are specified by their indices OpIdx0 and OpIdx1.
844 ///
845 /// Do not call this method for a non-commutable instruction or for
846 /// non-commutable pair of operand indices OpIdx0 and OpIdx1.
847 /// Even though the instruction is commutable, the method may still
848 /// fail to commute the operands, null pointer is returned in such cases.
849 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstructionImpl(MachineInstr *MI,
850                                                   bool NewMI,
851                                                   unsigned OpIdx0,
852                                                   unsigned OpIdx1) const {
853   int CommutedOpcode = commuteOpcode(*MI);
854   if (CommutedOpcode == -1)
855     return nullptr;
856
857   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
858                                            AMDGPU::OpName::src0);
859   MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
860   if (!Src0.isReg())
861     return nullptr;
862
863   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
864                                            AMDGPU::OpName::src1);
865
866   if ((OpIdx0 != static_cast<unsigned>(Src0Idx) ||
867        OpIdx1 != static_cast<unsigned>(Src1Idx)) &&
868       (OpIdx0 != static_cast<unsigned>(Src1Idx) ||
869        OpIdx1 != static_cast<unsigned>(Src0Idx)))
870     return nullptr;
871
872   MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
873
874
875   if (isVOP2(*MI)) {
876     const MCInstrDesc &InstrDesc = MI->getDesc();
877     // For VOP2 instructions, any operand type is valid to use for src0.  Make
878     // sure we can use the src1 as src0.
879     //
880     // We could be stricter here and only allow commuting if there is a reason
881     // to do so. i.e. if both operands are VGPRs there is no real benefit,
882     // although MachineCSE attempts to find matches by commuting.
883     const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
884     if (!isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src0))
885       return nullptr;
886   }
887
888   if (!Src1.isReg()) {
889     // Allow commuting instructions with Imm operands.
890     if (NewMI || !Src1.isImm() ||
891         (!isVOP2(*MI) && !isVOP3(*MI))) {
892       return nullptr;
893     }
894     // Be sure to copy the source modifiers to the right place.
895     if (MachineOperand *Src0Mods
896           = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers)) {
897       MachineOperand *Src1Mods
898         = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
899
900       int Src0ModsVal = Src0Mods->getImm();
901       if (!Src1Mods && Src0ModsVal != 0)
902         return nullptr;
903
904       // XXX - This assert might be a lie. It might be useful to have a neg
905       // modifier with 0.0.
906       int Src1ModsVal = Src1Mods->getImm();
907       assert((Src1ModsVal == 0) && "Not expecting modifiers with immediates");
908
909       Src1Mods->setImm(Src0ModsVal);
910       Src0Mods->setImm(Src1ModsVal);
911     }
912
913     unsigned Reg = Src0.getReg();
914     unsigned SubReg = Src0.getSubReg();
915     if (Src1.isImm())
916       Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
917     else
918       llvm_unreachable("Should only have immediates");
919
920     Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
921     Src1.setSubReg(SubReg);
922   } else {
923     MI = TargetInstrInfo::commuteInstructionImpl(MI, NewMI, OpIdx0, OpIdx1);
924   }
925
926   if (MI)
927     MI->setDesc(get(CommutedOpcode));
928
929   return MI;
930 }
931
932 // This needs to be implemented because the source modifiers may be inserted
933 // between the true commutable operands, and the base
934 // TargetInstrInfo::commuteInstruction uses it.
935 bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr *MI,
936                                         unsigned &SrcOpIdx0,
937                                         unsigned &SrcOpIdx1) const {
938   const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
939   if (!MCID.isCommutable())
940     return false;
941
942   unsigned Opc = MI->getOpcode();
943   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
944   if (Src0Idx == -1)
945     return false;
946
947   // FIXME: Workaround TargetInstrInfo::commuteInstruction asserting on
948   // immediate. Also, immediate src0 operand is not handled in
949   // SIInstrInfo::commuteInstruction();
950   if (!MI->getOperand(Src0Idx).isReg())
951     return false;
952
953   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
954   if (Src1Idx == -1)
955     return false;
956
957   MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
958   if (Src1.isImm()) {
959     // SIInstrInfo::commuteInstruction() does support commuting the immediate
960     // operand src1 in 2 and 3 operand instructions.
961     if (!isVOP2(MI->getOpcode()) && !isVOP3(MI->getOpcode()))
962       return false;
963   } else if (Src1.isReg()) {
964     // If any source modifiers are set, the generic instruction commuting won't
965     // understand how to copy the source modifiers.
966     if (hasModifiersSet(*MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
967         hasModifiersSet(*MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers))
968       return false;
969   } else
970     return false;
971
972   return fixCommutedOpIndices(SrcOpIdx0, SrcOpIdx1, Src0Idx, Src1Idx);
973 }
974
975 MachineInstr *SIInstrInfo::buildMovInstr(MachineBasicBlock *MBB,
976                                          MachineBasicBlock::iterator I,
977                                          unsigned DstReg,
978                                          unsigned SrcReg) const {
979   return BuildMI(*MBB, I, MBB->findDebugLoc(I), get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32),
980                  DstReg) .addReg(SrcReg);
981 }
982
983 bool SIInstrInfo::isMov(unsigned Opcode) const {
984   switch(Opcode) {
985   default: return false;
986   case AMDGPU::S_MOV_B32:
987   case AMDGPU::S_MOV_B64:
988   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
989   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
990     return true;
991   }
992 }
993
994 static void removeModOperands(MachineInstr &MI) {
995   unsigned Opc = MI.getOpcode();
996   int Src0ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
997                                               AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
998   int Src1ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
999                                               AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
1000   int Src2ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1001                                               AMDGPU::OpName::src2_modifiers);
1002
1003   MI.RemoveOperand(Src2ModIdx);
1004   MI.RemoveOperand(Src1ModIdx);
1005   MI.RemoveOperand(Src0ModIdx);
1006 }
1007
1008 bool SIInstrInfo::FoldImmediate(MachineInstr *UseMI, MachineInstr *DefMI,
1009                                 unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
1010   if (!MRI->hasOneNonDBGUse(Reg))
1011     return false;
1012
1013   unsigned Opc = UseMI->getOpcode();
1014   if (Opc == AMDGPU::V_MAD_F32 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
1015     // Don't fold if we are using source modifiers. The new VOP2 instructions
1016     // don't have them.
1017     if (hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
1018         hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers) ||
1019         hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src2_modifiers)) {
1020       return false;
1021     }
1022
1023     MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src0);
1024     MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src1);
1025     MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src2);
1026
1027     // Multiplied part is the constant: Use v_madmk_f32
1028     // We should only expect these to be on src0 due to canonicalizations.
1029     if (Src0->isReg() && Src0->getReg() == Reg) {
1030       if (!Src1->isReg() ||
1031           (Src1->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg()))))
1032         return false;
1033
1034       if (!Src2->isReg() ||
1035           (Src2->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src2->getReg()))))
1036         return false;
1037
1038       // We need to do some weird looking operand shuffling since the madmk
1039       // operands are out of the normal expected order with the multiplied
1040       // constant as the last operand.
1041       //
1042       // v_mad_f32 src0, src1, src2 -> v_madmk_f32 src0 * src2K + src1
1043       // src0 -> src2 K
1044       // src1 -> src0
1045       // src2 -> src1
1046
1047       const int64_t Imm = DefMI->getOperand(1).getImm();
1048
1049       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
1050       // instead of having to modify in place.
1051
1052       // Remove these first since they are at the end.
1053       UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1054                                                       AMDGPU::OpName::omod));
1055       UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1056                                                       AMDGPU::OpName::clamp));
1057
1058       unsigned Src1Reg = Src1->getReg();
1059       unsigned Src1SubReg = Src1->getSubReg();
1060       unsigned Src2Reg = Src2->getReg();
1061       unsigned Src2SubReg = Src2->getSubReg();
1062       Src0->setReg(Src1Reg);
1063       Src0->setSubReg(Src1SubReg);
1064       Src0->setIsKill(Src1->isKill());
1065
1066       Src1->setReg(Src2Reg);
1067       Src1->setSubReg(Src2SubReg);
1068       Src1->setIsKill(Src2->isKill());
1069
1070       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
1071         UseMI->untieRegOperand(
1072           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
1073       }
1074
1075       Src2->ChangeToImmediate(Imm);
1076
1077       removeModOperands(*UseMI);
1078       UseMI->setDesc(get(AMDGPU::V_MADMK_F32));
1079
1080       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1081       if (DeleteDef)
1082         DefMI->eraseFromParent();
1083
1084       return true;
1085     }
1086
1087     // Added part is the constant: Use v_madak_f32
1088     if (Src2->isReg() && Src2->getReg() == Reg) {
1089       // Not allowed to use constant bus for another operand.
1090       // We can however allow an inline immediate as src0.
1091       if (!Src0->isImm() &&
1092           (Src0->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src0->getReg()))))
1093         return false;
1094
1095       if (!Src1->isReg() ||
1096           (Src1->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg()))))
1097         return false;
1098
1099       const int64_t Imm = DefMI->getOperand(1).getImm();
1100
1101       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
1102       // instead of having to modify in place.
1103
1104       // Remove these first since they are at the end.
1105       UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1106                                                       AMDGPU::OpName::omod));
1107       UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1108                                                       AMDGPU::OpName::clamp));
1109
1110       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
1111         UseMI->untieRegOperand(
1112           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
1113       }
1114
1115       // ChangingToImmediate adds Src2 back to the instruction.
1116       Src2->ChangeToImmediate(Imm);
1117
1118       // These come before src2.
1119       removeModOperands(*UseMI);
1120       UseMI->setDesc(get(AMDGPU::V_MADAK_F32));
1121
1122       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1123       if (DeleteDef)
1124         DefMI->eraseFromParent();
1125
1126       return true;
1127     }
1128   }
1129
1130   return false;
1131 }
1132
1133 static bool offsetsDoNotOverlap(int WidthA, int OffsetA,
1134                                 int WidthB, int OffsetB) {
1135   int LowOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetA : OffsetB;
1136   int HighOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetB : OffsetA;
1137   int LowWidth = (LowOffset == OffsetA) ? WidthA : WidthB;
1138   return LowOffset + LowWidth <= HighOffset;
1139 }
1140
1141 bool SIInstrInfo::checkInstOffsetsDoNotOverlap(MachineInstr *MIa,
1142                                                MachineInstr *MIb) const {
1143   unsigned BaseReg0, Offset0;
1144   unsigned BaseReg1, Offset1;
1145
1146   if (getMemOpBaseRegImmOfs(MIa, BaseReg0, Offset0, &RI) &&
1147       getMemOpBaseRegImmOfs(MIb, BaseReg1, Offset1, &RI)) {
1148     assert(MIa->hasOneMemOperand() && MIb->hasOneMemOperand() &&
1149            "read2 / write2 not expected here yet");
1150     unsigned Width0 = (*MIa->memoperands_begin())->getSize();
1151     unsigned Width1 = (*MIb->memoperands_begin())->getSize();
1152     if (BaseReg0 == BaseReg1 &&
1153         offsetsDoNotOverlap(Width0, Offset0, Width1, Offset1)) {
1154       return true;
1155     }
1156   }
1157
1158   return false;
1159 }
1160
1161 bool SIInstrInfo::areMemAccessesTriviallyDisjoint(MachineInstr *MIa,
1162                                                   MachineInstr *MIb,
1163                                                   AliasAnalysis *AA) const {
1164   assert(MIa && (MIa->mayLoad() || MIa->mayStore()) &&
1165          "MIa must load from or modify a memory location");
1166   assert(MIb && (MIb->mayLoad() || MIb->mayStore()) &&
1167          "MIb must load from or modify a memory location");
1168
1169   if (MIa->hasUnmodeledSideEffects() || MIb->hasUnmodeledSideEffects())
1170     return false;
1171
1172   // XXX - Can we relax this between address spaces?
1173   if (MIa->hasOrderedMemoryRef() || MIb->hasOrderedMemoryRef())
1174     return false;
1175
1176   // TODO: Should we check the address space from the MachineMemOperand? That
1177   // would allow us to distinguish objects we know don't alias based on the
1178   // underlying address space, even if it was lowered to a different one,
1179   // e.g. private accesses lowered to use MUBUF instructions on a scratch
1180   // buffer.
1181   if (isDS(*MIa)) {
1182     if (isDS(*MIb))
1183       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1184
1185     return !isFLAT(*MIb);
1186   }
1187
1188   if (isMUBUF(*MIa) || isMTBUF(*MIa)) {
1189     if (isMUBUF(*MIb) || isMTBUF(*MIb))
1190       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1191
1192     return !isFLAT(*MIb) && !isSMRD(*MIb);
1193   }
1194
1195   if (isSMRD(*MIa)) {
1196     if (isSMRD(*MIb))
1197       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1198
1199     return !isFLAT(*MIb) && !isMUBUF(*MIa) && !isMTBUF(*MIa);
1200   }
1201
1202   if (isFLAT(*MIa)) {
1203     if (isFLAT(*MIb))
1204       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1205
1206     return false;
1207   }
1208
1209   return false;
1210 }
1211
1212 MachineInstr *SIInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MBB,
1213                                                 MachineBasicBlock::iterator &MI,
1214                                                 LiveVariables *LV) const {
1215
1216   switch (MI->getOpcode()) {
1217     default: return nullptr;
1218     case AMDGPU::V_MAC_F32_e64: break;
1219     case AMDGPU::V_MAC_F32_e32: {
1220       const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0);
1221       if (Src0->isImm() && !isInlineConstant(*Src0, 4))
1222         return nullptr;
1223       break;
1224     }
1225   }
1226
1227   const MachineOperand *Dst = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::dst);
1228   const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0);
1229   const MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src1);
1230   const MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src2);
1231
1232   return BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_MAD_F32))
1233                  .addOperand(*Dst)
1234                  .addImm(0) // Src0 mods
1235                  .addOperand(*Src0)
1236                  .addImm(0) // Src1 mods
1237                  .addOperand(*Src1)
1238                  .addImm(0) // Src mods
1239                  .addOperand(*Src2)
1240                  .addImm(0)  // clamp
1241                  .addImm(0); // omod
1242 }
1243
1244 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
1245   int64_t SVal = Imm.getSExtValue();
1246   if (SVal >= -16 && SVal <= 64)
1247     return true;
1248
1249   if (Imm.getBitWidth() == 64) {
1250     uint64_t Val = Imm.getZExtValue();
1251     return (DoubleToBits(0.0) == Val) ||
1252            (DoubleToBits(1.0) == Val) ||
1253            (DoubleToBits(-1.0) == Val) ||
1254            (DoubleToBits(0.5) == Val) ||
1255            (DoubleToBits(-0.5) == Val) ||
1256            (DoubleToBits(2.0) == Val) ||
1257            (DoubleToBits(-2.0) == Val) ||
1258            (DoubleToBits(4.0) == Val) ||
1259            (DoubleToBits(-4.0) == Val);
1260   }
1261
1262   // The actual type of the operand does not seem to matter as long
1263   // as the bits match one of the inline immediate values.  For example:
1264   //
1265   // -nan has the hexadecimal encoding of 0xfffffffe which is -2 in decimal,
1266   // so it is a legal inline immediate.
1267   //
1268   // 1065353216 has the hexadecimal encoding 0x3f800000 which is 1.0f in
1269   // floating-point, so it is a legal inline immediate.
1270   uint32_t Val = Imm.getZExtValue();
1271
1272   return (FloatToBits(0.0f) == Val) ||
1273          (FloatToBits(1.0f) == Val) ||
1274          (FloatToBits(-1.0f) == Val) ||
1275          (FloatToBits(0.5f) == Val) ||
1276          (FloatToBits(-0.5f) == Val) ||
1277          (FloatToBits(2.0f) == Val) ||
1278          (FloatToBits(-2.0f) == Val) ||
1279          (FloatToBits(4.0f) == Val) ||
1280          (FloatToBits(-4.0f) == Val);
1281 }
1282
1283 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO,
1284                                    unsigned OpSize) const {
1285   if (MO.isImm()) {
1286     // MachineOperand provides no way to tell the true operand size, since it
1287     // only records a 64-bit value. We need to know the size to determine if a
1288     // 32-bit floating point immediate bit pattern is legal for an integer
1289     // immediate. It would be for any 32-bit integer operand, but would not be
1290     // for a 64-bit one.
1291
1292     unsigned BitSize = 8 * OpSize;
1293     return isInlineConstant(APInt(BitSize, MO.getImm(), true));
1294   }
1295
1296   return false;
1297 }
1298
1299 bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO,
1300                                     unsigned OpSize) const {
1301   return MO.isImm() && !isInlineConstant(MO, OpSize);
1302 }
1303
1304 static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
1305                              const MachineOperand &Op1) {
1306   if (Op0.getType() != Op1.getType())
1307     return false;
1308
1309   switch (Op0.getType()) {
1310   case MachineOperand::MO_Register:
1311     return Op0.getReg() == Op1.getReg();
1312   case MachineOperand::MO_Immediate:
1313     return Op0.getImm() == Op1.getImm();
1314   default:
1315     llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
1316   }
1317 }
1318
1319 bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
1320                                  const MachineOperand &MO) const {
1321   const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpNo];
1322
1323   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
1324
1325   if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
1326     return true;
1327
1328   if (OpInfo.RegClass < 0)
1329     return false;
1330
1331   unsigned OpSize = RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)->getSize();
1332   if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
1333     return RI.opCanUseLiteralConstant(OpInfo.OperandType);
1334
1335   return RI.opCanUseInlineConstant(OpInfo.OperandType);
1336 }
1337
1338 bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
1339   int Op32 = AMDGPU::getVOPe32(Opcode);
1340   if (Op32 == -1)
1341     return false;
1342
1343   return pseudoToMCOpcode(Op32) != -1;
1344 }
1345
1346 bool SIInstrInfo::hasModifiers(unsigned Opcode) const {
1347   // The src0_modifier operand is present on all instructions
1348   // that have modifiers.
1349
1350   return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
1351                                     AMDGPU::OpName::src0_modifiers) != -1;
1352 }
1353
1354 bool SIInstrInfo::hasModifiersSet(const MachineInstr &MI,
1355                                   unsigned OpName) const {
1356   const MachineOperand *Mods = getNamedOperand(MI, OpName);
1357   return Mods && Mods->getImm();
1358 }
1359
1360 bool SIInstrInfo::usesConstantBus(const MachineRegisterInfo &MRI,
1361                                   const MachineOperand &MO,
1362                                   unsigned OpSize) const {
1363   // Literal constants use the constant bus.
1364   if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
1365     return true;
1366
1367   if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
1368     return false;
1369
1370   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
1371     return RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg()));
1372
1373   // FLAT_SCR is just an SGPR pair.
1374   if (!MO.isImplicit() && (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR))
1375     return true;
1376
1377   // EXEC register uses the constant bus.
1378   if (!MO.isImplicit() && MO.getReg() == AMDGPU::EXEC)
1379     return true;
1380
1381   // SGPRs use the constant bus
1382   if (MO.getReg() == AMDGPU::M0 || MO.getReg() == AMDGPU::VCC ||
1383       (!MO.isImplicit() &&
1384       (AMDGPU::SGPR_32RegClass.contains(MO.getReg()) ||
1385        AMDGPU::SGPR_64RegClass.contains(MO.getReg())))) {
1386     return true;
1387   }
1388
1389   return false;
1390 }
1391
1392 static unsigned findImplicitSGPRRead(const MachineInstr &MI) {
1393   for (const MachineOperand &MO : MI.implicit_operands()) {
1394     // We only care about reads.
1395     if (MO.isDef())
1396       continue;
1397
1398     switch (MO.getReg()) {
1399     case AMDGPU::VCC:
1400     case AMDGPU::M0:
1401     case AMDGPU::FLAT_SCR:
1402       return MO.getReg();
1403
1404     default:
1405       break;
1406     }
1407   }
1408
1409   return AMDGPU::NoRegister;
1410 }
1411
1412 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
1413                                     StringRef &ErrInfo) const {
1414   uint16_t Opcode = MI->getOpcode();
1415   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1416   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src0);
1417   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src1);
1418   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src2);
1419
1420   // Make sure the number of operands is correct.
1421   const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
1422   if (!Desc.isVariadic() &&
1423       Desc.getNumOperands() != MI->getNumExplicitOperands()) {
1424      ErrInfo = "Instruction has wrong number of operands.";
1425      return false;
1426   }
1427
1428   // Make sure the register classes are correct
1429   for (int i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1430     if (MI->getOperand(i).isFPImm()) {
1431       ErrInfo = "FPImm Machine Operands are not supported. ISel should bitcast "
1432                 "all fp values to integers.";
1433       return false;
1434     }
1435
1436     int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
1437
1438     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
1439     case MCOI::OPERAND_REGISTER:
1440       if (MI->getOperand(i).isImm()) {
1441         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1442         return false;
1443       }
1444       break;
1445     case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM32:
1446       break;
1447     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C:
1448       if (isLiteralConstant(MI->getOperand(i),
1449                             RI.getRegClass(RegClass)->getSize())) {
1450         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1451         return false;
1452       }
1453       break;
1454     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
1455       // Check if this operand is an immediate.
1456       // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
1457       // allowed.
1458       if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFI()) {
1459         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
1460         return false;
1461       }
1462       // Fall-through
1463     default:
1464       continue;
1465     }
1466
1467     if (!MI->getOperand(i).isReg())
1468       continue;
1469
1470     if (RegClass != -1) {
1471       unsigned Reg = MI->getOperand(i).getReg();
1472       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1473         continue;
1474
1475       const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
1476       if (!RC->contains(Reg)) {
1477         ErrInfo = "Operand has incorrect register class.";
1478         return false;
1479       }
1480     }
1481   }
1482
1483
1484   // Verify VOP*
1485   if (isVOP1(*MI) || isVOP2(*MI) || isVOP3(*MI) || isVOPC(*MI)) {
1486     // Only look at the true operands. Only a real operand can use the constant
1487     // bus, and we don't want to check pseudo-operands like the source modifier
1488     // flags.
1489     const int OpIndices[] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
1490
1491     unsigned ConstantBusCount = 0;
1492     unsigned SGPRUsed = findImplicitSGPRRead(*MI);
1493     if (SGPRUsed != AMDGPU::NoRegister)
1494       ++ConstantBusCount;
1495
1496     for (int OpIdx : OpIndices) {
1497       if (OpIdx == -1)
1498         break;
1499       const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
1500       if (usesConstantBus(MRI, MO, getOpSize(Opcode, OpIdx))) {
1501         if (MO.isReg()) {
1502           if (MO.getReg() != SGPRUsed)
1503             ++ConstantBusCount;
1504           SGPRUsed = MO.getReg();
1505         } else {
1506           ++ConstantBusCount;
1507         }
1508       }
1509     }
1510     if (ConstantBusCount > 1) {
1511       ErrInfo = "VOP* instruction uses the constant bus more than once";
1512       return false;
1513     }
1514   }
1515
1516   // Verify misc. restrictions on specific instructions.
1517   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
1518       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
1519     const MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
1520     const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
1521     const MachineOperand &Src2 = MI->getOperand(Src2Idx);
1522     if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
1523       if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
1524           !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
1525         ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
1526         return false;
1527       }
1528     }
1529   }
1530
1531   // Make sure we aren't losing exec uses in the td files. This mostly requires
1532   // being careful when using let Uses to try to add other use registers.
1533   if (!isGenericOpcode(Opcode) && !isSALU(Opcode) && !isSMRD(Opcode)) {
1534     const MachineOperand *Exec = MI->findRegisterUseOperand(AMDGPU::EXEC);
1535     if (!Exec || !Exec->isImplicit()) {
1536       ErrInfo = "VALU instruction does not implicitly read exec mask";
1537       return false;
1538     }
1539   }
1540
1541   return true;
1542 }
1543
1544 unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
1545   switch (MI.getOpcode()) {
1546   default: return AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1547   case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
1548   case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
1549   case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
1550   case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
1551   case AMDGPU::S_MOV_B32:
1552     return MI.getOperand(1).isReg() ?
1553            AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1554   case AMDGPU::S_ADD_I32:
1555   case AMDGPU::S_ADD_U32: return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
1556   case AMDGPU::S_ADDC_U32: return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
1557   case AMDGPU::S_SUB_I32:
1558   case AMDGPU::S_SUB_U32: return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
1559   case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
1560   case AMDGPU::S_MUL_I32: return AMDGPU::V_MUL_LO_I32;
1561   case AMDGPU::S_AND_B32: return AMDGPU::V_AND_B32_e32;
1562   case AMDGPU::S_OR_B32: return AMDGPU::V_OR_B32_e32;
1563   case AMDGPU::S_XOR_B32: return AMDGPU::V_XOR_B32_e32;
1564   case AMDGPU::S_MIN_I32: return AMDGPU::V_MIN_I32_e32;
1565   case AMDGPU::S_MIN_U32: return AMDGPU::V_MIN_U32_e32;
1566   case AMDGPU::S_MAX_I32: return AMDGPU::V_MAX_I32_e32;
1567   case AMDGPU::S_MAX_U32: return AMDGPU::V_MAX_U32_e32;
1568   case AMDGPU::S_ASHR_I32: return AMDGPU::V_ASHR_I32_e32;
1569   case AMDGPU::S_ASHR_I64: return AMDGPU::V_ASHR_I64;
1570   case AMDGPU::S_LSHL_B32: return AMDGPU::V_LSHL_B32_e32;
1571   case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
1572   case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
1573   case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
1574   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1575   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1576   case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
1577   case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1578   case AMDGPU::S_BFM_B32: return AMDGPU::V_BFM_B32_e64;
1579   case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
1580   case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1581   case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1582   case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
1583   case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
1584   case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
1585   case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
1586   case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
1587   case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
1588   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
1589   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR:
1590   case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM_ci:
1591     return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORD_ADDR64;
1592   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
1593   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR:
1594   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM_ci:
1595     return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX2_ADDR64;
1596   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
1597   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR:
1598   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM_ci:
1599     return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX4_ADDR64;
1600   case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64;
1601   case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
1602   case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
1603   case AMDGPU::S_FLBIT_I32: return AMDGPU::V_FFBH_I32_e64;
1604   }
1605 }
1606
1607 bool SIInstrInfo::isSALUOpSupportedOnVALU(const MachineInstr &MI) const {
1608   return getVALUOp(MI) != AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1609 }
1610
1611 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getOpRegClass(const MachineInstr &MI,
1612                                                       unsigned OpNo) const {
1613   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
1614   const MCInstrDesc &Desc = get(MI.getOpcode());
1615   if (MI.isVariadic() || OpNo >= Desc.getNumOperands() ||
1616       Desc.OpInfo[OpNo].RegClass == -1) {
1617     unsigned Reg = MI.getOperand(OpNo).getReg();
1618
1619     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1620       return MRI.getRegClass(Reg);
1621     return RI.getPhysRegClass(Reg);
1622   }
1623
1624   unsigned RCID = Desc.OpInfo[OpNo].RegClass;
1625   return RI.getRegClass(RCID);
1626 }
1627
1628 bool SIInstrInfo::canReadVGPR(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const {
1629   switch (MI.getOpcode()) {
1630   case AMDGPU::COPY:
1631   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
1632   case AMDGPU::PHI:
1633   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
1634     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, 0));
1635   default:
1636     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, OpNo));
1637   }
1638 }
1639
1640 void SIInstrInfo::legalizeOpWithMove(MachineInstr *MI, unsigned OpIdx) const {
1641   MachineBasicBlock::iterator I = MI;
1642   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1643   MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
1644   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
1645   unsigned RCID = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpIdx].RegClass;
1646   const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RCID);
1647   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1648   if (MO.isReg())
1649     Opcode = AMDGPU::COPY;
1650   else if (RI.isSGPRClass(RC))
1651     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
1652
1653
1654   const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(RC);
1655   if (RI.getCommonSubClass(&AMDGPU::VReg_64RegClass, VRC))
1656     VRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
1657   else
1658     VRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
1659
1660   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
1661   DebugLoc DL = MBB->findDebugLoc(I);
1662   BuildMI(*MI->getParent(), I, DL, get(Opcode), Reg)
1663     .addOperand(MO);
1664   MO.ChangeToRegister(Reg, false);
1665 }
1666
1667 unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
1668                                          MachineRegisterInfo &MRI,
1669                                          MachineOperand &SuperReg,
1670                                          const TargetRegisterClass *SuperRC,
1671                                          unsigned SubIdx,
1672                                          const TargetRegisterClass *SubRC)
1673                                          const {
1674   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1675   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1676   unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
1677
1678   if (SuperReg.getSubReg() == AMDGPU::NoSubRegister) {
1679     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
1680       .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SubIdx);
1681     return SubReg;
1682   }
1683
1684   // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
1685   // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
1686   // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
1687   // eliminate this extra copy.
1688   unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
1689
1690   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), NewSuperReg)
1691     .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SuperReg.getSubReg());
1692
1693   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
1694     .addReg(NewSuperReg, 0, SubIdx);
1695
1696   return SubReg;
1697 }
1698
1699 MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
1700   MachineBasicBlock::iterator MII,
1701   MachineRegisterInfo &MRI,
1702   MachineOperand &Op,
1703   const TargetRegisterClass *SuperRC,
1704   unsigned SubIdx,
1705   const TargetRegisterClass *SubRC) const {
1706   if (Op.isImm()) {
1707     // XXX - Is there a better way to do this?
1708     if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
1709       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
1710     if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
1711       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() >> 32);
1712
1713     llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
1714   }
1715
1716   unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
1717                                        SubIdx, SubRC);
1718   return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
1719 }
1720
1721 // Change the order of operands from (0, 1, 2) to (0, 2, 1)
1722 void SIInstrInfo::swapOperands(MachineBasicBlock::iterator Inst) const {
1723   assert(Inst->getNumExplicitOperands() == 3);
1724   MachineOperand Op1 = Inst->getOperand(1);
1725   Inst->RemoveOperand(1);
1726   Inst->addOperand(Op1);
1727 }
1728
1729 bool SIInstrInfo::isLegalRegOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
1730                                     const MCOperandInfo &OpInfo,
1731                                     const MachineOperand &MO) const {
1732   if (!MO.isReg())
1733     return false;
1734
1735   unsigned Reg = MO.getReg();
1736   const TargetRegisterClass *RC =
1737     TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) ?
1738     MRI.getRegClass(Reg) :
1739     RI.getPhysRegClass(Reg);
1740
1741   // In order to be legal, the common sub-class must be equal to the
1742   // class of the current operand.  For example:
1743   //
1744   // v_mov_b32 s0 ; Operand defined as vsrc_32
1745   //              ; RI.getCommonSubClass(s0,vsrc_32) = sgpr ; LEGAL
1746   //
1747   // s_sendmsg 0, s0 ; Operand defined as m0reg
1748   //                 ; RI.getCommonSubClass(s0,m0reg) = m0reg ; NOT LEGAL
1749
1750   return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)) == RC;
1751 }
1752
1753 bool SIInstrInfo::isLegalVSrcOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
1754                                      const MCOperandInfo &OpInfo,
1755                                      const MachineOperand &MO) const {
1756   if (MO.isReg())
1757     return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, MO);
1758
1759   // Handle non-register types that are treated like immediates.
1760   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
1761   return true;
1762 }
1763
1764 bool SIInstrInfo::isOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpIdx,
1765                                  const MachineOperand *MO) const {
1766   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1767   const MCInstrDesc &InstDesc = get(MI->getOpcode());
1768   const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpIdx];
1769   const TargetRegisterClass *DefinedRC =
1770       OpInfo.RegClass != -1 ? RI.getRegClass(OpInfo.RegClass) : nullptr;
1771   if (!MO)
1772     MO = &MI->getOperand(OpIdx);
1773
1774   if (isVALU(*MI) &&
1775       usesConstantBus(MRI, *MO, DefinedRC->getSize())) {
1776     unsigned SGPRUsed =
1777         MO->isReg() ? MO->getReg() : (unsigned)AMDGPU::NoRegister;
1778     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1779       if (i == OpIdx)
1780         continue;
1781       const MachineOperand &Op = MI->getOperand(i);
1782       if (Op.isReg() && Op.getReg() != SGPRUsed &&
1783           usesConstantBus(MRI, Op, getOpSize(*MI, i))) {
1784         return false;
1785       }
1786     }
1787   }
1788
1789   if (MO->isReg()) {
1790     assert(DefinedRC);
1791     return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, *MO);
1792   }
1793
1794
1795   // Handle non-register types that are treated like immediates.
1796   assert(MO->isImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI());
1797
1798   if (!DefinedRC) {
1799     // This operand expects an immediate.
1800     return true;
1801   }
1802
1803   return isImmOperandLegal(MI, OpIdx, *MO);
1804 }
1805
1806 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP2(MachineRegisterInfo &MRI,
1807                                        MachineInstr *MI) const {
1808   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1809   const MCInstrDesc &InstrDesc = get(Opc);
1810
1811   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
1812   MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
1813
1814   // If there is an implicit SGPR use such as VCC use for v_addc_u32/v_subb_u32
1815   // we need to only have one constant bus use.
1816   //
1817   // Note we do not need to worry about literal constants here. They are
1818   // disabled for the operand type for instructions because they will always
1819   // violate the one constant bus use rule.
1820   bool HasImplicitSGPR = findImplicitSGPRRead(*MI) != AMDGPU::NoRegister;
1821   if (HasImplicitSGPR) {
1822     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
1823     MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
1824
1825     if (Src0.isReg() && RI.isSGPRReg(MRI, Src0.getReg()))
1826       legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
1827   }
1828
1829   // VOP2 src0 instructions support all operand types, so we don't need to check
1830   // their legality. If src1 is already legal, we don't need to do anything.
1831   if (isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src1))
1832     return;
1833
1834   // We do not use commuteInstruction here because it is too aggressive and will
1835   // commute if it is possible. We only want to commute here if it improves
1836   // legality. This can be called a fairly large number of times so don't waste
1837   // compile time pointlessly swapping and checking legality again.
1838   if (HasImplicitSGPR || !MI->isCommutable()) {
1839     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
1840     return;
1841   }
1842
1843   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
1844   MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
1845
1846   // If src0 can be used as src1, commuting will make the operands legal.
1847   // Otherwise we have to give up and insert a move.
1848   //
1849   // TODO: Other immediate-like operand kinds could be commuted if there was a
1850   // MachineOperand::ChangeTo* for them.
1851   if ((!Src1.isImm() && !Src1.isReg()) ||
1852       !isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src0)) {
1853     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
1854     return;
1855   }
1856
1857   int CommutedOpc = commuteOpcode(*MI);
1858   if (CommutedOpc == -1) {
1859     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
1860     return;
1861   }
1862
1863   MI->setDesc(get(CommutedOpc));
1864
1865   unsigned Src0Reg = Src0.getReg();
1866   unsigned Src0SubReg = Src0.getSubReg();
1867   bool Src0Kill = Src0.isKill();
1868
1869   if (Src1.isImm())
1870     Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
1871   else if (Src1.isReg()) {
1872     Src0.ChangeToRegister(Src1.getReg(), false, false, Src1.isKill());
1873     Src0.setSubReg(Src1.getSubReg());
1874   } else
1875     llvm_unreachable("Should only have register or immediate operands");
1876
1877   Src1.ChangeToRegister(Src0Reg, false, false, Src0Kill);
1878   Src1.setSubReg(Src0SubReg);
1879 }
1880
1881 // Legalize VOP3 operands. Because all operand types are supported for any
1882 // operand, and since literal constants are not allowed and should never be
1883 // seen, we only need to worry about inserting copies if we use multiple SGPR
1884 // operands.
1885 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP3(
1886   MachineRegisterInfo &MRI,
1887   MachineInstr *MI) const {
1888   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1889
1890   int VOP3Idx[3] = {
1891     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0),
1892     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1),
1893     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2)
1894   };
1895
1896   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
1897   unsigned SGPRReg = findUsedSGPR(MI, VOP3Idx);
1898
1899   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
1900     int Idx = VOP3Idx[i];
1901     if (Idx == -1)
1902       break;
1903     MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
1904
1905     // We should never see a VOP3 instruction with an illegal immediate operand.
1906     if (!MO.isReg())
1907       continue;
1908
1909     if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
1910       continue; // VGPRs are legal
1911
1912     if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister || SGPRReg == MO.getReg()) {
1913       SGPRReg = MO.getReg();
1914       // We can use one SGPR in each VOP3 instruction.
1915       continue;
1916     }
1917
1918     // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
1919     // legalize it.
1920     legalizeOpWithMove(MI, Idx);
1921   }
1922 }
1923
1924 void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
1925   MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
1926
1927   // Legalize VOP2
1928   if (isVOP2(*MI)) {
1929     legalizeOperandsVOP2(MRI, MI);
1930     return;
1931   }
1932
1933   // Legalize VOP3
1934   if (isVOP3(*MI)) {
1935     legalizeOperandsVOP3(MRI, MI);
1936     return;
1937   }
1938
1939   // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
1940   // The register class of the operands much be the same type as the register
1941   // class of the output.
1942   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
1943     const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
1944     for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
1945       if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
1946           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
1947         continue;
1948       const TargetRegisterClass *OpRC =
1949               MRI.getRegClass(MI->getOperand(i).getReg());
1950       if (RI.hasVGPRs(OpRC)) {
1951         VRC = OpRC;
1952       } else {
1953         SRC = OpRC;
1954       }
1955     }
1956
1957     // If any of the operands are VGPR registers, then they all most be
1958     // otherwise we will create illegal VGPR->SGPR copies when legalizing
1959     // them.
1960     if (VRC || !RI.isSGPRClass(getOpRegClass(*MI, 0))) {
1961       if (!VRC) {
1962         assert(SRC);
1963         VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(SRC);
1964       }
1965       RC = VRC;
1966     } else {
1967       RC = SRC;
1968     }
1969
1970     // Update all the operands so they have the same type.
1971     for (unsigned I = 1, E = MI->getNumOperands(); I != E; I += 2) {
1972       MachineOperand &Op = MI->getOperand(I);
1973       if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
1974         continue;
1975       unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
1976
1977       // MI is a PHI instruction.
1978       MachineBasicBlock *InsertBB = MI->getOperand(I + 1).getMBB();
1979       MachineBasicBlock::iterator Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
1980
1981       BuildMI(*InsertBB, Insert, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), DstReg)
1982         .addOperand(Op);
1983       Op.setReg(DstReg);
1984     }
1985   }
1986
1987   // REG_SEQUENCE doesn't really require operand legalization, but if one has a
1988   // VGPR dest type and SGPR sources, insert copies so all operands are
1989   // VGPRs. This seems to help operand folding / the register coalescer.
1990   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
1991     MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1992     const TargetRegisterClass *DstRC = getOpRegClass(*MI, 0);
1993     if (RI.hasVGPRs(DstRC)) {
1994       // Update all the operands so they are VGPR register classes. These may
1995       // not be the same register class because REG_SEQUENCE supports mixing
1996       // subregister index types e.g. sub0_sub1 + sub2 + sub3
1997       for (unsigned I = 1, E = MI->getNumOperands(); I != E; I += 2) {
1998         MachineOperand &Op = MI->getOperand(I);
1999         if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
2000           continue;
2001
2002         const TargetRegisterClass *OpRC = MRI.getRegClass(Op.getReg());
2003         const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(OpRC);
2004         if (VRC == OpRC)
2005           continue;
2006
2007         unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
2008
2009         BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), DstReg)
2010           .addOperand(Op);
2011
2012         Op.setReg(DstReg);
2013         Op.setIsKill();
2014       }
2015     }
2016
2017     return;
2018   }
2019
2020   // Legalize INSERT_SUBREG
2021   // src0 must have the same register class as dst
2022   if (MI->getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
2023     unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
2024     unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
2025     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
2026     const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
2027     if (DstRC != Src0RC) {
2028       MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
2029       unsigned NewSrc0 = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
2030       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), NewSrc0)
2031               .addReg(Src0);
2032       MI->getOperand(1).setReg(NewSrc0);
2033     }
2034     return;
2035   }
2036
2037   // Legalize MUBUF* instructions
2038   // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
2039   // may need to legalize them here.
2040   int SRsrcIdx =
2041       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::srsrc);
2042   if (SRsrcIdx != -1) {
2043     // We have an MUBUF instruction
2044     MachineOperand *SRsrc = &MI->getOperand(SRsrcIdx);
2045     unsigned SRsrcRC = get(MI->getOpcode()).OpInfo[SRsrcIdx].RegClass;
2046     if (RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()),
2047                                              RI.getRegClass(SRsrcRC))) {
2048       // The operands are legal.
2049       // FIXME: We may need to legalize operands besided srsrc.
2050       return;
2051     }
2052
2053     MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
2054
2055     // Extract the ptr from the resource descriptor.
2056     unsigned SRsrcPtr = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
2057       &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub0_sub1, &AMDGPU::VReg_64RegClass);
2058
2059     // Create an empty resource descriptor
2060     unsigned Zero64 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
2061     unsigned SRsrcFormatLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2062     unsigned SRsrcFormatHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2063     unsigned NewSRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
2064     uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
2065
2066     // Zero64 = 0
2067     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B64),
2068             Zero64)
2069             .addImm(0);
2070
2071     // SRsrcFormatLo = RSRC_DATA_FORMAT{31-0}
2072     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
2073             SRsrcFormatLo)
2074             .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
2075
2076     // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
2077     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
2078             SRsrcFormatHi)
2079             .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
2080
2081     // NewSRsrc = {Zero64, SRsrcFormat}
2082     BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewSRsrc)
2083       .addReg(Zero64)
2084       .addImm(AMDGPU::sub0_sub1)
2085       .addReg(SRsrcFormatLo)
2086       .addImm(AMDGPU::sub2)
2087       .addReg(SRsrcFormatHi)
2088       .addImm(AMDGPU::sub3);
2089
2090     MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
2091     unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2092     if (VAddr) {
2093       // This is already an ADDR64 instruction so we need to add the pointer
2094       // extracted from the resource descriptor to the current value of VAddr.
2095       unsigned NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2096       unsigned NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2097
2098       // NewVaddrLo = SRsrcPtr:sub0 + VAddr:sub0
2099       DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
2100       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), NewVAddrLo)
2101         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
2102         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
2103
2104       // NewVaddrHi = SRsrcPtr:sub1 + VAddr:sub1
2105       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e32), NewVAddrHi)
2106         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
2107         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1);
2108
2109       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
2110       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
2111         .addReg(NewVAddrLo)
2112         .addImm(AMDGPU::sub0)
2113         .addReg(NewVAddrHi)
2114         .addImm(AMDGPU::sub1);
2115     } else {
2116       // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
2117       // ADDR64.
2118       assert(MBB.getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration()
2119              < AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS &&
2120              "FIXME: Need to emit flat atomics here");
2121
2122       MachineOperand *VData = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata);
2123       MachineOperand *Offset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
2124       MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soffset);
2125       unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI->getOpcode());
2126
2127       // Atomics rith return have have an additional tied operand and are
2128       // missing some of the special bits.
2129       MachineOperand *VDataIn = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata_in);
2130       MachineInstr *Addr64;
2131
2132       if (!VDataIn) {
2133         // Regular buffer load / store.
2134         MachineInstrBuilder MIB
2135           = BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
2136           .addOperand(*VData)
2137           .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
2138           // This will be replaced later
2139           // with the new value of vaddr.
2140           .addOperand(*SRsrc)
2141           .addOperand(*SOffset)
2142           .addOperand(*Offset);
2143
2144         // Atomics do not have this operand.
2145         if (const MachineOperand *GLC
2146             = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::glc)) {
2147           MIB.addImm(GLC->getImm());
2148         }
2149
2150         MIB.addImm(getNamedImmOperand(*MI, AMDGPU::OpName::slc));
2151
2152         if (const MachineOperand *TFE
2153             = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::tfe)) {
2154           MIB.addImm(TFE->getImm());
2155         }
2156
2157         MIB.setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
2158         Addr64 = MIB;
2159       } else {
2160         // Atomics with return.
2161         Addr64 = BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
2162           .addOperand(*VData)
2163           .addOperand(*VDataIn)
2164           .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
2165           // This will be replaced later
2166           // with the new value of vaddr.
2167           .addOperand(*SRsrc)
2168           .addOperand(*SOffset)
2169           .addOperand(*Offset)
2170           .addImm(getNamedImmOperand(*MI, AMDGPU::OpName::slc))
2171           .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
2172       }
2173
2174       MI->removeFromParent();
2175       MI = Addr64;
2176
2177       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
2178       BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
2179         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
2180         .addImm(AMDGPU::sub0)
2181         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
2182         .addImm(AMDGPU::sub1);
2183
2184       VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
2185       SRsrc = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
2186     }
2187
2188     // Update the instruction to use NewVaddr
2189     VAddr->setReg(NewVAddr);
2190     // Update the instruction to use NewSRsrc
2191     SRsrc->setReg(NewSRsrc);
2192   }
2193 }
2194
2195 void SIInstrInfo::splitSMRD(MachineInstr *MI,
2196                             const TargetRegisterClass *HalfRC,
2197                             unsigned HalfImmOp, unsigned HalfSGPROp,
2198                             MachineInstr *&Lo, MachineInstr *&Hi) const {
2199
2200   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
2201   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
2202   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
2203   unsigned RegLo = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
2204   unsigned RegHi = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
2205   unsigned HalfSize = HalfRC->getSize();
2206   const MachineOperand *OffOp =
2207       getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
2208   const MachineOperand *SBase = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::sbase);
2209
2210   // The SMRD has an 8-bit offset in dwords on SI and a 20-bit offset in bytes
2211   // on VI.
2212
2213   bool IsKill = SBase->isKill();
2214   if (OffOp) {
2215     bool isVI =
2216         MBB->getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration() >=
2217         AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS;
2218     unsigned OffScale = isVI ? 1 : 4;
2219     // Handle the _IMM variant
2220     unsigned LoOffset = OffOp->getImm() * OffScale;
2221     unsigned HiOffset = LoOffset + HalfSize;
2222     Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegLo)
2223                   // Use addReg instead of addOperand
2224                   // to make sure kill flag is cleared.
2225                   .addReg(SBase->getReg(), 0, SBase->getSubReg())
2226                   .addImm(LoOffset / OffScale);
2227
2228     if (!isUInt<20>(HiOffset) || (!isVI && !isUInt<8>(HiOffset / OffScale))) {
2229       unsigned OffsetSGPR =
2230           MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
2231       BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), OffsetSGPR)
2232               .addImm(HiOffset); // The offset in register is in bytes.
2233       Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
2234                     .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
2235                             SBase->getSubReg())
2236                     .addReg(OffsetSGPR);
2237     } else {
2238       Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegHi)
2239                      .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
2240                              SBase->getSubReg())
2241                      .addImm(HiOffset / OffScale);
2242     }
2243   } else {
2244     // Handle the _SGPR variant
2245     MachineOperand *SOff = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soff);
2246     Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegLo)
2247                   .addReg(SBase->getReg(), 0, SBase->getSubReg())
2248                   .addOperand(*SOff);
2249     unsigned OffsetSGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
2250     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), OffsetSGPR)
2251       .addReg(SOff->getReg(), 0, SOff->getSubReg())
2252       .addImm(HalfSize);
2253     Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
2254                   .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
2255                           SBase->getSubReg())
2256                   .addReg(OffsetSGPR);
2257   }
2258
2259   unsigned SubLo, SubHi;
2260   const TargetRegisterClass *NewDstRC;
2261   switch (HalfSize) {
2262     case 4:
2263       SubLo = AMDGPU::sub0;
2264       SubHi = AMDGPU::sub1;
2265       NewDstRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
2266       break;
2267     case 8:
2268       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1;
2269       SubHi = AMDGPU::sub2_sub3;
2270       NewDstRC = &AMDGPU::VReg_128RegClass;
2271       break;
2272     case 16:
2273       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3;
2274       SubHi = AMDGPU::sub4_sub5_sub6_sub7;
2275       NewDstRC = &AMDGPU::VReg_256RegClass;
2276       break;
2277     case 32:
2278       SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3_sub4_sub5_sub6_sub7;
2279       SubHi = AMDGPU::sub8_sub9_sub10_sub11_sub12_sub13_sub14_sub15;
2280       NewDstRC = &AMDGPU::VReg_512RegClass;
2281       break;
2282     default:
2283       llvm_unreachable("Unhandled HalfSize");
2284   }
2285
2286   unsigned OldDst = MI->getOperand(0).getReg();
2287   unsigned NewDst = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
2288
2289   MRI.replaceRegWith(OldDst, NewDst);
2290
2291   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewDst)
2292     .addReg(RegLo)
2293     .addImm(SubLo)
2294     .addReg(RegHi)
2295     .addImm(SubHi);
2296 }
2297
2298 void SIInstrInfo::moveSMRDToVALU(MachineInstr *MI,
2299                                  MachineRegisterInfo &MRI,
2300                                  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
2301   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
2302   int DstIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::dst);
2303   assert(DstIdx != -1);
2304   unsigned DstRCID = get(MI->getOpcode()).OpInfo[DstIdx].RegClass;
2305   switch(RI.getRegClass(DstRCID)->getSize()) {
2306     case 4:
2307     case 8:
2308     case 16: {
2309       unsigned NewOpcode = getVALUOp(*MI);
2310       unsigned RegOffset;
2311       unsigned ImmOffset;
2312
2313       if (MI->getOperand(2).isReg()) {
2314         RegOffset = MI->getOperand(2).getReg();
2315         ImmOffset = 0;
2316       } else {
2317         assert(MI->getOperand(2).isImm());
2318         // SMRD instructions take a dword offsets on SI and byte offset on VI
2319         // and MUBUF instructions always take a byte offset.
2320         ImmOffset = MI->getOperand(2).getImm();
2321         if (MBB->getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration() <=
2322             AMDGPUSubtarget::SEA_ISLANDS)
2323           ImmOffset <<= 2;
2324         RegOffset = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2325
2326         if (isUInt<12>(ImmOffset)) {
2327           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
2328                   RegOffset)
2329                   .addImm(0);
2330         } else {
2331           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
2332                   RegOffset)
2333                   .addImm(ImmOffset);
2334           ImmOffset = 0;
2335         }
2336       }
2337
2338       unsigned SRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
2339       unsigned DWord0 = RegOffset;
2340       unsigned DWord1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2341       unsigned DWord2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2342       unsigned DWord3 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2343       uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
2344
2345       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord1)
2346               .addImm(0);
2347       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord2)
2348               .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
2349       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord3)
2350               .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
2351       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), SRsrc)
2352         .addReg(DWord0)
2353         .addImm(AMDGPU::sub0)
2354         .addReg(DWord1)
2355         .addImm(AMDGPU::sub1)
2356         .addReg(DWord2)
2357         .addImm(AMDGPU::sub2)
2358         .addReg(DWord3)
2359         .addImm(AMDGPU::sub3);
2360
2361       const MCInstrDesc &NewInstDesc = get(NewOpcode);
2362       const TargetRegisterClass *NewDstRC
2363         = RI.getRegClass(NewInstDesc.OpInfo[0].RegClass);
2364       unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
2365       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
2366       MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
2367
2368       MachineInstr *NewInst =
2369         BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), NewInstDesc, NewDstReg)
2370         .addOperand(MI->getOperand(1)) // sbase
2371         .addReg(SRsrc)
2372         .addImm(0)
2373         .addImm(ImmOffset)
2374         .addImm(0) // glc
2375         .addImm(0) // slc
2376         .addImm(0) // tfe
2377         .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
2378       MI->eraseFromParent();
2379
2380       legalizeOperands(NewInst);
2381       addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
2382       break;
2383     }
2384     case 32: {
2385       MachineInstr *Lo, *Hi;
2386       splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_128RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM,
2387                 AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR, Lo, Hi);
2388       MI->eraseFromParent();
2389       moveSMRDToVALU(Lo, MRI, Worklist);
2390       moveSMRDToVALU(Hi, MRI, Worklist);
2391       break;
2392     }
2393
2394     case 64: {
2395       MachineInstr *Lo, *Hi;
2396       splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_256RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_IMM,
2397                 AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_SGPR, Lo, Hi);
2398       MI->eraseFromParent();
2399       moveSMRDToVALU(Lo, MRI, Worklist);
2400       moveSMRDToVALU(Hi, MRI, Worklist);
2401       break;
2402     }
2403   }
2404 }
2405
2406 void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
2407   SmallVector<MachineInstr *, 128> Worklist;
2408   Worklist.push_back(&TopInst);
2409
2410   while (!Worklist.empty()) {
2411     MachineInstr *Inst = Worklist.pop_back_val();
2412     MachineBasicBlock *MBB = Inst->getParent();
2413     MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
2414
2415     unsigned Opcode = Inst->getOpcode();
2416     unsigned NewOpcode = getVALUOp(*Inst);
2417
2418     // Handle some special cases
2419     switch (Opcode) {
2420     default:
2421       if (isSMRD(*Inst)) {
2422         moveSMRDToVALU(Inst, MRI, Worklist);
2423         continue;
2424       }
2425       break;
2426     case AMDGPU::S_AND_B64:
2427       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_AND_B32_e64);
2428       Inst->eraseFromParent();
2429       continue;
2430
2431     case AMDGPU::S_OR_B64:
2432       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_OR_B32_e64);
2433       Inst->eraseFromParent();
2434       continue;
2435
2436     case AMDGPU::S_XOR_B64:
2437       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_XOR_B32_e64);
2438       Inst->eraseFromParent();
2439       continue;
2440
2441     case AMDGPU::S_NOT_B64:
2442       splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_NOT_B32_e32);
2443       Inst->eraseFromParent();
2444       continue;
2445
2446     case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
2447       splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
2448       Inst->eraseFromParent();
2449       continue;
2450
2451     case AMDGPU::S_BFE_I64: {
2452       splitScalar64BitBFE(Worklist, Inst);
2453       Inst->eraseFromParent();
2454       continue;
2455     }
2456
2457     case AMDGPU::S_LSHL_B32:
2458       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2459         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e64;
2460         swapOperands(Inst);
2461       }
2462       break;
2463     case AMDGPU::S_ASHR_I32:
2464       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2465         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64;
2466         swapOperands(Inst);
2467       }
2468       break;
2469     case AMDGPU::S_LSHR_B32:
2470       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2471         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64;
2472         swapOperands(Inst);
2473       }
2474       break;
2475     case AMDGPU::S_LSHL_B64:
2476       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2477         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B64;
2478         swapOperands(Inst);
2479       }
2480       break;
2481     case AMDGPU::S_ASHR_I64:
2482       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2483         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I64;
2484         swapOperands(Inst);
2485       }
2486       break;
2487     case AMDGPU::S_LSHR_B64:
2488       if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2489         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B64;
2490         swapOperands(Inst);
2491       }
2492       break;
2493
2494     case AMDGPU::S_ABS_I32:
2495       lowerScalarAbs(Worklist, Inst);
2496       Inst->eraseFromParent();
2497       continue;
2498
2499     case AMDGPU::S_BFE_U64:
2500     case AMDGPU::S_BFM_B64:
2501       llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
2502     }
2503
2504     if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
2505       // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
2506       // legalize its operands instead.
2507       legalizeOperands(Inst);
2508       continue;
2509     }
2510
2511     // Use the new VALU Opcode.
2512     const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpcode);
2513     Inst->setDesc(NewDesc);
2514
2515     // Remove any references to SCC. Vector instructions can't read from it, and
2516     // We're just about to add the implicit use / defs of VCC, and we don't want
2517     // both.
2518     for (unsigned i = Inst->getNumOperands() - 1; i > 0; --i) {
2519       MachineOperand &Op = Inst->getOperand(i);
2520       if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC)
2521         Inst->RemoveOperand(i);
2522     }
2523
2524     if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
2525       // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
2526       // operands for the size and offset.
2527       unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
2528       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
2529       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
2530
2531     } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
2532       // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
2533       // extra 0 operand.
2534       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
2535     }
2536
2537     Inst->addImplicitDefUseOperands(*Inst->getParent()->getParent());
2538
2539     if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
2540       const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst->getOperand(2);
2541       // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
2542       // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
2543       assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
2544              "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
2545       uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
2546
2547       uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
2548       uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
2549       Inst->RemoveOperand(2); // Remove old immediate.
2550       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
2551       Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
2552     }
2553
2554     // Update the destination register class.
2555     const TargetRegisterClass *NewDstRC = getDestEquivalentVGPRClass(*Inst);
2556     if (!NewDstRC)
2557       continue;
2558
2559     unsigned DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2560     unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
2561     MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
2562
2563     // Legalize the operands
2564     legalizeOperands(Inst);
2565
2566     addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
2567   }
2568 }
2569
2570 //===----------------------------------------------------------------------===//
2571 // Indirect addressing callbacks
2572 //===----------------------------------------------------------------------===//
2573
2574 unsigned SIInstrInfo::calculateIndirectAddress(unsigned RegIndex,
2575                                                  unsigned Channel) const {
2576   assert(Channel == 0);
2577   return RegIndex;
2578 }
2579
2580 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getIndirectAddrRegClass() const {
2581   return &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
2582 }
2583
2584 void SIInstrInfo::lowerScalarAbs(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2585                                  MachineInstr *Inst) const {
2586   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2587   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2588   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2589   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2590
2591   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2592   MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
2593   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2594   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2595
2596   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_SUB_I32_e32), TmpReg)
2597     .addImm(0)
2598     .addReg(Src.getReg());
2599
2600   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_MAX_I32_e64), ResultReg)
2601     .addReg(Src.getReg())
2602     .addReg(TmpReg);
2603
2604   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2605   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2606 }
2607
2608 void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
2609   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2610   MachineInstr *Inst,
2611   unsigned Opcode) const {
2612   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2613   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2614
2615   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2616   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
2617   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2618
2619   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2620
2621   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2622   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2623     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2624     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2625
2626   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2627
2628   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2629                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2630
2631   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2632   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
2633   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
2634
2635   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2636   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2637     .addOperand(SrcReg0Sub0);
2638
2639   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2640                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2641
2642   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2643   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2644     .addOperand(SrcReg0Sub1);
2645
2646   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
2647   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2648     .addReg(DestSub0)
2649     .addImm(AMDGPU::sub0)
2650     .addReg(DestSub1)
2651     .addImm(AMDGPU::sub1);
2652
2653   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2654
2655   // We don't need to legalizeOperands here because for a single operand, src0
2656   // will support any kind of input.
2657
2658   // Move all users of this moved value.
2659   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
2660 }
2661
2662 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
2663   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2664   MachineInstr *Inst,
2665   unsigned Opcode) const {
2666   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2667   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2668
2669   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2670   MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
2671   MachineOperand &Src1 = Inst->getOperand(2);
2672   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2673
2674   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2675
2676   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2677   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2678     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2679     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2680
2681   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2682   const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
2683     MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
2684     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2685
2686   const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
2687
2688   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2689                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2690   MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2691                                                        AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
2692
2693   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2694   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
2695   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
2696
2697   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2698   MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2699     .addOperand(SrcReg0Sub0)
2700     .addOperand(SrcReg1Sub0);
2701
2702   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2703                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2704   MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2705                                                        AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
2706
2707   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2708   MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2709     .addOperand(SrcReg0Sub1)
2710     .addOperand(SrcReg1Sub1);
2711
2712   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
2713   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2714     .addReg(DestSub0)
2715     .addImm(AMDGPU::sub0)
2716     .addReg(DestSub1)
2717     .addImm(AMDGPU::sub1);
2718
2719   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2720
2721   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
2722   // valid.
2723   legalizeOperands(LoHalf);
2724   legalizeOperands(HiHalf);
2725
2726   // Move all users of this moved vlaue.
2727   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
2728 }
2729
2730 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2731                                        MachineInstr *Inst) const {
2732   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2733   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2734
2735   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2736   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2737
2738   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2739   MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
2740
2741   const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64);
2742   const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
2743     MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
2744     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2745
2746   unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2747   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2748
2749   const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
2750
2751   MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2752                                                       AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
2753   MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2754                                                       AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
2755
2756   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
2757     .addOperand(SrcRegSub0)
2758     .addImm(0);
2759
2760   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
2761     .addOperand(SrcRegSub1)
2762     .addReg(MidReg);
2763
2764   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2765
2766   // We don't need to legalize operands here. src0 for etiher instruction can be
2767   // an SGPR, and the second input is unused or determined here.
2768   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2769 }
2770
2771 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBFE(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2772                                       MachineInstr *Inst) const {
2773   MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
2774   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2775   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2776   DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
2777
2778   MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
2779   uint32_t Imm = Inst->getOperand(2).getImm();
2780   uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
2781   uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
2782
2783   (void) Offset;
2784
2785   // Only sext_inreg cases handled.
2786   assert(Inst->getOpcode() == AMDGPU::S_BFE_I64 &&
2787          BitWidth <= 32 &&
2788          Offset == 0 &&
2789          "Not implemented");
2790
2791   if (BitWidth < 32) {
2792     unsigned MidRegLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2793     unsigned MidRegHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2794     unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2795
2796     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_BFE_I32), MidRegLo)
2797       .addReg(Inst->getOperand(1).getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
2798       .addImm(0)
2799       .addImm(BitWidth);
2800
2801     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e32), MidRegHi)
2802       .addImm(31)
2803       .addReg(MidRegLo);
2804
2805     BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
2806       .addReg(MidRegLo)
2807       .addImm(AMDGPU::sub0)
2808       .addReg(MidRegHi)
2809       .addImm(AMDGPU::sub1);
2810
2811     MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2812     addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2813     return;
2814   }
2815
2816   MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
2817   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2818   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2819
2820   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64), TmpReg)
2821     .addImm(31)
2822     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
2823
2824   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
2825     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
2826     .addImm(AMDGPU::sub0)
2827     .addReg(TmpReg)
2828     .addImm(AMDGPU::sub1);
2829
2830   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2831   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2832 }
2833
2834 void SIInstrInfo::addUsersToMoveToVALUWorklist(
2835   unsigned DstReg,
2836   MachineRegisterInfo &MRI,
2837   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
2838   for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(DstReg),
2839          E = MRI.use_end(); I != E; ++I) {
2840     MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
2841     if (!canReadVGPR(UseMI, I.getOperandNo())) {
2842       Worklist.push_back(&UseMI);
2843     }
2844   }
2845 }
2846
2847 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getDestEquivalentVGPRClass(
2848   const MachineInstr &Inst) const {
2849   const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(Inst, 0);
2850
2851   switch (Inst.getOpcode()) {
2852   // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual register
2853   // class associated with the operand, so we need to find an equivalent VGPR
2854   // register class in order to move the instruction to the VALU.
2855   case AMDGPU::COPY:
2856   case AMDGPU::PHI:
2857   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
2858   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
2859     if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
2860       return nullptr;
2861
2862     NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
2863     if (!NewDstRC)
2864       return nullptr;
2865     return NewDstRC;
2866   default:
2867     return NewDstRC;
2868   }
2869 }
2870
2871 // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2872 unsigned SIInstrInfo::findUsedSGPR(const MachineInstr *MI,
2873                                    int OpIndices[3]) const {
2874   const MCInstrDesc &Desc = MI->getDesc();
2875
2876   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2877   //
2878   // First we need to consider the instruction's operand requirements before
2879   // legalizing. Some operands are required to be SGPRs, such as implicit uses
2880   // of VCC, but we are still bound by the constant bus requirement to only use
2881   // one.
2882   //
2883   // If the operand's class is an SGPR, we can never move it.
2884
2885   unsigned SGPRReg = findImplicitSGPRRead(*MI);
2886   if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister)
2887     return SGPRReg;
2888
2889   unsigned UsedSGPRs[3] = { AMDGPU::NoRegister };
2890   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
2891
2892   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
2893     int Idx = OpIndices[i];
2894     if (Idx == -1)
2895       break;
2896
2897     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
2898     if (!MO.isReg())
2899       continue;
2900
2901     // Is this operand statically required to be an SGPR based on the operand
2902     // constraints?
2903     const TargetRegisterClass *OpRC = RI.getRegClass(Desc.OpInfo[Idx].RegClass);
2904     bool IsRequiredSGPR = RI.isSGPRClass(OpRC);
2905     if (IsRequiredSGPR)
2906       return MO.getReg();
2907
2908     // If this could be a VGPR or an SGPR, Check the dynamic register class.
2909     unsigned Reg = MO.getReg();
2910     const TargetRegisterClass *RegRC = MRI.getRegClass(Reg);
2911     if (RI.isSGPRClass(RegRC))
2912       UsedSGPRs[i] = Reg;
2913   }
2914
2915   // We don't have a required SGPR operand, so we have a bit more freedom in
2916   // selecting operands to move.
2917
2918   // Try to select the most used SGPR. If an SGPR is equal to one of the
2919   // others, we choose that.
2920   //
2921   // e.g.
2922   // V_FMA_F32 v0, s0, s0, s0 -> No moves
2923   // V_FMA_F32 v0, s0, s1, s0 -> Move s1
2924
2925   // TODO: If some of the operands are 64-bit SGPRs and some 32, we should
2926   // prefer those.
2927
2928   if (UsedSGPRs[0] != AMDGPU::NoRegister) {
2929     if (UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[1] || UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[2])
2930       SGPRReg = UsedSGPRs[0];
2931   }
2932
2933   if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister && UsedSGPRs[1] != AMDGPU::NoRegister) {
2934     if (UsedSGPRs[1] == UsedSGPRs[2])
2935       SGPRReg = UsedSGPRs[1];
2936   }
2937
2938   return SGPRReg;
2939 }
2940
2941 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectWrite(
2942                                    MachineBasicBlock *MBB,
2943                                    MachineBasicBlock::iterator I,
2944                                    unsigned ValueReg,
2945                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
2946   const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
2947   unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(
2948                                       getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
2949
2950   return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_DST_V1))
2951           .addReg(IndirectBaseReg, RegState::Define)
2952           .addOperand(I->getOperand(0))
2953           .addReg(IndirectBaseReg)
2954           .addReg(OffsetReg)
2955           .addImm(0)
2956           .addReg(ValueReg);
2957 }
2958
2959 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectRead(
2960                                    MachineBasicBlock *MBB,
2961                                    MachineBasicBlock::iterator I,
2962                                    unsigned ValueReg,
2963                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
2964   const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
2965   unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(
2966                                       getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
2967
2968   return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_SRC_V1))
2969           .addOperand(I->getOperand(0))
2970           .addOperand(I->getOperand(1))
2971           .addReg(IndirectBaseReg)
2972           .addReg(OffsetReg)
2973           .addImm(0);
2974
2975 }
2976
2977 void SIInstrInfo::reserveIndirectRegisters(BitVector &Reserved,
2978                                             const MachineFunction &MF) const {
2979   int End = getIndirectIndexEnd(MF);
2980   int Begin = getIndirectIndexBegin(MF);
2981
2982   if (End == -1)
2983     return;
2984
2985
2986   for (int Index = Begin; Index <= End; ++Index)
2987     Reserved.set(AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(Index));
2988
2989   for (int Index = std::max(0, Begin - 1); Index <= End; ++Index)
2990     Reserved.set(AMDGPU::VReg_64RegClass.getRegister(Index));
2991
2992   for (int Index = std::max(0, Begin - 2); Index <= End; ++Index)
2993     Reserved.set(AMDGPU::VReg_96RegClass.getRegister(Index));
2994
2995   for (int Index = std::max(0, Begin - 3); Index <= End; ++Index)
2996     Reserved.set(AMDGPU::VReg_128RegClass.getRegister(Index));
2997
2998   for (int Index = std::max(0, Begin - 7); Index <= End; ++Index)
2999     Reserved.set(AMDGPU::VReg_256RegClass.getRegister(Index));
3000
3001   for (int Index = std::max(0, Begin - 15); Index <= End; ++Index)
3002     Reserved.set(AMDGPU::VReg_512RegClass.getRegister(Index));
3003 }
3004
3005 MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(MachineInstr &MI,
3006                                              unsigned OperandName) const {
3007   int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
3008   if (Idx == -1)
3009     return nullptr;
3010
3011   return &MI.getOperand(Idx);
3012 }
3013
3014 uint64_t SIInstrInfo::getDefaultRsrcDataFormat() const {
3015   uint64_t RsrcDataFormat = AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
3016   if (ST.isAmdHsaOS()) {
3017     RsrcDataFormat |= (1ULL << 56);
3018
3019   if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
3020     // Set MTYPE = 2
3021     RsrcDataFormat |= (2ULL << 59);
3022   }
3023
3024   return RsrcDataFormat;
3025 }
3026
3027 uint64_t SIInstrInfo::getScratchRsrcWords23() const {
3028   uint64_t Rsrc23 = getDefaultRsrcDataFormat() |
3029                     AMDGPU::RSRC_TID_ENABLE |
3030                     0xffffffff; // Size;
3031
3032   // If TID_ENABLE is set, DATA_FORMAT specifies stride bits [14:17].
3033   // Clear them unless we want a huge stride.
3034   if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
3035     Rsrc23 &= ~AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
3036
3037   return Rsrc23;
3038 }