AMDGPU/SI: use S_MOV_B64 for larger copies in copyPhysReg
[oota-llvm.git] / lib / Target / AMDGPU / SIInstrInfo.cpp
index 0a4c9b47bea0d5bf98256b50702e20b3cb5c89f2..a08a5a8fed3612ab0c53868a9d3fc40be99caeaf 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// SI Implementation of TargetInstrInfo.
+/// \file
+/// \brief SI Implementation of TargetInstrInfo.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 
 #include "SIInstrInfo.h"
 #include "AMDGPUTargetMachine.h"
+#include "SIDefines.h"
+#include "SIMachineFunctionInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
-
-#include <stdio.h>
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 
 using namespace llvm;
 
-SIInstrInfo::SIInstrInfo(AMDGPUTargetMachine &tm)
-  : AMDGPUInstrInfo(tm),
-    RI(tm, *this)
-    { }
+SIInstrInfo::SIInstrInfo(const AMDGPUSubtarget &st)
+    : AMDGPUInstrInfo(st), RI() {}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// TargetInstrInfo callbacks
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+static unsigned getNumOperandsNoGlue(SDNode *Node) {
+  unsigned N = Node->getNumOperands();
+  while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Glue)
+    --N;
+  return N;
+}
+
+static SDValue findChainOperand(SDNode *Load) {
+  SDValue LastOp = Load->getOperand(getNumOperandsNoGlue(Load) - 1);
+  assert(LastOp.getValueType() == MVT::Other && "Chain missing from load node");
+  return LastOp;
+}
+
+/// \brief Returns true if both nodes have the same value for the given
+///        operand \p Op, or if both nodes do not have this operand.
+static bool nodesHaveSameOperandValue(SDNode *N0, SDNode* N1, unsigned OpName) {
+  unsigned Opc0 = N0->getMachineOpcode();
+  unsigned Opc1 = N1->getMachineOpcode();
+
+  int Op0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, OpName);
+  int Op1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, OpName);
+
+  if (Op0Idx == -1 && Op1Idx == -1)
+    return true;
+
+
+  if ((Op0Idx == -1 && Op1Idx != -1) ||
+      (Op1Idx == -1 && Op0Idx != -1))
+    return false;
+
+  // getNamedOperandIdx returns the index for the MachineInstr's operands,
+  // which includes the result as the first operand. We are indexing into the
+  // MachineSDNode's operands, so we need to skip the result operand to get
+  // the real index.
+  --Op0Idx;
+  --Op1Idx;
+
+  return N0->getOperand(Op0Idx) == N1->getOperand(Op1Idx);
+}
+
+bool SIInstrInfo::isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
+                                                    AliasAnalysis *AA) const {
+  // TODO: The generic check fails for VALU instructions that should be
+  // rematerializable due to implicit reads of exec. We really want all of the
+  // generic logic for this except for this.
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
+  case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
+  case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO:
+    return true;
+  default:
+    return false;
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
+                                          int64_t &Offset0,
+                                          int64_t &Offset1) const {
+  if (!Load0->isMachineOpcode() || !Load1->isMachineOpcode())
+    return false;
+
+  unsigned Opc0 = Load0->getMachineOpcode();
+  unsigned Opc1 = Load1->getMachineOpcode();
+
+  // Make sure both are actually loads.
+  if (!get(Opc0).mayLoad() || !get(Opc1).mayLoad())
+    return false;
+
+  if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1)) {
+
+    // FIXME: Handle this case:
+    if (getNumOperandsNoGlue(Load0) != getNumOperandsNoGlue(Load1))
+      return false;
+
+    // Check base reg.
+    if (Load0->getOperand(1) != Load1->getOperand(1))
+      return false;
+
+    // Check chain.
+    if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
+      return false;
+
+    // Skip read2 / write2 variants for simplicity.
+    // TODO: We should report true if the used offsets are adjacent (excluded
+    // st64 versions).
+    if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::data1) != -1 ||
+        AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::data1) != -1)
+      return false;
+
+    Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(2))->getZExtValue();
+    Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(2))->getZExtValue();
+    return true;
+  }
+
+  if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1)) {
+    assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
+
+    // Check base reg.
+    if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
+      return false;
+
+    const ConstantSDNode *Load0Offset =
+        dyn_cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1));
+    const ConstantSDNode *Load1Offset =
+        dyn_cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1));
+
+    if (!Load0Offset || !Load1Offset)
+      return false;
+
+    // Check chain.
+    if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
+      return false;
+
+    Offset0 = Load0Offset->getZExtValue();
+    Offset1 = Load1Offset->getZExtValue();
+    return true;
+  }
+
+  // MUBUF and MTBUF can access the same addresses.
+  if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))) {
+
+    // MUBUF and MTBUF have vaddr at different indices.
+    if (!nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::soffset) ||
+        findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1) ||
+        !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::vaddr) ||
+        !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::srsrc))
+      return false;
+
+    int OffIdx0 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
+    int OffIdx1 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
+
+    if (OffIdx0 == -1 || OffIdx1 == -1)
+      return false;
+
+    // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
+    // inlcude the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
+    // subtract the index by one.
+    --OffIdx0;
+    --OffIdx1;
+
+    SDValue Off0 = Load0->getOperand(OffIdx0);
+    SDValue Off1 = Load1->getOperand(OffIdx1);
+
+    // The offset might be a FrameIndexSDNode.
+    if (!isa<ConstantSDNode>(Off0) || !isa<ConstantSDNode>(Off1))
+      return false;
+
+    Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Off0)->getZExtValue();
+    Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Off1)->getZExtValue();
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+static bool isStride64(unsigned Opc) {
+  switch (Opc) {
+  case AMDGPU::DS_READ2ST64_B32:
+  case AMDGPU::DS_READ2ST64_B64:
+  case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32:
+  case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64:
+    return true;
+  default:
+    return false;
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::getMemOpBaseRegImmOfs(MachineInstr *LdSt, unsigned &BaseReg,
+                                        unsigned &Offset,
+                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
+  unsigned Opc = LdSt->getOpcode();
+
+  if (isDS(*LdSt)) {
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    if (OffsetImm) {
+      // Normal, single offset LDS instruction.
+      const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::addr);
+
+      BaseReg = AddrReg->getReg();
+      Offset = OffsetImm->getImm();
+      return true;
+    }
+
+    // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
+    // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
+    // will use this for some partially aligned loads.
+    const MachineOperand *Offset0Imm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                       AMDGPU::OpName::offset0);
+    const MachineOperand *Offset1Imm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                       AMDGPU::OpName::offset1);
+
+    uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
+    uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
 
-const SIRegisterInfo &SIInstrInfo::getRegisterInfo() const
-{
-  return RI;
+    if (Offset1 > Offset0 && Offset1 - Offset0 == 1) {
+      // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
+      // to bytes of the individual reads.
+
+      unsigned EltSize;
+      if (LdSt->mayLoad())
+        EltSize = getOpRegClass(*LdSt, 0)->getSize() / 2;
+      else {
+        assert(LdSt->mayStore());
+        int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
+        EltSize = getOpRegClass(*LdSt, Data0Idx)->getSize();
+      }
+
+      if (isStride64(Opc))
+        EltSize *= 64;
+
+      const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::addr);
+      BaseReg = AddrReg->getReg();
+      Offset = EltSize * Offset0;
+      return true;
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  if (isMUBUF(*LdSt) || isMTBUF(*LdSt)) {
+    if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::soffset) != -1)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                    AMDGPU::OpName::vaddr);
+    if (!AddrReg)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    BaseReg = AddrReg->getReg();
+    Offset = OffsetImm->getImm();
+    return true;
+  }
+
+  if (isSMRD(*LdSt)) {
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    if (!OffsetImm)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *SBaseReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                     AMDGPU::OpName::sbase);
+    BaseReg = SBaseReg->getReg();
+    Offset = OffsetImm->getImm();
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool SIInstrInfo::shouldClusterLoads(MachineInstr *FirstLdSt,
+                                     MachineInstr *SecondLdSt,
+                                     unsigned NumLoads) const {
+  // TODO: This needs finer tuning
+  if (NumLoads > 4)
+    return false;
+
+  if (isDS(*FirstLdSt) && isDS(*SecondLdSt))
+    return true;
+
+  if (isSMRD(*FirstLdSt) && isSMRD(*SecondLdSt))
+    return true;
+
+  if ((isMUBUF(*FirstLdSt) || isMTBUF(*FirstLdSt)) &&
+      (isMUBUF(*SecondLdSt) || isMTBUF(*SecondLdSt)))
+    return true;
+
+  return false;
 }
 
 void
 SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
-                           MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
-                           unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
-                           bool KillSrc) const
-{
-  BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
-   .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
+                         MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
+                         unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
+                         bool KillSrc) const {
+
+  // If we are trying to copy to or from SCC, there is a bug somewhere else in
+  // the backend.  While it may be theoretically possible to do this, it should
+  // never be necessary.
+  assert(DestReg != AMDGPU::SCC && SrcReg != AMDGPU::SCC);
+
+  static const int16_t Sub0_15[] = {
+    AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
+    AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
+    AMDGPU::sub8, AMDGPU::sub9, AMDGPU::sub10, AMDGPU::sub11,
+    AMDGPU::sub12, AMDGPU::sub13, AMDGPU::sub14, AMDGPU::sub15,
+  };
+
+  static const int16_t Sub0_15_64[] = {
+    AMDGPU::sub0_sub1, AMDGPU::sub2_sub3,
+    AMDGPU::sub4_sub5, AMDGPU::sub6_sub7,
+    AMDGPU::sub8_sub9, AMDGPU::sub10_sub11,
+    AMDGPU::sub12_sub13, AMDGPU::sub14_sub15,
+  };
+
+  static const int16_t Sub0_7[] = {
+    AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
+    AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
+  };
+
+  static const int16_t Sub0_7_64[] = {
+    AMDGPU::sub0_sub1, AMDGPU::sub2_sub3,
+    AMDGPU::sub4_sub5, AMDGPU::sub6_sub7,
+  };
+
+  static const int16_t Sub0_3[] = {
+    AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
+  };
+
+  static const int16_t Sub0_3_64[] = {
+    AMDGPU::sub0_sub1, AMDGPU::sub2_sub3,
+  };
+
+  static const int16_t Sub0_2[] = {
+    AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2,
+  };
+
+  static const int16_t Sub0_1[] = {
+    AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1,
+  };
+
+  unsigned Opcode;
+  ArrayRef<int16_t> SubIndices;
+  bool Forward;
+
+  if (AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
+            .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
+    return;
+
+  } else if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
+    if (DestReg == AMDGPU::VCC) {
+      if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
+        BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), AMDGPU::VCC)
+          .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
+      } else {
+        // FIXME: Hack until VReg_1 removed.
+        assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
+        BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32))
+          .addImm(0)
+          .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
+      }
+
+      return;
+    }
+
+    assert(AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
+            .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
+    return;
+
+  } else if (AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
+    Opcode = AMDGPU::S_MOV_B64;
+    SubIndices = Sub0_3_64;
+
+  } else if (AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
+    Opcode = AMDGPU::S_MOV_B64;
+    SubIndices = Sub0_7_64;
+
+  } else if (AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
+    Opcode = AMDGPU::S_MOV_B64;
+    SubIndices = Sub0_15_64;
+
+  } else if (AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ||
+           AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
+            .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
+    return;
+
+  } else if (AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(SrcReg) ||
+           AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
+    Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
+    SubIndices = Sub0_1;
+
+  } else if (AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(SrcReg));
+    Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
+    SubIndices = Sub0_2;
+
+  } else if (AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(SrcReg) ||
+           AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
+    Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
+    SubIndices = Sub0_3;
+
+  } else if (AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(SrcReg) ||
+           AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
+    Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
+    SubIndices = Sub0_7;
+
+  } else if (AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
+    assert(AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(SrcReg) ||
+           AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
+    Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
+    SubIndices = Sub0_15;
+
+  } else {
+    llvm_unreachable("Can't copy register!");
+  }
+
+  if (RI.getHWRegIndex(DestReg) <= RI.getHWRegIndex(SrcReg))
+    Forward = true;
+  else
+    Forward = false;
+
+  for (unsigned Idx = 0; Idx < SubIndices.size(); ++Idx) {
+    unsigned SubIdx;
+    if (Forward)
+      SubIdx = SubIndices[Idx];
+    else
+      SubIdx = SubIndices[SubIndices.size() - Idx - 1];
+
+    MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
+      get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, SubIdx));
+
+    Builder.addReg(RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx));
+
+    if (Idx == SubIndices.size() - 1)
+      Builder.addReg(SrcReg, RegState::Kill | RegState::Implicit);
+
+    if (Idx == 0)
+      Builder.addReg(DestReg, RegState::Define | RegState::Implicit);
+  }
+}
+
+int SIInstrInfo::commuteOpcode(const MachineInstr &MI) const {
+  const unsigned Opcode = MI.getOpcode();
+
+  int NewOpc;
+
+  // Try to map original to commuted opcode
+  NewOpc = AMDGPU::getCommuteRev(Opcode);
+  if (NewOpc != -1)
+    // Check if the commuted (REV) opcode exists on the target.
+    return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
+
+  // Try to map commuted to original opcode
+  NewOpc = AMDGPU::getCommuteOrig(Opcode);
+  if (NewOpc != -1)
+    // Check if the original (non-REV) opcode exists on the target.
+    return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
+
+  return Opcode;
 }
 
-unsigned SIInstrInfo::getEncodingType(const MachineInstr &MI) const
-{
-  return get(MI.getOpcode()).TSFlags & SI_INSTR_FLAGS_ENCODING_MASK;
+unsigned SIInstrInfo::getMovOpcode(const TargetRegisterClass *DstRC) const {
+
+  if (DstRC->getSize() == 4) {
+    return RI.isSGPRClass(DstRC) ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
+  } else if (DstRC->getSize() == 8 && RI.isSGPRClass(DstRC)) {
+    return AMDGPU::S_MOV_B64;
+  } else if (DstRC->getSize() == 8 && !RI.isSGPRClass(DstRC)) {
+    return  AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO;
+  }
+  return AMDGPU::COPY;
+}
+
+static unsigned getSGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
+  switch (Size) {
+  case 4:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;
+  case 8:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;
+  case 16:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE;
+  case 32:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE;
+  case 64:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE;
+  default:
+    llvm_unreachable("unknown register size");
+  }
+}
+
+static unsigned getVGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
+  switch (Size) {
+  case 4:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V32_SAVE;
+  case 8:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V64_SAVE;
+  case 16:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V128_SAVE;
+  case 32:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V256_SAVE;
+  case 64:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V512_SAVE;
+  default:
+    llvm_unreachable("unknown register size");
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                      MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                      unsigned SrcReg, bool isKill,
+                                      int FrameIndex,
+                                      const TargetRegisterClass *RC,
+                                      const TargetRegisterInfo *TRI) const {
+  MachineFunction *MF = MBB.getParent();
+  SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
+  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
+
+  unsigned Size = FrameInfo->getObjectSize(FrameIndex);
+  unsigned Align = FrameInfo->getObjectAlignment(FrameIndex);
+  MachinePointerInfo PtrInfo
+    = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
+  MachineMemOperand *MMO
+    = MF->getMachineMemOperand(PtrInfo, MachineMemOperand::MOStore,
+                               Size, Align);
+
+  if (RI.isSGPRClass(RC)) {
+    MFI->setHasSpilledSGPRs();
+
+    // We are only allowed to create one new instruction when spilling
+    // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling
+    // SGPRs.
+    unsigned Opcode = getSGPRSpillSaveOpcode(RC->getSize());
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
+      .addReg(SrcReg)            // src
+      .addFrameIndex(FrameIndex) // frame_idx
+      .addMemOperand(MMO);
+
+    return;
+  }
+
+  if (!ST.isVGPRSpillingEnabled(MFI)) {
+    LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
+    Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Do not know how to"
+                  " spill register");
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::KILL))
+      .addReg(SrcReg);
+
+    return;
+  }
+
+  assert(RI.hasVGPRs(RC) && "Only VGPR spilling expected");
+
+  unsigned Opcode = getVGPRSpillSaveOpcode(RC->getSize());
+  MFI->setHasSpilledVGPRs();
+  BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
+    .addReg(SrcReg)                   // src
+    .addFrameIndex(FrameIndex)        // frame_idx
+    .addReg(MFI->getScratchRSrcReg())       // scratch_rsrc
+    .addReg(MFI->getScratchWaveOffsetReg()) // scratch_offset
+    .addMemOperand(MMO);
+}
+
+static unsigned getSGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
+  switch (Size) {
+  case 4:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE;
+  case 8:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;
+  case 16:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE;
+  case 32:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE;
+  case 64:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE;
+  default:
+    llvm_unreachable("unknown register size");
+  }
+}
+
+static unsigned getVGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
+  switch (Size) {
+  case 4:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V32_RESTORE;
+  case 8:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V64_RESTORE;
+  case 16:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V128_RESTORE;
+  case 32:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V256_RESTORE;
+  case 64:
+    return AMDGPU::SI_SPILL_V512_RESTORE;
+  default:
+    llvm_unreachable("unknown register size");
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                       unsigned DestReg, int FrameIndex,
+                                       const TargetRegisterClass *RC,
+                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
+  MachineFunction *MF = MBB.getParent();
+  const SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
+  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
+  unsigned Align = FrameInfo->getObjectAlignment(FrameIndex);
+  unsigned Size = FrameInfo->getObjectSize(FrameIndex);
+
+  MachinePointerInfo PtrInfo
+    = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
+
+  MachineMemOperand *MMO = MF->getMachineMemOperand(
+    PtrInfo, MachineMemOperand::MOLoad, Size, Align);
+
+  if (RI.isSGPRClass(RC)) {
+    // FIXME: Maybe this should not include a memoperand because it will be
+    // lowered to non-memory instructions.
+    unsigned Opcode = getSGPRSpillRestoreOpcode(RC->getSize());
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
+      .addFrameIndex(FrameIndex) // frame_idx
+      .addMemOperand(MMO);
+
+    return;
+  }
+
+  if (!ST.isVGPRSpillingEnabled(MFI)) {
+    LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
+    Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot - Do not know how to"
+                  " restore register");
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::IMPLICIT_DEF), DestReg);
+
+    return;
+  }
+
+  assert(RI.hasVGPRs(RC) && "Only VGPR spilling expected");
+
+  unsigned Opcode = getVGPRSpillRestoreOpcode(RC->getSize());
+  BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
+    .addFrameIndex(FrameIndex)        // frame_idx
+    .addReg(MFI->getScratchRSrcReg())       // scratch_rsrc
+    .addReg(MFI->getScratchWaveOffsetReg()) // scratch_offset
+    .addMemOperand(MMO);
+}
+
+/// \param @Offset Offset in bytes of the FrameIndex being spilled
+unsigned SIInstrInfo::calculateLDSSpillAddress(MachineBasicBlock &MBB,
+                                               MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                               RegScavenger *RS, unsigned TmpReg,
+                                               unsigned FrameOffset,
+                                               unsigned Size) const {
+  MachineFunction *MF = MBB.getParent();
+  SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  const AMDGPUSubtarget &ST = MF->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
+  const SIRegisterInfo *TRI =
+      static_cast<const SIRegisterInfo*>(ST.getRegisterInfo());
+  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
+  unsigned WorkGroupSize = MFI->getMaximumWorkGroupSize(*MF);
+  unsigned WavefrontSize = ST.getWavefrontSize();
+
+  unsigned TIDReg = MFI->getTIDReg();
+  if (!MFI->hasCalculatedTID()) {
+    MachineBasicBlock &Entry = MBB.getParent()->front();
+    MachineBasicBlock::iterator Insert = Entry.front();
+    DebugLoc DL = Insert->getDebugLoc();
+
+    TIDReg = RI.findUnusedRegister(MF->getRegInfo(), &AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+    if (TIDReg == AMDGPU::NoRegister)
+      return TIDReg;
+
+
+    if (MFI->getShaderType() == ShaderType::COMPUTE &&
+        WorkGroupSize > WavefrontSize) {
+
+      unsigned TIDIGXReg
+        = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_X);
+      unsigned TIDIGYReg
+        = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_Y);
+      unsigned TIDIGZReg
+        = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_Z);
+      unsigned InputPtrReg =
+          TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::KERNARG_SEGMENT_PTR);
+      for (unsigned Reg : {TIDIGXReg, TIDIGYReg, TIDIGZReg}) {
+        if (!Entry.isLiveIn(Reg))
+          Entry.addLiveIn(Reg);
+      }
+
+      RS->enterBasicBlock(&Entry);
+      // FIXME: Can we scavenge an SReg_64 and access the subregs?
+      unsigned STmp0 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
+      unsigned STmp1 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
+      BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp0)
+              .addReg(InputPtrReg)
+              .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Z);
+      BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp1)
+              .addReg(InputPtrReg)
+              .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Y);
+
+      // NGROUPS.X * NGROUPS.Y
+      BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_MUL_I32), STmp1)
+              .addReg(STmp1)
+              .addReg(STmp0);
+      // (NGROUPS.X * NGROUPS.Y) * TIDIG.X
+      BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MUL_U32_U24_e32), TIDReg)
+              .addReg(STmp1)
+              .addReg(TIDIGXReg);
+      // NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)
+      BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MAD_U32_U24), TIDReg)
+              .addReg(STmp0)
+              .addReg(TIDIGYReg)
+              .addReg(TIDReg);
+      // (NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)) + TIDIG.Z
+      BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TIDReg)
+              .addReg(TIDReg)
+              .addReg(TIDIGZReg);
+    } else {
+      // Get the wave id
+      BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_LO_U32_B32_e64),
+              TIDReg)
+              .addImm(-1)
+              .addImm(0);
+
+      BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_HI_U32_B32_e64),
+              TIDReg)
+              .addImm(-1)
+              .addReg(TIDReg);
+    }
+
+    BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e32),
+            TIDReg)
+            .addImm(2)
+            .addReg(TIDReg);
+    MFI->setTIDReg(TIDReg);
+  }
+
+  // Add FrameIndex to LDS offset
+  unsigned LDSOffset = MFI->LDSSize + (FrameOffset * WorkGroupSize);
+  BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TmpReg)
+          .addImm(LDSOffset)
+          .addReg(TIDReg);
+
+  return TmpReg;
+}
+
+void SIInstrInfo::insertWaitStates(MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                   int Count) const {
+  while (Count > 0) {
+    int Arg;
+    if (Count >= 8)
+      Arg = 7;
+    else
+      Arg = Count - 1;
+    Count -= 8;
+    BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_NOP))
+            .addImm(Arg);
+  }
 }
 
-unsigned SIInstrInfo::getEncodingBytes(const MachineInstr &MI) const
-{
+bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
+  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
 
-  /* Instructions with literal constants are expanded to 64-bits, and
-   * the constant is stored in bits [63:32] */
-  for (unsigned i = 0; i < MI.getNumOperands(); i++) {
-    if (MI.getOperand(i).getType() == MachineOperand::MO_FPImmediate) {
-      return 8;
+  case AMDGPU::SGPR_USE:
+    // This is just a placeholder for register allocation.
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
+
+  case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
+    unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
+    unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
+
+    const MachineOperand &SrcOp = MI->getOperand(1);
+    // FIXME: Will this work for 64-bit floating point immediates?
+    assert(!SrcOp.isFPImm());
+    if (SrcOp.isImm()) {
+      APInt Imm(64, SrcOp.getImm());
+      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
+              .addImm(Imm.getLoBits(32).getZExtValue())
+              .addReg(Dst, RegState::Implicit);
+      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
+              .addImm(Imm.getHiBits(32).getZExtValue())
+              .addReg(Dst, RegState::Implicit);
+    } else {
+      assert(SrcOp.isReg());
+      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
+              .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub0))
+              .addReg(Dst, RegState::Implicit);
+      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
+              .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub1))
+              .addReg(Dst, RegState::Implicit);
     }
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
   }
 
-  /* This instruction always has a literal */
-  if (MI.getOpcode() == AMDGPU::S_MOV_IMM_I32) {
-    return 8;
+  case AMDGPU::V_CNDMASK_B64_PSEUDO: {
+    unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
+    unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
+    unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
+    unsigned Src1 = MI->getOperand(2).getReg();
+    const MachineOperand &SrcCond = MI->getOperand(3);
+
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstLo)
+        .addReg(RI.getSubReg(Src0, AMDGPU::sub0))
+        .addReg(RI.getSubReg(Src1, AMDGPU::sub0))
+        .addOperand(SrcCond);
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstHi)
+        .addReg(RI.getSubReg(Src0, AMDGPU::sub1))
+        .addReg(RI.getSubReg(Src1, AMDGPU::sub1))
+        .addOperand(SrcCond);
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
   }
 
-  unsigned encoding_type = getEncodingType(MI);
-  switch (encoding_type) {
-    case SIInstrEncodingType::EXP:
-    case SIInstrEncodingType::LDS:
-    case SIInstrEncodingType::MUBUF:
-    case SIInstrEncodingType::MTBUF:
-    case SIInstrEncodingType::MIMG:
-    case SIInstrEncodingType::VOP3:
-      return 8;
-    default:
-      return 4;
+  case AMDGPU::SI_CONSTDATA_PTR: {
+    const SIRegisterInfo *TRI =
+        static_cast<const SIRegisterInfo *>(ST.getRegisterInfo());
+    MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
+    unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned RegLo = TRI->getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
+    unsigned RegHi = TRI->getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
+
+    // Create a bundle so these instructions won't be re-ordered by the
+    // post-RA scheduler.
+    MIBundleBuilder Bundler(MBB, MI);
+    Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg));
+
+    // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the
+    // constant data.
+    Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32), RegLo)
+                           .addReg(RegLo)
+                           .addOperand(MI->getOperand(1)));
+    Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
+                           .addReg(RegHi)
+                           .addImm(0));
+
+    llvm::finalizeBundle(MBB, Bundler.begin());
+
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
   }
+  }
+  return true;
 }
 
-MachineInstr * SIInstrInfo::getMovImmInstr(MachineFunction *MF, unsigned DstReg,
-                                           int64_t Imm) const
-{
-  MachineInstr * MI = MF->CreateMachineInstr(get(AMDGPU::V_MOV_IMM_I32), DebugLoc());
-  MachineInstrBuilder(MI).addReg(DstReg, RegState::Define);
-  MachineInstrBuilder(MI).addImm(Imm);
+/// Commutes the operands in the given instruction.
+/// The commutable operands are specified by their indices OpIdx0 and OpIdx1.
+///
+/// Do not call this method for a non-commutable instruction or for
+/// non-commutable pair of operand indices OpIdx0 and OpIdx1.
+/// Even though the instruction is commutable, the method may still
+/// fail to commute the operands, null pointer is returned in such cases.
+MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstructionImpl(MachineInstr *MI,
+                                                  bool NewMI,
+                                                  unsigned OpIdx0,
+                                                  unsigned OpIdx1) const {
+  int CommutedOpcode = commuteOpcode(*MI);
+  if (CommutedOpcode == -1)
+    return nullptr;
+
+  int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
+                                           AMDGPU::OpName::src0);
+  MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
+  if (!Src0.isReg())
+    return nullptr;
+
+  int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
+                                           AMDGPU::OpName::src1);
+
+  if ((OpIdx0 != static_cast<unsigned>(Src0Idx) ||
+       OpIdx1 != static_cast<unsigned>(Src1Idx)) &&
+      (OpIdx0 != static_cast<unsigned>(Src1Idx) ||
+       OpIdx1 != static_cast<unsigned>(Src0Idx)))
+    return nullptr;
+
+  MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
+
+
+  if (isVOP2(*MI)) {
+    const MCInstrDesc &InstrDesc = MI->getDesc();
+    // For VOP2 instructions, any operand type is valid to use for src0.  Make
+    // sure we can use the src1 as src0.
+    //
+    // We could be stricter here and only allow commuting if there is a reason
+    // to do so. i.e. if both operands are VGPRs there is no real benefit,
+    // although MachineCSE attempts to find matches by commuting.
+    const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
+    if (!isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src0))
+      return nullptr;
+  }
+
+  if (!Src1.isReg()) {
+    // Allow commuting instructions with Imm operands.
+    if (NewMI || !Src1.isImm() ||
+        (!isVOP2(*MI) && !isVOP3(*MI))) {
+      return nullptr;
+    }
+    // Be sure to copy the source modifiers to the right place.
+    if (MachineOperand *Src0Mods
+          = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers)) {
+      MachineOperand *Src1Mods
+        = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
+
+      int Src0ModsVal = Src0Mods->getImm();
+      if (!Src1Mods && Src0ModsVal != 0)
+        return nullptr;
+
+      // XXX - This assert might be a lie. It might be useful to have a neg
+      // modifier with 0.0.
+      int Src1ModsVal = Src1Mods->getImm();
+      assert((Src1ModsVal == 0) && "Not expecting modifiers with immediates");
+
+      Src1Mods->setImm(Src0ModsVal);
+      Src0Mods->setImm(Src1ModsVal);
+    }
+
+    unsigned Reg = Src0.getReg();
+    unsigned SubReg = Src0.getSubReg();
+    if (Src1.isImm())
+      Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
+    else
+      llvm_unreachable("Should only have immediates");
+
+    Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
+    Src1.setSubReg(SubReg);
+  } else {
+    MI = TargetInstrInfo::commuteInstructionImpl(MI, NewMI, OpIdx0, OpIdx1);
+  }
+
+  if (MI)
+    MI->setDesc(get(CommutedOpcode));
 
   return MI;
+}
+
+// This needs to be implemented because the source modifiers may be inserted
+// between the true commutable operands, and the base
+// TargetInstrInfo::commuteInstruction uses it.
+bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr *MI,
+                                        unsigned &SrcOpIdx0,
+                                        unsigned &SrcOpIdx1) const {
+  const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
+  if (!MCID.isCommutable())
+    return false;
+
+  unsigned Opc = MI->getOpcode();
+  int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
+  if (Src0Idx == -1)
+    return false;
+
+  // FIXME: Workaround TargetInstrInfo::commuteInstruction asserting on
+  // immediate. Also, immediate src0 operand is not handled in
+  // SIInstrInfo::commuteInstruction();
+  if (!MI->getOperand(Src0Idx).isReg())
+    return false;
+
+  int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
+  if (Src1Idx == -1)
+    return false;
+
+  MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
+  if (Src1.isImm()) {
+    // SIInstrInfo::commuteInstruction() does support commuting the immediate
+    // operand src1 in 2 and 3 operand instructions.
+    if (!isVOP2(MI->getOpcode()) && !isVOP3(MI->getOpcode()))
+      return false;
+  } else if (Src1.isReg()) {
+    // If any source modifiers are set, the generic instruction commuting won't
+    // understand how to copy the source modifiers.
+    if (hasModifiersSet(*MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
+        hasModifiersSet(*MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers))
+      return false;
+  } else
+    return false;
 
+  return fixCommutedOpIndices(SrcOpIdx0, SrcOpIdx1, Src0Idx, Src1Idx);
 }
 
-bool SIInstrInfo::isMov(unsigned Opcode) const
-{
+MachineInstr *SIInstrInfo::buildMovInstr(MachineBasicBlock *MBB,
+                                         MachineBasicBlock::iterator I,
+                                         unsigned DstReg,
+                                         unsigned SrcReg) const {
+  return BuildMI(*MBB, I, MBB->findDebugLoc(I), get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32),
+                 DstReg) .addReg(SrcReg);
+}
+
+bool SIInstrInfo::isMov(unsigned Opcode) const {
   switch(Opcode) {
   default: return false;
   case AMDGPU::S_MOV_B32:
   case AMDGPU::S_MOV_B64:
   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
-  case AMDGPU::V_MOV_IMM_F32:
-  case AMDGPU::V_MOV_IMM_I32:
-  case AMDGPU::S_MOV_IMM_I32:
     return true;
   }
 }
+
+static void removeModOperands(MachineInstr &MI) {
+  unsigned Opc = MI.getOpcode();
+  int Src0ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
+                                              AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
+  int Src1ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
+                                              AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
+  int Src2ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
+                                              AMDGPU::OpName::src2_modifiers);
+
+  MI.RemoveOperand(Src2ModIdx);
+  MI.RemoveOperand(Src1ModIdx);
+  MI.RemoveOperand(Src0ModIdx);
+}
+
+bool SIInstrInfo::FoldImmediate(MachineInstr *UseMI, MachineInstr *DefMI,
+                                unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
+  if (!MRI->hasOneNonDBGUse(Reg))
+    return false;
+
+  unsigned Opc = UseMI->getOpcode();
+  if (Opc == AMDGPU::V_MAD_F32 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
+    // Don't fold if we are using source modifiers. The new VOP2 instructions
+    // don't have them.
+    if (hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
+        hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers) ||
+        hasModifiersSet(*UseMI, AMDGPU::OpName::src2_modifiers)) {
+      return false;
+    }
+
+    MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src0);
+    MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src1);
+    MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(*UseMI, AMDGPU::OpName::src2);
+
+    // Multiplied part is the constant: Use v_madmk_f32
+    // We should only expect these to be on src0 due to canonicalizations.
+    if (Src0->isReg() && Src0->getReg() == Reg) {
+      if (!Src1->isReg() ||
+          (Src1->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg()))))
+        return false;
+
+      if (!Src2->isReg() ||
+          (Src2->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src2->getReg()))))
+        return false;
+
+      // We need to do some weird looking operand shuffling since the madmk
+      // operands are out of the normal expected order with the multiplied
+      // constant as the last operand.
+      //
+      // v_mad_f32 src0, src1, src2 -> v_madmk_f32 src0 * src2K + src1
+      // src0 -> src2 K
+      // src1 -> src0
+      // src2 -> src1
+
+      const int64_t Imm = DefMI->getOperand(1).getImm();
+
+      // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
+      // instead of having to modify in place.
+
+      // Remove these first since they are at the end.
+      UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
+                                                      AMDGPU::OpName::omod));
+      UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
+                                                      AMDGPU::OpName::clamp));
+
+      unsigned Src1Reg = Src1->getReg();
+      unsigned Src1SubReg = Src1->getSubReg();
+      unsigned Src2Reg = Src2->getReg();
+      unsigned Src2SubReg = Src2->getSubReg();
+      Src0->setReg(Src1Reg);
+      Src0->setSubReg(Src1SubReg);
+      Src0->setIsKill(Src1->isKill());
+
+      Src1->setReg(Src2Reg);
+      Src1->setSubReg(Src2SubReg);
+      Src1->setIsKill(Src2->isKill());
+
+      if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
+        UseMI->untieRegOperand(
+          AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
+      }
+
+      Src2->ChangeToImmediate(Imm);
+
+      removeModOperands(*UseMI);
+      UseMI->setDesc(get(AMDGPU::V_MADMK_F32));
+
+      bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
+      if (DeleteDef)
+        DefMI->eraseFromParent();
+
+      return true;
+    }
+
+    // Added part is the constant: Use v_madak_f32
+    if (Src2->isReg() && Src2->getReg() == Reg) {
+      // Not allowed to use constant bus for another operand.
+      // We can however allow an inline immediate as src0.
+      if (!Src0->isImm() &&
+          (Src0->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src0->getReg()))))
+        return false;
+
+      if (!Src1->isReg() ||
+          (Src1->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg()))))
+        return false;
+
+      const int64_t Imm = DefMI->getOperand(1).getImm();
+
+      // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
+      // instead of having to modify in place.
+
+      // Remove these first since they are at the end.
+      UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
+                                                      AMDGPU::OpName::omod));
+      UseMI->RemoveOperand(AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
+                                                      AMDGPU::OpName::clamp));
+
+      if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
+        UseMI->untieRegOperand(
+          AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
+      }
+
+      // ChangingToImmediate adds Src2 back to the instruction.
+      Src2->ChangeToImmediate(Imm);
+
+      // These come before src2.
+      removeModOperands(*UseMI);
+      UseMI->setDesc(get(AMDGPU::V_MADAK_F32));
+
+      bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
+      if (DeleteDef)
+        DefMI->eraseFromParent();
+
+      return true;
+    }
+  }
+
+  return false;
+}
+
+static bool offsetsDoNotOverlap(int WidthA, int OffsetA,
+                                int WidthB, int OffsetB) {
+  int LowOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetA : OffsetB;
+  int HighOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetB : OffsetA;
+  int LowWidth = (LowOffset == OffsetA) ? WidthA : WidthB;
+  return LowOffset + LowWidth <= HighOffset;
+}
+
+bool SIInstrInfo::checkInstOffsetsDoNotOverlap(MachineInstr *MIa,
+                                               MachineInstr *MIb) const {
+  unsigned BaseReg0, Offset0;
+  unsigned BaseReg1, Offset1;
+
+  if (getMemOpBaseRegImmOfs(MIa, BaseReg0, Offset0, &RI) &&
+      getMemOpBaseRegImmOfs(MIb, BaseReg1, Offset1, &RI)) {
+    assert(MIa->hasOneMemOperand() && MIb->hasOneMemOperand() &&
+           "read2 / write2 not expected here yet");
+    unsigned Width0 = (*MIa->memoperands_begin())->getSize();
+    unsigned Width1 = (*MIb->memoperands_begin())->getSize();
+    if (BaseReg0 == BaseReg1 &&
+        offsetsDoNotOverlap(Width0, Offset0, Width1, Offset1)) {
+      return true;
+    }
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool SIInstrInfo::areMemAccessesTriviallyDisjoint(MachineInstr *MIa,
+                                                  MachineInstr *MIb,
+                                                  AliasAnalysis *AA) const {
+  assert(MIa && (MIa->mayLoad() || MIa->mayStore()) &&
+         "MIa must load from or modify a memory location");
+  assert(MIb && (MIb->mayLoad() || MIb->mayStore()) &&
+         "MIb must load from or modify a memory location");
+
+  if (MIa->hasUnmodeledSideEffects() || MIb->hasUnmodeledSideEffects())
+    return false;
+
+  // XXX - Can we relax this between address spaces?
+  if (MIa->hasOrderedMemoryRef() || MIb->hasOrderedMemoryRef())
+    return false;
+
+  // TODO: Should we check the address space from the MachineMemOperand? That
+  // would allow us to distinguish objects we know don't alias based on the
+  // underlying address space, even if it was lowered to a different one,
+  // e.g. private accesses lowered to use MUBUF instructions on a scratch
+  // buffer.
+  if (isDS(*MIa)) {
+    if (isDS(*MIb))
+      return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
+
+    return !isFLAT(*MIb);
+  }
+
+  if (isMUBUF(*MIa) || isMTBUF(*MIa)) {
+    if (isMUBUF(*MIb) || isMTBUF(*MIb))
+      return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
+
+    return !isFLAT(*MIb) && !isSMRD(*MIb);
+  }
+
+  if (isSMRD(*MIa)) {
+    if (isSMRD(*MIb))
+      return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
+
+    return !isFLAT(*MIb) && !isMUBUF(*MIa) && !isMTBUF(*MIa);
+  }
+
+  if (isFLAT(*MIa)) {
+    if (isFLAT(*MIb))
+      return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
+
+    return false;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+MachineInstr *SIInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MBB,
+                                                MachineBasicBlock::iterator &MI,
+                                                LiveVariables *LV) const {
+
+  switch (MI->getOpcode()) {
+    default: return nullptr;
+    case AMDGPU::V_MAC_F32_e64: break;
+    case AMDGPU::V_MAC_F32_e32: {
+      const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0);
+      if (Src0->isImm() && !isInlineConstant(*Src0, 4))
+        return nullptr;
+      break;
+    }
+  }
+
+  const MachineOperand *Dst = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::dst);
+  const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src0);
+  const MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src1);
+  const MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::src2);
+
+  return BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_MAD_F32))
+                 .addOperand(*Dst)
+                 .addImm(0) // Src0 mods
+                 .addOperand(*Src0)
+                 .addImm(0) // Src1 mods
+                 .addOperand(*Src1)
+                 .addImm(0) // Src mods
+                 .addOperand(*Src2)
+                 .addImm(0)  // clamp
+                 .addImm(0); // omod
+}
+
+bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
+  int64_t SVal = Imm.getSExtValue();
+  if (SVal >= -16 && SVal <= 64)
+    return true;
+
+  if (Imm.getBitWidth() == 64) {
+    uint64_t Val = Imm.getZExtValue();
+    return (DoubleToBits(0.0) == Val) ||
+           (DoubleToBits(1.0) == Val) ||
+           (DoubleToBits(-1.0) == Val) ||
+           (DoubleToBits(0.5) == Val) ||
+           (DoubleToBits(-0.5) == Val) ||
+           (DoubleToBits(2.0) == Val) ||
+           (DoubleToBits(-2.0) == Val) ||
+           (DoubleToBits(4.0) == Val) ||
+           (DoubleToBits(-4.0) == Val);
+  }
+
+  // The actual type of the operand does not seem to matter as long
+  // as the bits match one of the inline immediate values.  For example:
+  //
+  // -nan has the hexadecimal encoding of 0xfffffffe which is -2 in decimal,
+  // so it is a legal inline immediate.
+  //
+  // 1065353216 has the hexadecimal encoding 0x3f800000 which is 1.0f in
+  // floating-point, so it is a legal inline immediate.
+  uint32_t Val = Imm.getZExtValue();
+
+  return (FloatToBits(0.0f) == Val) ||
+         (FloatToBits(1.0f) == Val) ||
+         (FloatToBits(-1.0f) == Val) ||
+         (FloatToBits(0.5f) == Val) ||
+         (FloatToBits(-0.5f) == Val) ||
+         (FloatToBits(2.0f) == Val) ||
+         (FloatToBits(-2.0f) == Val) ||
+         (FloatToBits(4.0f) == Val) ||
+         (FloatToBits(-4.0f) == Val);
+}
+
+bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO,
+                                   unsigned OpSize) const {
+  if (MO.isImm()) {
+    // MachineOperand provides no way to tell the true operand size, since it
+    // only records a 64-bit value. We need to know the size to determine if a
+    // 32-bit floating point immediate bit pattern is legal for an integer
+    // immediate. It would be for any 32-bit integer operand, but would not be
+    // for a 64-bit one.
+
+    unsigned BitSize = 8 * OpSize;
+    return isInlineConstant(APInt(BitSize, MO.getImm(), true));
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO,
+                                    unsigned OpSize) const {
+  return MO.isImm() && !isInlineConstant(MO, OpSize);
+}
+
+static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
+                             const MachineOperand &Op1) {
+  if (Op0.getType() != Op1.getType())
+    return false;
+
+  switch (Op0.getType()) {
+  case MachineOperand::MO_Register:
+    return Op0.getReg() == Op1.getReg();
+  case MachineOperand::MO_Immediate:
+    return Op0.getImm() == Op1.getImm();
+  default:
+    llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
+                                 const MachineOperand &MO) const {
+  const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpNo];
+
+  assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
+
+  if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
+    return true;
+
+  if (OpInfo.RegClass < 0)
+    return false;
+
+  unsigned OpSize = RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)->getSize();
+  if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
+    return RI.opCanUseLiteralConstant(OpInfo.OperandType);
+
+  return RI.opCanUseInlineConstant(OpInfo.OperandType);
+}
+
+bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
+  int Op32 = AMDGPU::getVOPe32(Opcode);
+  if (Op32 == -1)
+    return false;
+
+  return pseudoToMCOpcode(Op32) != -1;
+}
+
+bool SIInstrInfo::hasModifiers(unsigned Opcode) const {
+  // The src0_modifier operand is present on all instructions
+  // that have modifiers.
+
+  return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
+                                    AMDGPU::OpName::src0_modifiers) != -1;
+}
+
+bool SIInstrInfo::hasModifiersSet(const MachineInstr &MI,
+                                  unsigned OpName) const {
+  const MachineOperand *Mods = getNamedOperand(MI, OpName);
+  return Mods && Mods->getImm();
+}
+
+bool SIInstrInfo::usesConstantBus(const MachineRegisterInfo &MRI,
+                                  const MachineOperand &MO,
+                                  unsigned OpSize) const {
+  // Literal constants use the constant bus.
+  if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
+    return true;
+
+  if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
+    return false;
+
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
+    return RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg()));
+
+  // FLAT_SCR is just an SGPR pair.
+  if (!MO.isImplicit() && (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR))
+    return true;
+
+  // EXEC register uses the constant bus.
+  if (!MO.isImplicit() && MO.getReg() == AMDGPU::EXEC)
+    return true;
+
+  // SGPRs use the constant bus
+  if (MO.getReg() == AMDGPU::M0 || MO.getReg() == AMDGPU::VCC ||
+      (!MO.isImplicit() &&
+      (AMDGPU::SGPR_32RegClass.contains(MO.getReg()) ||
+       AMDGPU::SGPR_64RegClass.contains(MO.getReg())))) {
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+static unsigned findImplicitSGPRRead(const MachineInstr &MI) {
+  for (const MachineOperand &MO : MI.implicit_operands()) {
+    // We only care about reads.
+    if (MO.isDef())
+      continue;
+
+    switch (MO.getReg()) {
+    case AMDGPU::VCC:
+    case AMDGPU::M0:
+    case AMDGPU::FLAT_SCR:
+      return MO.getReg();
+
+    default:
+      break;
+    }
+  }
+
+  return AMDGPU::NoRegister;
+}
+
+bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
+                                    StringRef &ErrInfo) const {
+  uint16_t Opcode = MI->getOpcode();
+  const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
+  int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src0);
+  int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src1);
+  int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src2);
+
+  // Make sure the number of operands is correct.
+  const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
+  if (!Desc.isVariadic() &&
+      Desc.getNumOperands() != MI->getNumExplicitOperands()) {
+     ErrInfo = "Instruction has wrong number of operands.";
+     return false;
+  }
+
+  // Make sure the register classes are correct.
+  for (int i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    if (MI->getOperand(i).isFPImm()) {
+      ErrInfo = "FPImm Machine Operands are not supported. ISel should bitcast "
+                "all fp values to integers.";
+      return false;
+    }
+
+    int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
+
+    switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
+    case MCOI::OPERAND_REGISTER:
+      if (MI->getOperand(i).isImm()) {
+        ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
+        return false;
+      }
+      break;
+    case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM32:
+      break;
+    case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C:
+      if (isLiteralConstant(MI->getOperand(i),
+                            RI.getRegClass(RegClass)->getSize())) {
+        ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
+        return false;
+      }
+      break;
+    case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
+      // Check if this operand is an immediate.
+      // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
+      // allowed.
+      if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFI()) {
+        ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
+        return false;
+      }
+      // Fall-through
+    default:
+      continue;
+    }
+
+    if (!MI->getOperand(i).isReg())
+      continue;
+
+    if (RegClass != -1) {
+      unsigned Reg = MI->getOperand(i).getReg();
+      if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+        continue;
+
+      const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
+      if (!RC->contains(Reg)) {
+        ErrInfo = "Operand has incorrect register class.";
+        return false;
+      }
+    }
+  }
+
+
+  // Verify VOP*
+  if (isVOP1(*MI) || isVOP2(*MI) || isVOP3(*MI) || isVOPC(*MI)) {
+    // Only look at the true operands. Only a real operand can use the constant
+    // bus, and we don't want to check pseudo-operands like the source modifier
+    // flags.
+    const int OpIndices[] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
+
+    unsigned ConstantBusCount = 0;
+    unsigned SGPRUsed = findImplicitSGPRRead(*MI);
+    if (SGPRUsed != AMDGPU::NoRegister)
+      ++ConstantBusCount;
+
+    for (int OpIdx : OpIndices) {
+      if (OpIdx == -1)
+        break;
+      const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
+      if (usesConstantBus(MRI, MO, getOpSize(Opcode, OpIdx))) {
+        if (MO.isReg()) {
+          if (MO.getReg() != SGPRUsed)
+            ++ConstantBusCount;
+          SGPRUsed = MO.getReg();
+        } else {
+          ++ConstantBusCount;
+        }
+      }
+    }
+    if (ConstantBusCount > 1) {
+      ErrInfo = "VOP* instruction uses the constant bus more than once";
+      return false;
+    }
+  }
+
+  // Verify misc. restrictions on specific instructions.
+  if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
+      Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
+    const MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
+    const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
+    const MachineOperand &Src2 = MI->getOperand(Src2Idx);
+    if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
+      if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
+          !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
+        ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
+        return false;
+      }
+    }
+  }
+
+  // Make sure we aren't losing exec uses in the td files. This mostly requires
+  // being careful when using let Uses to try to add other use registers.
+  if (!isGenericOpcode(Opcode) && !isSALU(Opcode) && !isSMRD(Opcode)) {
+    const MachineOperand *Exec = MI->findRegisterUseOperand(AMDGPU::EXEC);
+    if (!Exec || !Exec->isImplicit()) {
+      ErrInfo = "VALU instruction does not implicitly read exec mask";
+      return false;
+    }
+  }
+
+  return true;
+}
+
+unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
+  switch (MI.getOpcode()) {
+  default: return AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
+  case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
+  case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
+  case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
+  case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
+  case AMDGPU::S_MOV_B32:
+    return MI.getOperand(1).isReg() ?
+           AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_ADD_I32:
+  case AMDGPU::S_ADD_U32: return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_ADDC_U32: return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
+  case AMDGPU::S_SUB_I32:
+  case AMDGPU::S_SUB_U32: return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
+  case AMDGPU::S_MUL_I32: return AMDGPU::V_MUL_LO_I32;
+  case AMDGPU::S_AND_B32: return AMDGPU::V_AND_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_OR_B32: return AMDGPU::V_OR_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_XOR_B32: return AMDGPU::V_XOR_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_MIN_I32: return AMDGPU::V_MIN_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_MIN_U32: return AMDGPU::V_MIN_U32_e32;
+  case AMDGPU::S_MAX_I32: return AMDGPU::V_MAX_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_MAX_U32: return AMDGPU::V_MAX_U32_e32;
+  case AMDGPU::S_ASHR_I32: return AMDGPU::V_ASHR_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_ASHR_I64: return AMDGPU::V_ASHR_I64;
+  case AMDGPU::S_LSHL_B32: return AMDGPU::V_LSHL_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
+  case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
+  case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
+  case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
+  case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
+  case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
+  case AMDGPU::S_BFM_B32: return AMDGPU::V_BFM_B32_e64;
+  case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM_ci:
+    return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORD_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM_ci:
+    return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX2_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM_ci:
+    return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX4_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64;
+  case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
+  case AMDGPU::S_FLBIT_I32: return AMDGPU::V_FFBH_I32_e64;
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::isSALUOpSupportedOnVALU(const MachineInstr &MI) const {
+  return getVALUOp(MI) != AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
+}
+
+const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getOpRegClass(const MachineInstr &MI,
+                                                      unsigned OpNo) const {
+  const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
+  const MCInstrDesc &Desc = get(MI.getOpcode());
+  if (MI.isVariadic() || OpNo >= Desc.getNumOperands() ||
+      Desc.OpInfo[OpNo].RegClass == -1) {
+    unsigned Reg = MI.getOperand(OpNo).getReg();
+
+    if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+      return MRI.getRegClass(Reg);
+    return RI.getPhysRegClass(Reg);
+  }
+
+  unsigned RCID = Desc.OpInfo[OpNo].RegClass;
+  return RI.getRegClass(RCID);
+}
+
+bool SIInstrInfo::canReadVGPR(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const {
+  switch (MI.getOpcode()) {
+  case AMDGPU::COPY:
+  case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
+  case AMDGPU::PHI:
+  case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
+    return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, 0));
+  default:
+    return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, OpNo));
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::legalizeOpWithMove(MachineInstr *MI, unsigned OpIdx) const {
+  MachineBasicBlock::iterator I = MI;
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
+  unsigned RCID = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpIdx].RegClass;
+  const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RCID);
+  unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
+  if (MO.isReg())
+    Opcode = AMDGPU::COPY;
+  else if (RI.isSGPRClass(RC))
+    Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
+
+
+  const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(RC);
+  if (RI.getCommonSubClass(&AMDGPU::VReg_64RegClass, VRC))
+    VRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
+  else
+    VRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
+
+  unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
+  DebugLoc DL = MBB->findDebugLoc(I);
+  BuildMI(*MI->getParent(), I, DL, get(Opcode), Reg)
+    .addOperand(MO);
+  MO.ChangeToRegister(Reg, false);
+}
+
+unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                         MachineRegisterInfo &MRI,
+                                         MachineOperand &SuperReg,
+                                         const TargetRegisterClass *SuperRC,
+                                         unsigned SubIdx,
+                                         const TargetRegisterClass *SubRC)
+                                         const {
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
+  unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
+
+  if (SuperReg.getSubReg() == AMDGPU::NoSubRegister) {
+    BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
+      .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SubIdx);
+    return SubReg;
+  }
+
+  // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
+  // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
+  // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
+  // eliminate this extra copy.
+  unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
+
+  BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), NewSuperReg)
+    .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SuperReg.getSubReg());
+
+  BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
+    .addReg(NewSuperReg, 0, SubIdx);
+
+  return SubReg;
+}
+
+MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
+  MachineBasicBlock::iterator MII,
+  MachineRegisterInfo &MRI,
+  MachineOperand &Op,
+  const TargetRegisterClass *SuperRC,
+  unsigned SubIdx,
+  const TargetRegisterClass *SubRC) const {
+  if (Op.isImm()) {
+    // XXX - Is there a better way to do this?
+    if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
+      return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
+    if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
+      return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() >> 32);
+
+    llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
+  }
+
+  unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
+                                       SubIdx, SubRC);
+  return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
+}
+
+// Change the order of operands from (0, 1, 2) to (0, 2, 1)
+void SIInstrInfo::swapOperands(MachineBasicBlock::iterator Inst) const {
+  assert(Inst->getNumExplicitOperands() == 3);
+  MachineOperand Op1 = Inst->getOperand(1);
+  Inst->RemoveOperand(1);
+  Inst->addOperand(Op1);
+}
+
+bool SIInstrInfo::isLegalRegOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
+                                    const MCOperandInfo &OpInfo,
+                                    const MachineOperand &MO) const {
+  if (!MO.isReg())
+    return false;
+
+  unsigned Reg = MO.getReg();
+  const TargetRegisterClass *RC =
+    TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) ?
+    MRI.getRegClass(Reg) :
+    RI.getPhysRegClass(Reg);
+
+  // In order to be legal, the common sub-class must be equal to the
+  // class of the current operand.  For example:
+  //
+  // v_mov_b32 s0 ; Operand defined as vsrc_32
+  //              ; RI.getCommonSubClass(s0,vsrc_32) = sgpr ; LEGAL
+  //
+  // s_sendmsg 0, s0 ; Operand defined as m0reg
+  //                 ; RI.getCommonSubClass(s0,m0reg) = m0reg ; NOT LEGAL
+
+  return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)) == RC;
+}
+
+bool SIInstrInfo::isLegalVSrcOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
+                                     const MCOperandInfo &OpInfo,
+                                     const MachineOperand &MO) const {
+  if (MO.isReg())
+    return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, MO);
+
+  // Handle non-register types that are treated like immediates.
+  assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
+  return true;
+}
+
+bool SIInstrInfo::isOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpIdx,
+                                 const MachineOperand *MO) const {
+  const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(MI->getOpcode());
+  const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpIdx];
+  const TargetRegisterClass *DefinedRC =
+      OpInfo.RegClass != -1 ? RI.getRegClass(OpInfo.RegClass) : nullptr;
+  if (!MO)
+    MO = &MI->getOperand(OpIdx);
+
+  if (isVALU(*MI) &&
+      usesConstantBus(MRI, *MO, DefinedRC->getSize())) {
+    unsigned SGPRUsed =
+        MO->isReg() ? MO->getReg() : (unsigned)AMDGPU::NoRegister;
+    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      if (i == OpIdx)
+        continue;
+      const MachineOperand &Op = MI->getOperand(i);
+      if (Op.isReg() && Op.getReg() != SGPRUsed &&
+          usesConstantBus(MRI, Op, getOpSize(*MI, i))) {
+        return false;
+      }
+    }
+  }
+
+  if (MO->isReg()) {
+    assert(DefinedRC);
+    return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, *MO);
+  }
+
+
+  // Handle non-register types that are treated like immediates.
+  assert(MO->isImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI());
+
+  if (!DefinedRC) {
+    // This operand expects an immediate.
+    return true;
+  }
+
+  return isImmOperandLegal(MI, OpIdx, *MO);
+}
+
+void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP2(MachineRegisterInfo &MRI,
+                                       MachineInstr *MI) const {
+  unsigned Opc = MI->getOpcode();
+  const MCInstrDesc &InstrDesc = get(Opc);
+
+  int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
+  MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
+
+  // If there is an implicit SGPR use such as VCC use for v_addc_u32/v_subb_u32
+  // we need to only have one constant bus use.
+  //
+  // Note we do not need to worry about literal constants here. They are
+  // disabled for the operand type for instructions because they will always
+  // violate the one constant bus use rule.
+  bool HasImplicitSGPR = findImplicitSGPRRead(*MI) != AMDGPU::NoRegister;
+  if (HasImplicitSGPR) {
+    int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
+    MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
+
+    if (Src0.isReg() && RI.isSGPRReg(MRI, Src0.getReg()))
+      legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
+  }
+
+  // VOP2 src0 instructions support all operand types, so we don't need to check
+  // their legality. If src1 is already legal, we don't need to do anything.
+  if (isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src1))
+    return;
+
+  // We do not use commuteInstruction here because it is too aggressive and will
+  // commute if it is possible. We only want to commute here if it improves
+  // legality. This can be called a fairly large number of times so don't waste
+  // compile time pointlessly swapping and checking legality again.
+  if (HasImplicitSGPR || !MI->isCommutable()) {
+    legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
+    return;
+  }
+
+  int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
+  MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(Src0Idx);
+
+  // If src0 can be used as src1, commuting will make the operands legal.
+  // Otherwise we have to give up and insert a move.
+  //
+  // TODO: Other immediate-like operand kinds could be commuted if there was a
+  // MachineOperand::ChangeTo* for them.
+  if ((!Src1.isImm() && !Src1.isReg()) ||
+      !isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src0)) {
+    legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
+    return;
+  }
+
+  int CommutedOpc = commuteOpcode(*MI);
+  if (CommutedOpc == -1) {
+    legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
+    return;
+  }
+
+  MI->setDesc(get(CommutedOpc));
+
+  unsigned Src0Reg = Src0.getReg();
+  unsigned Src0SubReg = Src0.getSubReg();
+  bool Src0Kill = Src0.isKill();
+
+  if (Src1.isImm())
+    Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
+  else if (Src1.isReg()) {
+    Src0.ChangeToRegister(Src1.getReg(), false, false, Src1.isKill());
+    Src0.setSubReg(Src1.getSubReg());
+  } else
+    llvm_unreachable("Should only have register or immediate operands");
+
+  Src1.ChangeToRegister(Src0Reg, false, false, Src0Kill);
+  Src1.setSubReg(Src0SubReg);
+}
+
+// Legalize VOP3 operands. Because all operand types are supported for any
+// operand, and since literal constants are not allowed and should never be
+// seen, we only need to worry about inserting copies if we use multiple SGPR
+// operands.
+void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP3(
+  MachineRegisterInfo &MRI,
+  MachineInstr *MI) const {
+  unsigned Opc = MI->getOpcode();
+
+  int VOP3Idx[3] = {
+    AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0),
+    AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1),
+    AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2)
+  };
+
+  // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
+  unsigned SGPRReg = findUsedSGPR(MI, VOP3Idx);
+
+  for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
+    int Idx = VOP3Idx[i];
+    if (Idx == -1)
+      break;
+    MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
+
+    // We should never see a VOP3 instruction with an illegal immediate operand.
+    if (!MO.isReg())
+      continue;
+
+    if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
+      continue; // VGPRs are legal
+
+    if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister || SGPRReg == MO.getReg()) {
+      SGPRReg = MO.getReg();
+      // We can use one SGPR in each VOP3 instruction.
+      continue;
+    }
+
+    // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
+    // legalize it.
+    legalizeOpWithMove(MI, Idx);
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
+  MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
+
+  // Legalize VOP2
+  if (isVOP2(*MI)) {
+    legalizeOperandsVOP2(MRI, MI);
+    return;
+  }
+
+  // Legalize VOP3
+  if (isVOP3(*MI)) {
+    legalizeOperandsVOP3(MRI, MI);
+    return;
+  }
+
+  // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
+  // The register class of the operands much be the same type as the register
+  // class of the output.
+  if (MI->getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
+    const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
+    for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
+      if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
+          !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
+        continue;
+      const TargetRegisterClass *OpRC =
+              MRI.getRegClass(MI->getOperand(i).getReg());
+      if (RI.hasVGPRs(OpRC)) {
+        VRC = OpRC;
+      } else {
+        SRC = OpRC;
+      }
+    }
+
+    // If any of the operands are VGPR registers, then they all most be
+    // otherwise we will create illegal VGPR->SGPR copies when legalizing
+    // them.
+    if (VRC || !RI.isSGPRClass(getOpRegClass(*MI, 0))) {
+      if (!VRC) {
+        assert(SRC);
+        VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(SRC);
+      }
+      RC = VRC;
+    } else {
+      RC = SRC;
+    }
+
+    // Update all the operands so they have the same type.
+    for (unsigned I = 1, E = MI->getNumOperands(); I != E; I += 2) {
+      MachineOperand &Op = MI->getOperand(I);
+      if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
+        continue;
+      unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
+
+      // MI is a PHI instruction.
+      MachineBasicBlock *InsertBB = MI->getOperand(I + 1).getMBB();
+      MachineBasicBlock::iterator Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
+
+      BuildMI(*InsertBB, Insert, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), DstReg)
+        .addOperand(Op);
+      Op.setReg(DstReg);
+    }
+  }
+
+  // REG_SEQUENCE doesn't really require operand legalization, but if one has a
+  // VGPR dest type and SGPR sources, insert copies so all operands are
+  // VGPRs. This seems to help operand folding / the register coalescer.
+  if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
+    MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+    const TargetRegisterClass *DstRC = getOpRegClass(*MI, 0);
+    if (RI.hasVGPRs(DstRC)) {
+      // Update all the operands so they are VGPR register classes. These may
+      // not be the same register class because REG_SEQUENCE supports mixing
+      // subregister index types e.g. sub0_sub1 + sub2 + sub3
+      for (unsigned I = 1, E = MI->getNumOperands(); I != E; I += 2) {
+        MachineOperand &Op = MI->getOperand(I);
+        if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
+          continue;
+
+        const TargetRegisterClass *OpRC = MRI.getRegClass(Op.getReg());
+        const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(OpRC);
+        if (VRC == OpRC)
+          continue;
+
+        unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
+
+        BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), DstReg)
+          .addOperand(Op);
+
+        Op.setReg(DstReg);
+        Op.setIsKill();
+      }
+    }
+
+    return;
+  }
+
+  // Legalize INSERT_SUBREG
+  // src0 must have the same register class as dst
+  if (MI->getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
+    unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
+    const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
+    const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
+    if (DstRC != Src0RC) {
+      MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
+      unsigned NewSrc0 = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
+      BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), NewSrc0)
+              .addReg(Src0);
+      MI->getOperand(1).setReg(NewSrc0);
+    }
+    return;
+  }
+
+  // Legalize MUBUF* instructions
+  // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
+  // may need to legalize them here.
+  int SRsrcIdx =
+      AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::srsrc);
+  if (SRsrcIdx != -1) {
+    // We have an MUBUF instruction
+    MachineOperand *SRsrc = &MI->getOperand(SRsrcIdx);
+    unsigned SRsrcRC = get(MI->getOpcode()).OpInfo[SRsrcIdx].RegClass;
+    if (RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()),
+                                             RI.getRegClass(SRsrcRC))) {
+      // The operands are legal.
+      // FIXME: We may need to legalize operands besided srsrc.
+      return;
+    }
+
+    MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
+
+    // Extract the ptr from the resource descriptor.
+    unsigned SRsrcPtr = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
+      &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub0_sub1, &AMDGPU::VReg_64RegClass);
+
+    // Create an empty resource descriptor
+    unsigned Zero64 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
+    unsigned SRsrcFormatLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+    unsigned SRsrcFormatHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+    unsigned NewSRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
+    uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
+
+    // Zero64 = 0
+    BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B64),
+            Zero64)
+            .addImm(0);
+
+    // SRsrcFormatLo = RSRC_DATA_FORMAT{31-0}
+    BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+            SRsrcFormatLo)
+            .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
+
+    // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
+    BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+            SRsrcFormatHi)
+            .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
+
+    // NewSRsrc = {Zero64, SRsrcFormat}
+    BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewSRsrc)
+      .addReg(Zero64)
+      .addImm(AMDGPU::sub0_sub1)
+      .addReg(SRsrcFormatLo)
+      .addImm(AMDGPU::sub2)
+      .addReg(SRsrcFormatHi)
+      .addImm(AMDGPU::sub3);
+
+    MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
+    unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
+    if (VAddr) {
+      // This is already an ADDR64 instruction so we need to add the pointer
+      // extracted from the resource descriptor to the current value of VAddr.
+      unsigned NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+      unsigned NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+
+      // NewVaddrLo = SRsrcPtr:sub0 + VAddr:sub0
+      DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
+      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), NewVAddrLo)
+        .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
+        .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
+
+      // NewVaddrHi = SRsrcPtr:sub1 + VAddr:sub1
+      BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e32), NewVAddrHi)
+        .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
+        .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1);
+
+      // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
+      BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
+        .addReg(NewVAddrLo)
+        .addImm(AMDGPU::sub0)
+        .addReg(NewVAddrHi)
+        .addImm(AMDGPU::sub1);
+    } else {
+      // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
+      // ADDR64.
+      assert(MBB.getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration()
+             < AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS &&
+             "FIXME: Need to emit flat atomics here");
+
+      MachineOperand *VData = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata);
+      MachineOperand *Offset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
+      MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soffset);
+      unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI->getOpcode());
+
+      // Atomics rith return have have an additional tied operand and are
+      // missing some of the special bits.
+      MachineOperand *VDataIn = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata_in);
+      MachineInstr *Addr64;
+
+      if (!VDataIn) {
+        // Regular buffer load / store.
+        MachineInstrBuilder MIB
+          = BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
+          .addOperand(*VData)
+          .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
+          // This will be replaced later
+          // with the new value of vaddr.
+          .addOperand(*SRsrc)
+          .addOperand(*SOffset)
+          .addOperand(*Offset);
+
+        // Atomics do not have this operand.
+        if (const MachineOperand *GLC
+            = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::glc)) {
+          MIB.addImm(GLC->getImm());
+        }
+
+        MIB.addImm(getNamedImmOperand(*MI, AMDGPU::OpName::slc));
+
+        if (const MachineOperand *TFE
+            = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::tfe)) {
+          MIB.addImm(TFE->getImm());
+        }
+
+        MIB.setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
+        Addr64 = MIB;
+      } else {
+        // Atomics with return.
+        Addr64 = BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
+          .addOperand(*VData)
+          .addOperand(*VDataIn)
+          .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
+          // This will be replaced later
+          // with the new value of vaddr.
+          .addOperand(*SRsrc)
+          .addOperand(*SOffset)
+          .addOperand(*Offset)
+          .addImm(getNamedImmOperand(*MI, AMDGPU::OpName::slc))
+          .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
+      }
+
+      MI->removeFromParent();
+      MI = Addr64;
+
+      // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
+      BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
+        .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
+        .addImm(AMDGPU::sub0)
+        .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
+        .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+      VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
+      SRsrc = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
+    }
+
+    // Update the instruction to use NewVaddr
+    VAddr->setReg(NewVAddr);
+    // Update the instruction to use NewSRsrc
+    SRsrc->setReg(NewSRsrc);
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::splitSMRD(MachineInstr *MI,
+                            const TargetRegisterClass *HalfRC,
+                            unsigned HalfImmOp, unsigned HalfSGPROp,
+                            MachineInstr *&Lo, MachineInstr *&Hi) const {
+
+  DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
+  unsigned RegLo = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
+  unsigned RegHi = MRI.createVirtualRegister(HalfRC);
+  unsigned HalfSize = HalfRC->getSize();
+  const MachineOperand *OffOp =
+      getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
+  const MachineOperand *SBase = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::sbase);
+
+  // The SMRD has an 8-bit offset in dwords on SI and a 20-bit offset in bytes
+  // on VI.
+
+  bool IsKill = SBase->isKill();
+  if (OffOp) {
+    bool isVI =
+        MBB->getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration() >=
+        AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS;
+    unsigned OffScale = isVI ? 1 : 4;
+    // Handle the _IMM variant
+    unsigned LoOffset = OffOp->getImm() * OffScale;
+    unsigned HiOffset = LoOffset + HalfSize;
+    Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegLo)
+                  // Use addReg instead of addOperand
+                  // to make sure kill flag is cleared.
+                  .addReg(SBase->getReg(), 0, SBase->getSubReg())
+                  .addImm(LoOffset / OffScale);
+
+    if (!isUInt<20>(HiOffset) || (!isVI && !isUInt<8>(HiOffset / OffScale))) {
+      unsigned OffsetSGPR =
+          MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
+      BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), OffsetSGPR)
+              .addImm(HiOffset); // The offset in register is in bytes.
+      Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
+                    .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
+                            SBase->getSubReg())
+                    .addReg(OffsetSGPR);
+    } else {
+      Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegHi)
+                     .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
+                             SBase->getSubReg())
+                     .addImm(HiOffset / OffScale);
+    }
+  } else {
+    // Handle the _SGPR variant
+    MachineOperand *SOff = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soff);
+    Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegLo)
+                  .addReg(SBase->getReg(), 0, SBase->getSubReg())
+                  .addOperand(*SOff);
+    unsigned OffsetSGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
+    BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), OffsetSGPR)
+      .addReg(SOff->getReg(), 0, SOff->getSubReg())
+      .addImm(HalfSize);
+    Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
+                  .addReg(SBase->getReg(), getKillRegState(IsKill),
+                          SBase->getSubReg())
+                  .addReg(OffsetSGPR);
+  }
+
+  unsigned SubLo, SubHi;
+  const TargetRegisterClass *NewDstRC;
+  switch (HalfSize) {
+    case 4:
+      SubLo = AMDGPU::sub0;
+      SubHi = AMDGPU::sub1;
+      NewDstRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
+      break;
+    case 8:
+      SubLo = AMDGPU::sub0_sub1;
+      SubHi = AMDGPU::sub2_sub3;
+      NewDstRC = &AMDGPU::VReg_128RegClass;
+      break;
+    case 16:
+      SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3;
+      SubHi = AMDGPU::sub4_sub5_sub6_sub7;
+      NewDstRC = &AMDGPU::VReg_256RegClass;
+      break;
+    case 32:
+      SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3_sub4_sub5_sub6_sub7;
+      SubHi = AMDGPU::sub8_sub9_sub10_sub11_sub12_sub13_sub14_sub15;
+      NewDstRC = &AMDGPU::VReg_512RegClass;
+      break;
+    default:
+      llvm_unreachable("Unhandled HalfSize");
+  }
+
+  unsigned OldDst = MI->getOperand(0).getReg();
+  unsigned NewDst = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
+
+  MRI.replaceRegWith(OldDst, NewDst);
+
+  BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewDst)
+    .addReg(RegLo)
+    .addImm(SubLo)
+    .addReg(RegHi)
+    .addImm(SubHi);
+}
+
+void SIInstrInfo::moveSMRDToVALU(MachineInstr *MI,
+                                 MachineRegisterInfo &MRI,
+                                 SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  int DstIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(), AMDGPU::OpName::dst);
+  assert(DstIdx != -1);
+  unsigned DstRCID = get(MI->getOpcode()).OpInfo[DstIdx].RegClass;
+  switch(RI.getRegClass(DstRCID)->getSize()) {
+    case 4:
+    case 8:
+    case 16: {
+      unsigned NewOpcode = getVALUOp(*MI);
+      unsigned RegOffset;
+      unsigned ImmOffset;
+
+      if (MI->getOperand(2).isReg()) {
+        RegOffset = MI->getOperand(2).getReg();
+        ImmOffset = 0;
+      } else {
+        assert(MI->getOperand(2).isImm());
+        // SMRD instructions take a dword offsets on SI and byte offset on VI
+        // and MUBUF instructions always take a byte offset.
+        ImmOffset = MI->getOperand(2).getImm();
+        if (MBB->getParent()->getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().getGeneration() <=
+            AMDGPUSubtarget::SEA_ISLANDS)
+          ImmOffset <<= 2;
+        RegOffset = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+
+        if (isUInt<12>(ImmOffset)) {
+          BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+                  RegOffset)
+                  .addImm(0);
+        } else {
+          BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+                  RegOffset)
+                  .addImm(ImmOffset);
+          ImmOffset = 0;
+        }
+      }
+
+      unsigned SRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
+      unsigned DWord0 = RegOffset;
+      unsigned DWord1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+      unsigned DWord2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+      unsigned DWord3 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+      uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
+
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord1)
+              .addImm(0);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord2)
+              .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord3)
+              .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), SRsrc)
+        .addReg(DWord0)
+        .addImm(AMDGPU::sub0)
+        .addReg(DWord1)
+        .addImm(AMDGPU::sub1)
+        .addReg(DWord2)
+        .addImm(AMDGPU::sub2)
+        .addReg(DWord3)
+        .addImm(AMDGPU::sub3);
+
+      const MCInstrDesc &NewInstDesc = get(NewOpcode);
+      const TargetRegisterClass *NewDstRC
+        = RI.getRegClass(NewInstDesc.OpInfo[0].RegClass);
+      unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
+      unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
+      MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
+
+      MachineInstr *NewInst =
+        BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), NewInstDesc, NewDstReg)
+        .addOperand(MI->getOperand(1)) // sbase
+        .addReg(SRsrc)
+        .addImm(0)
+        .addImm(ImmOffset)
+        .addImm(0) // glc
+        .addImm(0) // slc
+        .addImm(0) // tfe
+        .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
+      MI->eraseFromParent();
+
+      legalizeOperands(NewInst);
+      addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
+      break;
+    }
+    case 32: {
+      MachineInstr *Lo, *Hi;
+      splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_128RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM,
+                AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR, Lo, Hi);
+      MI->eraseFromParent();
+      moveSMRDToVALU(Lo, MRI, Worklist);
+      moveSMRDToVALU(Hi, MRI, Worklist);
+      break;
+    }
+
+    case 64: {
+      MachineInstr *Lo, *Hi;
+      splitSMRD(MI, &AMDGPU::SReg_256RegClass, AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_IMM,
+                AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_SGPR, Lo, Hi);
+      MI->eraseFromParent();
+      moveSMRDToVALU(Lo, MRI, Worklist);
+      moveSMRDToVALU(Hi, MRI, Worklist);
+      break;
+    }
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
+  SmallVector<MachineInstr *, 128> Worklist;
+  Worklist.push_back(&TopInst);
+
+  while (!Worklist.empty()) {
+    MachineInstr *Inst = Worklist.pop_back_val();
+    MachineBasicBlock *MBB = Inst->getParent();
+    MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
+
+    unsigned Opcode = Inst->getOpcode();
+    unsigned NewOpcode = getVALUOp(*Inst);
+
+    // Handle some special cases
+    switch (Opcode) {
+    default:
+      if (isSMRD(*Inst)) {
+        moveSMRDToVALU(Inst, MRI, Worklist);
+        continue;
+      }
+      break;
+    case AMDGPU::S_AND_B64:
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_AND_B32_e64);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_OR_B64:
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_OR_B32_e64);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_XOR_B64:
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_XOR_B32_e64);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_NOT_B64:
+      splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_NOT_B32_e32);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
+      splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_BFE_I64: {
+      splitScalar64BitBFE(Worklist, Inst);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+    }
+
+    case AMDGPU::S_LSHL_B32:
+      if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
+        NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e64;
+        swapOperands(Inst);
+      }
+      break;
+    case AMDGPU::S_ASHR_I32:
+      if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
+        NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64;
+        swapOperands(Inst);
+      }
+      break;
+    case AMDGPU::S_LSHR_B32:
+      if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
+        NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64;
+        swapOperands(Inst);
+      }
+      break;
+    case AMDGPU::S_LSHL_B64:
+      if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
+        NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B64;
+        swapOperands(Inst);
+      }
+      break;
+    case AMDGPU::S_ASHR_I64:
+      if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
+        NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I64;
+        swapOperands(Inst);
+      }
+      break;
+    case AMDGPU::S_LSHR_B64:
+      if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
+        NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B64;
+        swapOperands(Inst);
+      }
+      break;
+
+    case AMDGPU::S_ABS_I32:
+      lowerScalarAbs(Worklist, Inst);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_BFE_U64:
+    case AMDGPU::S_BFM_B64:
+      llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
+    }
+
+    if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
+      // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
+      // legalize its operands instead.
+      legalizeOperands(Inst);
+      continue;
+    }
+
+    // Use the new VALU Opcode.
+    const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpcode);
+    Inst->setDesc(NewDesc);
+
+    // Remove any references to SCC. Vector instructions can't read from it, and
+    // We're just about to add the implicit use / defs of VCC, and we don't want
+    // both.
+    for (unsigned i = Inst->getNumOperands() - 1; i > 0; --i) {
+      MachineOperand &Op = Inst->getOperand(i);
+      if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC)
+        Inst->RemoveOperand(i);
+    }
+
+    if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
+      // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
+      // operands for the size and offset.
+      unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
+
+    } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
+      // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
+      // extra 0 operand.
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
+    }
+
+    Inst->addImplicitDefUseOperands(*Inst->getParent()->getParent());
+
+    if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
+      const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst->getOperand(2);
+      // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
+      // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
+      assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
+             "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
+      uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
+
+      uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
+      uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
+      Inst->RemoveOperand(2); // Remove old immediate.
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
+    }
+
+    // Update the destination register class.
+    const TargetRegisterClass *NewDstRC = getDestEquivalentVGPRClass(*Inst);
+    if (!NewDstRC)
+      continue;
+
+    unsigned DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
+    unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
+    MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
+
+    // Legalize the operands
+    legalizeOperands(Inst);
+
+    addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
+  }
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Indirect addressing callbacks
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+unsigned SIInstrInfo::calculateIndirectAddress(unsigned RegIndex,
+                                                 unsigned Channel) const {
+  assert(Channel == 0);
+  return RegIndex;
+}
+
+const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getIndirectAddrRegClass() const {
+  return &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
+}
+
+void SIInstrInfo::lowerScalarAbs(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+                                 MachineInstr *Inst) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
+  unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+  unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_SUB_I32_e32), TmpReg)
+    .addImm(0)
+    .addReg(Src.getReg());
+
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_MAX_I32_e64), ResultReg)
+    .addReg(Src.getReg())
+    .addReg(TmpReg);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
+  addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
+}
+
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
+  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+  MachineInstr *Inst,
+  unsigned Opcode) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
+  const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
+
+  const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
+  const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
+  const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
+
+  unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
+  BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
+    .addOperand(SrcReg0Sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
+
+  unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
+  BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
+    .addOperand(SrcReg0Sub1);
+
+  unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
+    .addReg(DestSub0)
+    .addImm(AMDGPU::sub0)
+    .addReg(DestSub1)
+    .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
+
+  // We don't need to legalizeOperands here because for a single operand, src0
+  // will support any kind of input.
+
+  // Move all users of this moved value.
+  addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
+}
+
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
+  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+  MachineInstr *Inst,
+  unsigned Opcode) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  MachineOperand &Src0 = Inst->getOperand(1);
+  MachineOperand &Src1 = Inst->getOperand(2);
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
+  const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
+  const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
+  MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
+                                                       AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
+
+  const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
+  const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
+  const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
+
+  unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
+  MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
+    .addOperand(SrcReg0Sub0)
+    .addOperand(SrcReg1Sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
+  MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
+                                                       AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
+
+  unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
+  MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
+    .addOperand(SrcReg0Sub1)
+    .addOperand(SrcReg1Sub1);
+
+  unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
+    .addReg(DestSub0)
+    .addImm(AMDGPU::sub0)
+    .addReg(DestSub1)
+    .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
+
+  // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
+  // valid.
+  legalizeOperands(LoHalf);
+  legalizeOperands(HiHalf);
+
+  // Move all users of this moved vlaue.
+  addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
+}
+
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+                                       MachineInstr *Inst) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
+
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64);
+  const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+  unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+
+  const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
+                                                      AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
+  MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
+                                                      AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
+
+  BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
+    .addOperand(SrcRegSub0)
+    .addImm(0);
+
+  BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
+    .addOperand(SrcRegSub1)
+    .addReg(MidReg);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
+
+  // We don't need to legalize operands here. src0 for etiher instruction can be
+  // an SGPR, and the second input is unused or determined here.
+  addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
+}
+
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitBFE(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+                                      MachineInstr *Inst) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  uint32_t Imm = Inst->getOperand(2).getImm();
+  uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
+  uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
+
+  (void) Offset;
+
+  // Only sext_inreg cases handled.
+  assert(Inst->getOpcode() == AMDGPU::S_BFE_I64 &&
+         BitWidth <= 32 &&
+         Offset == 0 &&
+         "Not implemented");
+
+  if (BitWidth < 32) {
+    unsigned MidRegLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+    unsigned MidRegHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+    unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
+
+    BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_BFE_I32), MidRegLo)
+      .addReg(Inst->getOperand(1).getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
+      .addImm(0)
+      .addImm(BitWidth);
+
+    BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e32), MidRegHi)
+      .addImm(31)
+      .addReg(MidRegLo);
+
+    BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
+      .addReg(MidRegLo)
+      .addImm(AMDGPU::sub0)
+      .addReg(MidRegHi)
+      .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+    MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
+    addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
+    return;
+  }
+
+  MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
+  unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+  unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
+
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64), TmpReg)
+    .addImm(31)
+    .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
+
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
+    .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
+    .addImm(AMDGPU::sub0)
+    .addReg(TmpReg)
+    .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
+  addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
+}
+
+void SIInstrInfo::addUsersToMoveToVALUWorklist(
+  unsigned DstReg,
+  MachineRegisterInfo &MRI,
+  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
+  for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(DstReg),
+         E = MRI.use_end(); I != E; ++I) {
+    MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
+    if (!canReadVGPR(UseMI, I.getOperandNo())) {
+      Worklist.push_back(&UseMI);
+    }
+  }
+}
+
+const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getDestEquivalentVGPRClass(
+  const MachineInstr &Inst) const {
+  const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(Inst, 0);
+
+  switch (Inst.getOpcode()) {
+  // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual register
+  // class associated with the operand, so we need to find an equivalent VGPR
+  // register class in order to move the instruction to the VALU.
+  case AMDGPU::COPY:
+  case AMDGPU::PHI:
+  case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
+  case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
+    if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
+      return nullptr;
+
+    NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
+    if (!NewDstRC)
+      return nullptr;
+    return NewDstRC;
+  default:
+    return NewDstRC;
+  }
+}
+
+// Find the one SGPR operand we are allowed to use.
+unsigned SIInstrInfo::findUsedSGPR(const MachineInstr *MI,
+                                   int OpIndices[3]) const {
+  const MCInstrDesc &Desc = MI->getDesc();
+
+  // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
+  //
+  // First we need to consider the instruction's operand requirements before
+  // legalizing. Some operands are required to be SGPRs, such as implicit uses
+  // of VCC, but we are still bound by the constant bus requirement to only use
+  // one.
+  //
+  // If the operand's class is an SGPR, we can never move it.
+
+  unsigned SGPRReg = findImplicitSGPRRead(*MI);
+  if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister)
+    return SGPRReg;
+
+  unsigned UsedSGPRs[3] = { AMDGPU::NoRegister };
+  const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
+
+  for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
+    int Idx = OpIndices[i];
+    if (Idx == -1)
+      break;
+
+    const MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
+    if (!MO.isReg())
+      continue;
+
+    // Is this operand statically required to be an SGPR based on the operand
+    // constraints?
+    const TargetRegisterClass *OpRC = RI.getRegClass(Desc.OpInfo[Idx].RegClass);
+    bool IsRequiredSGPR = RI.isSGPRClass(OpRC);
+    if (IsRequiredSGPR)
+      return MO.getReg();
+
+    // If this could be a VGPR or an SGPR, Check the dynamic register class.
+    unsigned Reg = MO.getReg();
+    const TargetRegisterClass *RegRC = MRI.getRegClass(Reg);
+    if (RI.isSGPRClass(RegRC))
+      UsedSGPRs[i] = Reg;
+  }
+
+  // We don't have a required SGPR operand, so we have a bit more freedom in
+  // selecting operands to move.
+
+  // Try to select the most used SGPR. If an SGPR is equal to one of the
+  // others, we choose that.
+  //
+  // e.g.
+  // V_FMA_F32 v0, s0, s0, s0 -> No moves
+  // V_FMA_F32 v0, s0, s1, s0 -> Move s1
+
+  // TODO: If some of the operands are 64-bit SGPRs and some 32, we should
+  // prefer those.
+
+  if (UsedSGPRs[0] != AMDGPU::NoRegister) {
+    if (UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[1] || UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[2])
+      SGPRReg = UsedSGPRs[0];
+  }
+
+  if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister && UsedSGPRs[1] != AMDGPU::NoRegister) {
+    if (UsedSGPRs[1] == UsedSGPRs[2])
+      SGPRReg = UsedSGPRs[1];
+  }
+
+  return SGPRReg;
+}
+
+MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectWrite(
+                                   MachineBasicBlock *MBB,
+                                   MachineBasicBlock::iterator I,
+                                   unsigned ValueReg,
+                                   unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
+  const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
+  unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(
+                                      getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
+
+  return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_DST_V1))
+          .addReg(IndirectBaseReg, RegState::Define)
+          .addOperand(I->getOperand(0))
+          .addReg(IndirectBaseReg)
+          .addReg(OffsetReg)
+          .addImm(0)
+          .addReg(ValueReg);
+}
+
+MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectRead(
+                                   MachineBasicBlock *MBB,
+                                   MachineBasicBlock::iterator I,
+                                   unsigned ValueReg,
+                                   unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
+  const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
+  unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(
+                                      getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
+
+  return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_SRC_V1))
+          .addOperand(I->getOperand(0))
+          .addOperand(I->getOperand(1))
+          .addReg(IndirectBaseReg)
+          .addReg(OffsetReg)
+          .addImm(0);
+
+}
+
+void SIInstrInfo::reserveIndirectRegisters(BitVector &Reserved,
+                                            const MachineFunction &MF) const {
+  int End = getIndirectIndexEnd(MF);
+  int Begin = getIndirectIndexBegin(MF);
+
+  if (End == -1)
+    return;
+
+
+  for (int Index = Begin; Index <= End; ++Index)
+    Reserved.set(AMDGPU::VGPR_32RegClass.getRegister(Index));
+
+  for (int Index = std::max(0, Begin - 1); Index <= End; ++Index)
+    Reserved.set(AMDGPU::VReg_64RegClass.getRegister(Index));
+
+  for (int Index = std::max(0, Begin - 2); Index <= End; ++Index)
+    Reserved.set(AMDGPU::VReg_96RegClass.getRegister(Index));
+
+  for (int Index = std::max(0, Begin - 3); Index <= End; ++Index)
+    Reserved.set(AMDGPU::VReg_128RegClass.getRegister(Index));
+
+  for (int Index = std::max(0, Begin - 7); Index <= End; ++Index)
+    Reserved.set(AMDGPU::VReg_256RegClass.getRegister(Index));
+
+  for (int Index = std::max(0, Begin - 15); Index <= End; ++Index)
+    Reserved.set(AMDGPU::VReg_512RegClass.getRegister(Index));
+}
+
+MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(MachineInstr &MI,
+                                             unsigned OperandName) const {
+  int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
+  if (Idx == -1)
+    return nullptr;
+
+  return &MI.getOperand(Idx);
+}
+
+uint64_t SIInstrInfo::getDefaultRsrcDataFormat() const {
+  uint64_t RsrcDataFormat = AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
+  if (ST.isAmdHsaOS()) {
+    RsrcDataFormat |= (1ULL << 56);
+
+  if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
+    // Set MTYPE = 2
+    RsrcDataFormat |= (2ULL << 59);
+  }
+
+  return RsrcDataFormat;
+}
+
+uint64_t SIInstrInfo::getScratchRsrcWords23() const {
+  uint64_t Rsrc23 = getDefaultRsrcDataFormat() |
+                    AMDGPU::RSRC_TID_ENABLE |
+                    0xffffffff; // Size;
+
+  // If TID_ENABLE is set, DATA_FORMAT specifies stride bits [14:17].
+  // Clear them unless we want a huge stride.
+  if (ST.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
+    Rsrc23 &= ~AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
+
+  return Rsrc23;
+}