R600/SI: Teach moveToVALU how to handle more S_LOAD_* instructions
[oota-llvm.git] / lib / Target / R600 / SIInstrInfo.cpp
index 33da26ed17c1b980c36eb9753d77fc3a120609b9..43efb71a2a292b2c7189acdaa216cac78c47ca61 100644 (file)
 #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/MC/MCInstrDesc.h"
 
 using namespace llvm;
 
-SIInstrInfo::SIInstrInfo(AMDGPUTargetMachine &tm)
-  : AMDGPUInstrInfo(tm),
-    RI(tm)
-    { }
+SIInstrInfo::SIInstrInfo(const AMDGPUSubtarget &st)
+  : AMDGPUInstrInfo(st),
+    RI(st) { }
 
-const SIRegisterInfo &SIInstrInfo::getRegisterInfo() const {
-  return 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) == N0->getOperand(Op1Idx);
+}
+
+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)) {
+    assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
+
+    // TODO: Also shouldn't see read2st
+    assert(Opc0 != AMDGPU::DS_READ2_B32 &&
+           Opc0 != AMDGPU::DS_READ2_B64 &&
+           Opc1 != AMDGPU::DS_READ2_B32 &&
+           Opc1 != AMDGPU::DS_READ2_B64);
+
+    // Check base reg.
+    if (Load0->getOperand(1) != Load1->getOperand(1))
+      return false;
+
+    // Check chain.
+    if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
+      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;
+
+    // Check chain.
+    if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
+      return false;
+
+    Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1))->getZExtValue();
+    Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1))->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(Load1, 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;
+}
+
+bool SIInstrInfo::getLdStBaseRegImmOfs(MachineInstr *LdSt,
+                                       unsigned &BaseReg, unsigned &Offset,
+                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
+  unsigned Opc = LdSt->getOpcode();
+  if (isDS(Opc)) {
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    if (OffsetImm) {
+      // Normal, single offset LDS instruction.
+      const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::addr);
+
+      BaseReg = AddrReg->getReg();
+      Offset = OffsetImm->getImm();
+      return true;
+    }
+
+    // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
+    // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
+    // will use this for some partially aligned loads.
+    const MachineOperand *Offset0Imm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                       AMDGPU::OpName::offset0);
+    const MachineOperand *Offset1Imm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                       AMDGPU::OpName::offset1);
+
+    uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
+    uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
+    assert(Offset1 > Offset0);
+
+    if (Offset1 - Offset0 == 1) {
+      // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
+      // to bytes of the individual reads.
+
+      unsigned EltSize;
+      if (LdSt->mayLoad())
+        EltSize = getOpRegClass(*LdSt, 0)->getSize() / 2;
+      else {
+        assert(LdSt->mayStore());
+        int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
+        EltSize = getOpRegClass(*LdSt, Data0Idx)->getSize();
+      }
+
+      const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::addr);
+      BaseReg = AddrReg->getReg();
+      Offset = EltSize * Offset0;
+      return true;
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  if (isMUBUF(Opc) || isMTBUF(Opc)) {
+    if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::soffset) != -1)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                    AMDGPU::OpName::vaddr);
+    if (!AddrReg)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    BaseReg = AddrReg->getReg();
+    Offset = OffsetImm->getImm();
+    return true;
+  }
+
+  if (isSMRD(Opc)) {
+    const MachineOperand *OffsetImm = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                      AMDGPU::OpName::offset);
+    if (!OffsetImm)
+      return false;
+
+    const MachineOperand *SBaseReg = getNamedOperand(*LdSt,
+                                                     AMDGPU::OpName::sbase);
+    BaseReg = SBaseReg->getReg();
+    Offset = OffsetImm->getImm();
+    return true;
+  }
+
+  return false;
 }
 
 void
@@ -118,14 +332,14 @@ SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 
   } else if (AMDGPU::VReg_32RegClass.contains(DestReg)) {
     assert(AMDGPU::VReg_32RegClass.contains(SrcReg) ||
-          AMDGPU::SReg_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));
+           AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
     SubIndices = Sub0_1;
 
@@ -136,19 +350,19 @@ SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 
   } else if (AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
     assert(AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(SrcReg) ||
-          AMDGPU::SReg_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));
+           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));
+           AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
     SubIndices = Sub0_15;
 
@@ -168,7 +382,6 @@ SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 }
 
 unsigned SIInstrInfo::commuteOpcode(unsigned Opcode) const {
-
   int NewOpc;
 
   // Try to map original to commuted opcode
@@ -182,14 +395,163 @@ unsigned SIInstrInfo::commuteOpcode(unsigned Opcode) const {
   return Opcode;
 }
 
+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();
+  MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
+  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
+
+  if (RI.hasVGPRs(RC)) {
+    LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
+    Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Can't spill VGPR!");
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), AMDGPU::VGPR0)
+            .addReg(SrcReg);
+  } else if (RI.isSGPRClass(RC)) {
+    // We are only allowed to create one new instruction when spilling
+    // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling
+    // SGPRs.
+    unsigned Opcode;
+    switch (RC->getSize() * 8) {
+    case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;  break;
+    case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;  break;
+    case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE; break;
+    case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE; break;
+    case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE; break;
+    default: llvm_unreachable("Cannot spill register class");
+    }
+
+    FrameInfo->setObjectAlignment(FrameIndex, 4);
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
+            .addReg(SrcReg)
+            .addFrameIndex(FrameIndex);
+  } else {
+    llvm_unreachable("VGPR spilling not supported");
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                       unsigned DestReg, int FrameIndex,
+                                       const TargetRegisterClass *RC,
+                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
+  MachineFunction *MF = MBB.getParent();
+  MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
+  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
+
+  if (RI.hasVGPRs(RC)) {
+    LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
+    Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegToStackSlot - Can't retrieve spilled VGPR!");
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
+            .addImm(0);
+  } else if (RI.isSGPRClass(RC)){
+    unsigned Opcode;
+    switch(RC->getSize() * 8) {
+    case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE; break;
+    case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;  break;
+    case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE; break;
+    case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE; break;
+    case 512: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE; break;
+    default: llvm_unreachable("Cannot spill register class");
+    }
+
+    FrameInfo->setObjectAlignment(FrameIndex, 4);
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
+            .addFrameIndex(FrameIndex);
+  } else {
+    llvm_unreachable("VGPR spilling not supported");
+  }
+}
+
+void SIInstrInfo::insertNOPs(MachineBasicBlock::iterator MI,
+                             int Count) const {
+  while (Count > 0) {
+    int Arg;
+    if (Count >= 8)
+      Arg = 7;
+    else
+      Arg = Count - 1;
+    Count -= 8;
+    BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_NOP))
+            .addImm(Arg);
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
+  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
+
+  case AMDGPU::SI_CONSTDATA_PTR: {
+    unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
+    unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
+
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg);
+
+    // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the constant data.
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), RegLo)
+            .addReg(RegLo)
+            .addTargetIndex(AMDGPU::TI_CONSTDATA_START)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit);
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
+            .addReg(RegHi)
+            .addImm(0)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Implicit);
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
+  }
+  }
+  return true;
+}
+
 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI,
                                               bool NewMI) const {
 
-  if (MI->getNumOperands() < 3 || !MI->getOperand(1).isReg() ||
-      !MI->getOperand(2).isReg())
-    return 0;
+  if (MI->getNumOperands() < 3 || !MI->getOperand(1).isReg())
+    return nullptr;
+
+  // Make sure it s legal to commute operands for VOP2.
+  if (isVOP2(MI->getOpcode()) &&
+      (!isOperandLegal(MI, 1, &MI->getOperand(2)) ||
+       !isOperandLegal(MI, 2, &MI->getOperand(1))))
+    return nullptr;
+
+  if (!MI->getOperand(2).isReg()) {
+    // XXX: Commute instructions with FPImm operands
+    if (NewMI || MI->getOperand(2).isFPImm() ||
+       (!isVOP2(MI->getOpcode()) && !isVOP3(MI->getOpcode()))) {
+      return nullptr;
+    }
 
-  MI = TargetInstrInfo::commuteInstruction(MI, NewMI);
+    // XXX: Commute VOP3 instructions with abs and neg set .
+    const MachineOperand *Abs = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::abs);
+    const MachineOperand *Neg = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::neg);
+    const MachineOperand *Src0Mods = getNamedOperand(*MI,
+                                          AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
+    const MachineOperand *Src1Mods = getNamedOperand(*MI,
+                                          AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
+    const MachineOperand *Src2Mods = getNamedOperand(*MI,
+                                          AMDGPU::OpName::src2_modifiers);
+
+    if ((Abs && Abs->getImm()) || (Neg && Neg->getImm()) ||
+        (Src0Mods && Src0Mods->getImm()) || (Src1Mods && Src1Mods->getImm()) ||
+        (Src2Mods && Src2Mods->getImm()))
+      return nullptr;
+
+    unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
+    unsigned SubReg = MI->getOperand(1).getSubReg();
+    MI->getOperand(1).ChangeToImmediate(MI->getOperand(2).getImm());
+    MI->getOperand(2).ChangeToRegister(Reg, false);
+    MI->getOperand(2).setSubReg(SubReg);
+  } else {
+    MI = TargetInstrInfo::commuteInstruction(MI, NewMI);
+  }
 
   if (MI)
     MI->setDesc(get(commuteOpcode(MI->getOpcode())));
@@ -201,8 +563,8 @@ MachineInstr *SIInstrInfo::buildMovInstr(MachineBasicBlock *MBB,
                                          MachineBasicBlock::iterator I,
                                          unsigned DstReg,
                                          unsigned SrcReg) const {
-  assert(!"Not Implemented");
-  return NULL;
+  return BuildMI(*MBB, I, MBB->findDebugLoc(I), get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32),
+                 DstReg) .addReg(SrcReg);
 }
 
 bool SIInstrInfo::isMov(unsigned Opcode) const {
@@ -221,14 +583,46 @@ SIInstrInfo::isSafeToMoveRegClassDefs(const TargetRegisterClass *RC) const {
   return RC != &AMDGPU::EXECRegRegClass;
 }
 
-int SIInstrInfo::isMIMG(uint16_t Opcode) const {
+bool
+SIInstrInfo::isTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
+                                         AliasAnalysis *AA) const {
+  switch(MI->getOpcode()) {
+  default: return AMDGPUInstrInfo::isTriviallyReMaterializable(MI, AA);
+  case AMDGPU::S_MOV_B32:
+  case AMDGPU::S_MOV_B64:
+  case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
+    return MI->getOperand(1).isImm();
+  }
+}
+
+namespace llvm {
+namespace AMDGPU {
+// Helper function generated by tablegen.  We are wrapping this with
+// an SIInstrInfo function that returns bool rather than int.
+int isDS(uint16_t Opcode);
+}
+}
+
+bool SIInstrInfo::isDS(uint16_t Opcode) const {
+  return ::AMDGPU::isDS(Opcode) != -1;
+}
+
+bool SIInstrInfo::isMIMG(uint16_t Opcode) const {
   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MIMG;
 }
 
-int SIInstrInfo::isSMRD(uint16_t Opcode) const {
+bool SIInstrInfo::isSMRD(uint16_t Opcode) const {
   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::SMRD;
 }
 
+bool SIInstrInfo::isMUBUF(uint16_t Opcode) const {
+  return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MUBUF;
+}
+
+bool SIInstrInfo::isMTBUF(uint16_t Opcode) const {
+  return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::MTBUF;
+}
+
 bool SIInstrInfo::isVOP1(uint16_t Opcode) const {
   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::VOP1;
 }
@@ -245,21 +639,44 @@ bool SIInstrInfo::isVOPC(uint16_t Opcode) const {
   return get(Opcode).TSFlags & SIInstrFlags::VOPC;
 }
 
+bool SIInstrInfo::isSALUInstr(const MachineInstr &MI) const {
+  return get(MI.getOpcode()).TSFlags & SIInstrFlags::SALU;
+}
+
+bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
+  int32_t Val = Imm.getSExtValue();
+  if (Val >= -16 && Val <= 64)
+    return true;
+
+  // The actual type of the operand does not seem to matter as long
+  // as the bits match one of the inline immediate values.  For example:
+  //
+  // -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.
+
+  return (APInt::floatToBits(0.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(1.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(-1.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(0.5f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(-0.5f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(2.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(-2.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(4.0f) == Imm) ||
+         (APInt::floatToBits(-4.0f) == Imm);
+}
+
 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO) const {
-  if(MO.isImm()) {
-    return MO.getImm() >= -16 && MO.getImm() <= 64;
-  }
+  if (MO.isImm())
+    return isInlineConstant(APInt(32, MO.getImm(), true));
+
   if (MO.isFPImm()) {
-    return MO.getFPImm()->isExactlyValue(0.0)  ||
-           MO.getFPImm()->isExactlyValue(0.5)  ||
-           MO.getFPImm()->isExactlyValue(-0.5) ||
-           MO.getFPImm()->isExactlyValue(1.0)  ||
-           MO.getFPImm()->isExactlyValue(-1.0) ||
-           MO.getFPImm()->isExactlyValue(2.0)  ||
-           MO.getFPImm()->isExactlyValue(-2.0) ||
-           MO.getFPImm()->isExactlyValue(4.0)  ||
-           MO.getFPImm()->isExactlyValue(-4.0);
+    APFloat FpImm = MO.getFPImm()->getValueAPF();
+    return isInlineConstant(FpImm.bitcastToAPInt());
   }
+
   return false;
 }
 
@@ -267,6 +684,72 @@ bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO) const {
   return (MO.isImm() || MO.isFPImm()) && !isInlineConstant(MO);
 }
 
+static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
+                             const MachineOperand &Op1) {
+  if (Op0.getType() != Op1.getType())
+    return false;
+
+  switch (Op0.getType()) {
+  case MachineOperand::MO_Register:
+    return Op0.getReg() == Op1.getReg();
+  case MachineOperand::MO_Immediate:
+    return Op0.getImm() == Op1.getImm();
+  case MachineOperand::MO_FPImmediate:
+    return Op0.getFPImm() == Op1.getFPImm();
+  default:
+    llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
+                                 const MachineOperand &MO) const {
+  const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpNo];
+
+  assert(MO.isImm() || MO.isFPImm());
+
+  if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
+    return true;
+
+  if (OpInfo.RegClass < 0)
+    return false;
+
+  return RI.regClassCanUseImmediate(OpInfo.RegClass);
+}
+
+bool SIInstrInfo::canFoldOffset(unsigned OffsetSize, unsigned AS) {
+  switch (AS) {
+  case AMDGPUAS::GLOBAL_ADDRESS: {
+    // MUBUF instructions a 12-bit offset in bytes.
+    return isUInt<12>(OffsetSize);
+  }
+  case AMDGPUAS::CONSTANT_ADDRESS: {
+    // SMRD instructions have an 8-bit offset in dwords.
+    return (OffsetSize % 4 == 0) && isUInt<8>(OffsetSize / 4);
+  }
+  case AMDGPUAS::LOCAL_ADDRESS:
+  case AMDGPUAS::REGION_ADDRESS: {
+    // The single offset versions have a 16-bit offset in bytes.
+    return isUInt<16>(OffsetSize);
+  }
+  case AMDGPUAS::PRIVATE_ADDRESS:
+    // Indirect register addressing does not use any offsets.
+  default:
+    return 0;
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
+  return AMDGPU::getVOPe32(Opcode) != -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::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
                                     StringRef &ErrInfo) const {
   uint16_t Opcode = MI->getOpcode();
@@ -274,6 +757,64 @@ bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
   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) {
+    switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
+    case MCOI::OPERAND_REGISTER: {
+      int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
+      if (!RI.regClassCanUseImmediate(RegClass) &&
+          (MI->getOperand(i).isImm() || MI->getOperand(i).isFPImm())) {
+        // Handle some special cases:
+        // Src0 can of VOP1, VOP2, VOPC can be an immediate no matter what
+        // the register class.
+        if (i != Src0Idx || (!isVOP1(Opcode) && !isVOP2(Opcode) &&
+                                  !isVOPC(Opcode))) {
+          ErrInfo = "Expected register, but got immediate";
+          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).isFPImm() &&
+          !MI->getOperand(i).isFI()) {
+        ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
+        return false;
+      }
+      // Fall-through
+    default:
+      continue;
+    }
+
+    if (!MI->getOperand(i).isReg())
+      continue;
+
+    int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
+    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(Opcode) || isVOP2(Opcode) || isVOP3(Opcode) || isVOPC(Opcode)) {
     unsigned ConstantBusCount = 0;
@@ -311,7 +852,7 @@ bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
   // Verify SRC1 for VOP2 and VOPC
   if (Src1Idx != -1 && (isVOP2(Opcode) || isVOPC(Opcode))) {
     const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(Src1Idx);
-    if (Src1.isImm()) {
+    if (Src1.isImm() || Src1.isFPImm()) {
       ErrInfo = "VOP[2C] src1 cannot be an immediate.";
       return false;
     }
@@ -332,9 +873,842 @@ bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
       return false;
     }
   }
+
+  // Verify misc. restrictions on specific instructions.
+  if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
+      Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
+    MI->dump();
+
+    const MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(2);
+    const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(3);
+    const MachineOperand &Src2 = MI->getOperand(4);
+    if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
+      if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
+          !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
+        ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
+        return false;
+      }
+    }
+  }
+
   return true;
 }
 
+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: return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_ADDC_U32: return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
+  case AMDGPU::S_SUB_I32: return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
+  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_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORD_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX2_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
+  case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX4_ADDR64;
+  case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
+  }
+}
+
+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)
+    return MRI.getRegClass(MI.getOperand(OpNo).getReg());
+
+  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;
+  MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpIdx);
+  MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->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);
+  unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
+  BuildMI(*MI->getParent(), I, MI->getParent()->findDebugLoc(I), 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 {
+  assert(SuperReg.isReg());
+
+  unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
+  unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
+
+  // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
+  // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
+  // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
+  // eliminate this extra copy.
+  BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), get(TargetOpcode::COPY),
+          NewSuperReg)
+          .addOperand(SuperReg);
+
+  BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(), 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);
+}
+
+unsigned SIInstrInfo::split64BitImm(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                    MachineRegisterInfo &MRI,
+                                    const TargetRegisterClass *RC,
+                                    const MachineOperand &Op) const {
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
+  unsigned LoDst = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+  unsigned HiDst = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+  unsigned Dst = MRI.createVirtualRegister(RC);
+
+  MachineInstr *Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+                             LoDst)
+    .addImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
+  MachineInstr *Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+                             HiDst)
+    .addImm(Op.getImm() >> 32);
+
+  BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), Dst)
+    .addReg(LoDst)
+    .addImm(AMDGPU::sub0)
+    .addReg(HiDst)
+    .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+  Worklist.push_back(Lo);
+  Worklist.push_back(Hi);
+
+  return Dst;
+}
+
+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 (MO->isReg()) {
+    assert(DefinedRC);
+    const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(MO->getReg());
+    return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass));
+  }
+
+
+  // Handle non-register types that are treated like immediates.
+  assert(MO->isImm() || MO->isFPImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI());
+
+  if (!DefinedRC)
+    // This opperand expects an immediate
+    return true;
+
+  return RI.regClassCanUseImmediate(DefinedRC);
+}
+
+void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr *MI) const {
+  MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
+
+  int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
+                                           AMDGPU::OpName::src0);
+  int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
+                                           AMDGPU::OpName::src1);
+  int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI->getOpcode(),
+                                           AMDGPU::OpName::src2);
+
+  // Legalize VOP2
+  if (isVOP2(MI->getOpcode()) && Src1Idx != -1) {
+    // Legalize src0
+    if (!isOperandLegal(MI, Src0Idx))
+      legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
+
+    // Legalize src1
+    if (isOperandLegal(MI, Src1Idx))
+      return;
+
+    // Usually src0 of VOP2 instructions allow more types of inputs
+    // than src1, so try to commute the instruction to decrease our
+    // chances of having to insert a MOV instruction to legalize src1.
+    if (MI->isCommutable()) {
+      if (commuteInstruction(MI))
+        // If we are successful in commuting, then we know MI is legal, so
+        // we are done.
+        return;
+    }
+
+    legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
+    return;
+  }
+
+  // XXX - Do any VOP3 instructions read VCC?
+  // Legalize VOP3
+  if (isVOP3(MI->getOpcode())) {
+    int VOP3Idx[3] = {Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx};
+    unsigned SGPRReg = AMDGPU::NoRegister;
+    for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
+      int Idx = VOP3Idx[i];
+      if (Idx == -1)
+        continue;
+      MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
+
+      if (MO.isReg()) {
+        if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
+          continue; // VGPRs are legal
+
+        assert(MO.getReg() != AMDGPU::SCC && "SCC operand to VOP3 instruction");
+
+        if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister || SGPRReg == MO.getReg()) {
+          SGPRReg = MO.getReg();
+          // We can use one SGPR in each VOP3 instruction.
+          continue;
+        }
+      } else if (!isLiteralConstant(MO)) {
+        // If it is not a register and not a literal constant, then it must be
+        // an inline constant which is always legal.
+        continue;
+      }
+      // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
+      // legalize it.
+      legalizeOpWithMove(MI, Idx);
+    }
+  }
+
+  // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
+  // The register class of the operands much be the same type as the register
+  // class of the output.
+  if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE ||
+      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) {
+      if (!MI->getOperand(i).isReg() ||
+          !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI->getOperand(i).getReg()))
+        continue;
+      unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
+      MachineBasicBlock *InsertBB;
+      MachineBasicBlock::iterator Insert;
+      if (MI->getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
+        InsertBB = MI->getParent();
+        Insert = MI;
+      } else {
+        // MI is a PHI instruction.
+        InsertBB = MI->getOperand(i + 1).getMBB();
+        Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
+      }
+      BuildMI(*InsertBB, Insert, MI->getDebugLoc(),
+              get(AMDGPU::COPY), DstReg)
+              .addOperand(MI->getOperand(i));
+      MI->getOperand(i).setReg(DstReg);
+    }
+  }
+
+  // Legalize INSERT_SUBREG
+  // src0 must have the same register class as dst
+  if (MI->getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
+    unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned Src0 = MI->getOperand(1).getReg();
+    const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
+    const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
+    if (DstRC != Src0RC) {
+      MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
+      unsigned NewSrc0 = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
+      BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), NewSrc0)
+              .addReg(Src0);
+      MI->getOperand(1).setReg(NewSrc0);
+    }
+    return;
+  }
+
+  // Legalize MUBUF* instructions
+  // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
+  // may need to legalize them here.
+  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 the ptr from the resource descriptor.
+
+    // SRsrcPtrLo = srsrc:sub0
+    unsigned SRsrcPtrLo = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
+        &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub0, &AMDGPU::VReg_32RegClass);
+
+    // SRsrcPtrHi = srsrc:sub1
+    unsigned SRsrcPtrHi = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
+        &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub1, &AMDGPU::VReg_32RegClass);
+
+    // 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);
+
+    // 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(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT & 0xFFFFFFFF);
+
+    // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
+    BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+            SRsrcFormatHi)
+            .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT >> 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);
+    unsigned NewVAddrLo;
+    unsigned NewVAddrHi;
+    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.
+      NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_32RegClass);
+      NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_32RegClass);
+
+      // NewVaddrLo = SRsrcPtrLo + VAddr:sub0
+      BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32),
+              NewVAddrLo)
+              .addReg(SRsrcPtrLo)
+              .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
+              .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::ImplicitDefine);
+
+      // NewVaddrHi = SRsrcPtrHi + VAddr:sub1
+      BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e32),
+              NewVAddrHi)
+              .addReg(SRsrcPtrHi)
+              .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1)
+              .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::ImplicitDefine)
+              .addReg(AMDGPU::VCC, RegState::Implicit);
+
+    } else {
+      // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
+      // ADDR64.
+      MachineOperand *VData = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vdata);
+      MachineOperand *Offset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::offset);
+      MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soffset);
+      assert(SOffset->isImm() && SOffset->getImm() == 0 && "Legalizing MUBUF "
+             "with non-zero soffset is not implemented");
+      (void)SOffset;
+
+      // Create the new instruction.
+      unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI->getOpcode());
+      MachineInstr *Addr64 =
+          BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
+                  .addOperand(*VData)
+                  .addOperand(*SRsrc)
+                  .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
+                                              // This will be replaced later
+                                              // with the new value of vaddr.
+                  .addOperand(*Offset);
+
+      MI->removeFromParent();
+      MI = Addr64;
+
+      NewVAddrLo = SRsrcPtrLo;
+      NewVAddrHi = SRsrcPtrHi;
+      VAddr = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
+      SRsrc = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
+    }
+
+    // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
+    BuildMI(MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE),
+            NewVAddr)
+            .addReg(NewVAddrLo)
+            .addImm(AMDGPU::sub0)
+            .addReg(NewVAddrHi)
+            .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+
+    // 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);
+
+  if (OffOp) {
+    // Handle the _IMM variant
+    unsigned LoOffset = OffOp->getImm();
+    unsigned HiOffset = LoOffset + (HalfSize / 4);
+    Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegLo)
+                  .addOperand(*SBase)
+                  .addImm(LoOffset);
+
+    if (!isUInt<8>(HiOffset)) {
+      unsigned OffsetSGPR =
+          MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
+      BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), OffsetSGPR)
+              .addImm(HiOffset << 2);  // The immediate offset is in dwords,
+                                       // but offset in register is in bytes.
+      Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegHi)
+                    .addOperand(*SBase)
+                    .addReg(OffsetSGPR);
+    } else {
+      Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfImmOp), RegHi)
+                     .addOperand(*SBase)
+                     .addImm(HiOffset);
+    }
+  } else {
+    // Handle the _SGPR variant
+    MachineOperand *SOff = getNamedOperand(*MI, AMDGPU::OpName::soff);
+    Lo = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp), RegLo)
+                  .addOperand(*SBase)
+                  .addOperand(*SOff);
+    unsigned OffsetSGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_32RegClass);
+    BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), OffsetSGPR)
+            .addOperand(*SOff)
+            .addImm(HalfSize);
+    Hi = BuildMI(*MBB, MI, DL, get(HalfSGPROp))
+                  .addOperand(*SBase)
+                  .addReg(OffsetSGPR);
+  }
+
+  unsigned SubLo, SubHi;
+  switch (HalfSize) {
+    case 4:
+      SubLo = AMDGPU::sub0;
+      SubHi = AMDGPU::sub1;
+      break;
+    case 8:
+      SubLo = AMDGPU::sub0_sub1;
+      SubHi = AMDGPU::sub2_sub3;
+      break;
+    case 16:
+      SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3;
+      SubHi = AMDGPU::sub4_sub5_sub6_sub7;
+      break;
+    case 32:
+      SubLo = AMDGPU::sub0_sub1_sub2_sub3_sub4_sub5_sub6_sub7;
+      SubHi = AMDGPU::sub8_sub9_sub10_sub11_sub12_sub13_sub14_sub15;
+      break;
+    default:
+      llvm_unreachable("Unhandled HalfSize");
+  }
+
+  BuildMI(*MBB, MI, DL, get(AMDGPU::REG_SEQUENCE))
+          .addOperand(MI->getOperand(0))
+          .addReg(RegLo)
+          .addImm(SubLo)
+          .addReg(RegHi)
+          .addImm(SubHi);
+}
+
+void SIInstrInfo::moveSMRDToVALU(MachineInstr *MI, MachineRegisterInfo &MRI) const {
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  switch (MI->getOpcode()) {
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORD_SGPR:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_IMM:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX2_SGPR:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR: {
+      unsigned NewOpcode = getVALUOp(*MI);
+      unsigned RegOffset;
+      unsigned ImmOffset;
+
+      if (MI->getOperand(2).isReg()) {
+        RegOffset = MI->getOperand(2).getReg();
+        ImmOffset = 0;
+      } else {
+        assert(MI->getOperand(2).isImm());
+        // SMRD instructions take a dword offsets and MUBUF instructions
+        // take a byte offset.
+        ImmOffset = MI->getOperand(2).getImm() << 2;
+        RegOffset = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+        if (isUInt<12>(ImmOffset)) {
+          BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+                  RegOffset)
+                  .addImm(0);
+        } else {
+          BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32),
+                  RegOffset)
+                  .addImm(ImmOffset);
+          ImmOffset = 0;
+        }
+      }
+
+      unsigned SRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
+      unsigned DWord0 = RegOffset;
+      unsigned DWord1 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+      unsigned DWord2 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+      unsigned DWord3 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
+
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord1)
+              .addImm(0);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord2)
+              .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT & 0xFFFFFFFF);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), DWord3)
+              .addImm(AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT >> 32);
+      BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), SRsrc)
+              .addReg(DWord0)
+              .addImm(AMDGPU::sub0)
+              .addReg(DWord1)
+              .addImm(AMDGPU::sub1)
+              .addReg(DWord2)
+              .addImm(AMDGPU::sub2)
+              .addReg(DWord3)
+              .addImm(AMDGPU::sub3);
+      MI->setDesc(get(NewOpcode));
+      if (MI->getOperand(2).isReg()) {
+        MI->getOperand(2).setReg(MI->getOperand(1).getReg());
+      } else {
+        MI->getOperand(2).ChangeToRegister(MI->getOperand(1).getReg(), false);
+      }
+      MI->getOperand(1).setReg(SRsrc);
+      MI->addOperand(*MBB->getParent(), MachineOperand::CreateImm(ImmOffset));
+
+      const TargetRegisterClass *NewDstRC =
+          RI.getRegClass(get(NewOpcode).OpInfo[0].RegClass);
+
+      unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
+      unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
+      MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
+      break;
+    }
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_IMM:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX8_SGPR: {
+      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);
+      moveSMRDToVALU(Hi, MRI);
+      break;
+    }
+
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX16_IMM:
+    case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX16_SGPR: {
+      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);
+      moveSMRDToVALU(Hi, MRI);
+      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->getOpcode())) {
+        moveSMRDToVALU(Inst, MRI);
+      }
+      break;
+    case AMDGPU::S_MOV_B64: {
+      DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+      // If the source operand is a register we can replace this with a
+      // copy.
+      if (Inst->getOperand(1).isReg()) {
+        MachineInstr *Copy = BuildMI(*MBB, Inst, DL, get(TargetOpcode::COPY))
+          .addOperand(Inst->getOperand(0))
+          .addOperand(Inst->getOperand(1));
+        Worklist.push_back(Copy);
+      } else {
+        // Otherwise, we need to split this into two movs, because there is
+        // no 64-bit VALU move instruction.
+        unsigned Reg = Inst->getOperand(0).getReg();
+        unsigned Dst = split64BitImm(Worklist,
+                                     Inst,
+                                     MRI,
+                                     MRI.getRegClass(Reg),
+                                     Inst->getOperand(1));
+        MRI.replaceRegWith(Reg, Dst);
+      }
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+    }
+    case AMDGPU::S_AND_B64:
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_AND_B32);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_OR_B64:
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_OR_B32);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_XOR_B64:
+      splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_XOR_B32);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_NOT_B64:
+      splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::S_NOT_B32);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
+      splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
+    case AMDGPU::S_BFE_U64:
+    case AMDGPU::S_BFE_I64:
+    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));
+    }
+
+    addDescImplicitUseDef(NewDesc, Inst);
+
+    if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
+      const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst->getOperand(2);
+      // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
+      // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
+      assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
+             "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
+      uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
+
+      uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
+      uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
+      Inst->RemoveOperand(2); // Remove old immediate.
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
+    }
+
+    // Update the destination register class.
+
+    const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(*Inst, 0);
+
+    switch (Opcode) {
+      // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual
+      // register class associated with the operand, so we need to find an
+      // equivalent VGPR register class in order to move the instruction to the
+      // VALU.
+    case AMDGPU::COPY:
+    case AMDGPU::PHI:
+    case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
+    case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
+      if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
+        continue;
+      NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
+      if (!NewDstRC)
+        continue;
+      break;
+    default:
+      break;
+    }
+
+    unsigned DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
+    unsigned NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
+    MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
+
+    // Legalize the operands
+    legalizeOperands(Inst);
+
+    for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(NewDstReg),
+           E = MRI.use_end(); I != E; ++I) {
+      MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
+      if (!canReadVGPR(UseMI, I.getOperandNo())) {
+        Worklist.push_back(&UseMI);
+      }
+    }
+  }
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Indirect addressing callbacks
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -345,17 +1719,182 @@ unsigned SIInstrInfo::calculateIndirectAddress(unsigned RegIndex,
   return RegIndex;
 }
 
+const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getIndirectAddrRegClass() const {
+  return &AMDGPU::VReg_32RegClass;
+}
+
+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;
 
-int SIInstrInfo::getIndirectIndexBegin(const MachineFunction &MF) const {
-  llvm_unreachable("Unimplemented");
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
+  const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
+
+  const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
+  const TargetRegisterClass *DestSubRC = RI.getSubRegClass(DestRC, AMDGPU::sub0);
+
+  unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
+  MachineInstr *LoHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
+    .addOperand(SrcReg0Sub0);
+
+  MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
+                                                       AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
+
+  unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(DestSubRC);
+  MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
+    .addOperand(SrcReg0Sub1);
+
+  unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
+    .addReg(DestSub0)
+    .addImm(AMDGPU::sub0)
+    .addReg(DestSub1)
+    .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
+
+  // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
+  // valid.
+  Worklist.push_back(LoHalf);
+  Worklist.push_back(HiHalf);
 }
 
-int SIInstrInfo::getIndirectIndexEnd(const MachineFunction &MF) const {
-  llvm_unreachable("Unimplemented");
+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 *DestSubRC = RI.getSubRegClass(DestRC, AMDGPU::sub0);
+
+  unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
+  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(DestSubRC);
+  MachineInstr *HiHalf = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
+    .addOperand(SrcReg0Sub1)
+    .addOperand(SrcReg1Sub1);
+
+  unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(DestRC);
+  BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
+    .addReg(DestSub0)
+    .addImm(AMDGPU::sub0)
+    .addReg(DestSub1)
+    .addImm(AMDGPU::sub1);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
+
+  // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
+  // valid.
+  Worklist.push_back(LoHalf);
+  Worklist.push_back(HiHalf);
 }
 
-const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getIndirectAddrRegClass() const {
-  llvm_unreachable("Unimplemented");
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+                                       MachineInstr *Inst) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
+
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e32);
+  const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+  unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+
+  const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
+                                                      AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
+  MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
+                                                      AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
+
+  MachineInstr *First = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
+    .addOperand(SrcRegSub0)
+    .addImm(0);
+
+  MachineInstr *Second = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
+    .addOperand(SrcRegSub1)
+    .addReg(MidReg);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
+
+  Worklist.push_back(First);
+  Worklist.push_back(Second);
+}
+
+void SIInstrInfo::addDescImplicitUseDef(const MCInstrDesc &NewDesc,
+                                        MachineInstr *Inst) const {
+  // Add the implict and explicit register definitions.
+  if (NewDesc.ImplicitUses) {
+    for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitUses[i]; ++i) {
+      unsigned Reg = NewDesc.ImplicitUses[i];
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, false, true));
+    }
+  }
+
+  if (NewDesc.ImplicitDefs) {
+    for (unsigned i = 0; NewDesc.ImplicitDefs[i]; ++i) {
+      unsigned Reg = NewDesc.ImplicitDefs[i];
+      Inst->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, true, true));
+    }
+  }
 }
 
 MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectWrite(
@@ -363,7 +1902,17 @@ MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectWrite(
                                    MachineBasicBlock::iterator I,
                                    unsigned ValueReg,
                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
-  llvm_unreachable("Unimplemented");
+  const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
+  unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VReg_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(
@@ -371,5 +1920,52 @@ MachineInstrBuilder SIInstrInfo::buildIndirectRead(
                                    MachineBasicBlock::iterator I,
                                    unsigned ValueReg,
                                    unsigned Address, unsigned OffsetReg) const {
-  llvm_unreachable("Unimplemented");
+  const DebugLoc &DL = MBB->findDebugLoc(I);
+  unsigned IndirectBaseReg = AMDGPU::VReg_32RegClass.getRegister(
+                                      getIndirectIndexBegin(*MBB->getParent()));
+
+  return BuildMI(*MBB, I, DL, get(AMDGPU::SI_INDIRECT_SRC))
+          .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::VReg_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);
 }