aco: reserve 2 sgprs for each branch
[mesa.git] / src / amd / compiler / aco_lower_to_hw_instr.cpp
index 395851119549a9e154262d84c251be5e48ddffa4..1962c17032f9f4a14b550e46b15d3f8795487dfe 100644 (file)
@@ -31,6 +31,7 @@
 #include "aco_builder.h"
 #include "util/u_math.h"
 #include "sid.h"
+#include "vulkan/radv_shader.h"
 
 
 namespace aco {
@@ -40,208 +41,546 @@ struct lower_context {
    std::vector<aco_ptr<Instruction>> instructions;
 };
 
-void emit_dpp_op(lower_context *ctx, PhysReg dst, PhysReg src0, PhysReg src1, PhysReg vtmp, PhysReg wrtmp,
-                 aco_opcode op, Format format, bool clobber_vcc, unsigned dpp_ctrl,
-                 unsigned row_mask, unsigned bank_mask, bool bound_ctrl_zero, unsigned size,
-                 Operand *identity=NULL) /* for VOP3 with sparse writes */
+/* used by handle_operands() indirectly through Builder::copy */
+uint8_t int8_mul_table[512] = {
+    0, 20, 1, 1, 1, 2, 1, 3, 1, 4, 1, 5, 1, 6, 1, 7, 1, 8, 1, 9, 1, 10, 1, 11,
+    1, 12, 1, 13, 1, 14, 1, 15, 1, 16, 1, 17, 1, 18, 1, 19, 1, 20, 1, 21,
+    1, 22, 1, 23, 1, 24, 1, 25, 1, 26, 1, 27, 1, 28, 1, 29, 1, 30, 1, 31,
+    1, 32, 1, 33, 1, 34, 1, 35, 1, 36, 1, 37, 1, 38, 1, 39, 1, 40, 1, 41,
+    1, 42, 1, 43, 1, 44, 1, 45, 1, 46, 1, 47, 1, 48, 1, 49, 1, 50, 1, 51,
+    1, 52, 1, 53, 1, 54, 1, 55, 1, 56, 1, 57, 1, 58, 1, 59, 1, 60, 1, 61,
+    1, 62, 1, 63, 1, 64, 5, 13, 2, 33, 17, 19, 2, 34, 3, 23, 2, 35, 11, 53,
+    2, 36, 7, 47, 2, 37, 3, 25, 2, 38, 7, 11, 2, 39, 53, 243, 2, 40, 3, 27,
+    2, 41, 17, 35, 2, 42, 5, 17, 2, 43, 3, 29, 2, 44, 15, 23, 2, 45, 7, 13,
+    2, 46, 3, 31, 2, 47, 5, 19, 2, 48, 19, 59, 2, 49, 3, 33, 2, 50, 7, 51,
+    2, 51, 15, 41, 2, 52, 3, 35, 2, 53, 11, 33, 2, 54, 23, 27, 2, 55, 3, 37,
+    2, 56, 9, 41, 2, 57, 5, 23, 2, 58, 3, 39, 2, 59, 7, 17, 2, 60, 9, 241,
+    2, 61, 3, 41, 2, 62, 5, 25, 2, 63, 35, 245, 2, 64, 3, 43, 5, 26, 9, 43,
+    3, 44, 7, 19, 10, 39, 3, 45, 4, 34, 11, 59, 3, 46, 9, 243, 4, 35, 3, 47,
+    22, 53, 7, 57, 3, 48, 5, 29, 10, 245, 3, 49, 4, 37, 9, 45, 3, 50, 7, 241,
+    4, 38, 3, 51, 7, 22, 5, 31, 3, 52, 7, 59, 7, 242, 3, 53, 4, 40, 7, 23,
+    3, 54, 15, 45, 4, 41, 3, 55, 6, 241, 9, 47, 3, 56, 13, 13, 5, 34, 3, 57,
+    4, 43, 11, 39, 3, 58, 5, 35, 4, 44, 3, 59, 6, 243, 7, 245, 3, 60, 5, 241,
+    7, 26, 3, 61, 4, 46, 5, 37, 3, 62, 11, 17, 4, 47, 3, 63, 5, 38, 5, 243,
+    3, 64, 7, 247, 9, 50, 5, 39, 4, 241, 33, 37, 6, 33, 13, 35, 4, 242, 5, 245,
+    6, 247, 7, 29, 4, 51, 5, 41, 5, 246, 7, 249, 3, 240, 11, 19, 5, 42, 3, 241,
+    4, 245, 25, 29, 3, 242, 5, 43, 4, 246, 3, 243, 17, 58, 17, 43, 3, 244,
+    5, 249, 6, 37, 3, 245, 2, 240, 5, 45, 2, 241, 21, 23, 2, 242, 3, 247,
+    2, 243, 5, 251, 2, 244, 29, 61, 2, 245, 3, 249, 2, 246, 17, 29, 2, 247,
+    9, 55, 1, 240, 1, 241, 1, 242, 1, 243, 1, 244, 1, 245, 1, 246, 1, 247,
+    1, 248, 1, 249, 1, 250, 1, 251, 1, 252, 1, 253, 1, 254, 1, 255
+};
+
+
+aco_opcode get_reduce_opcode(chip_class chip, ReduceOp op) {
+   /* Because some 16-bit instructions are already VOP3 on GFX10, we use the
+    * 32-bit opcodes (VOP2) which allows to remove the tempory VGPR and to use
+    * DPP with the arithmetic instructions. This requires to sign-extend.
+    */
+   switch (op) {
+   case iadd8:
+   case iadd16:
+      if (chip >= GFX10) {
+         return aco_opcode::v_add_u32;
+      } else if (chip >= GFX8) {
+         return aco_opcode::v_add_u16;
+      } else {
+         return aco_opcode::v_add_co_u32;
+      }
+      break;
+   case imul8:
+   case imul16:
+      if (chip >= GFX10) {
+         return aco_opcode::v_mul_lo_u16_e64;
+      } else if (chip >= GFX8) {
+         return aco_opcode::v_mul_lo_u16;
+      } else {
+         return aco_opcode::v_mul_u32_u24;
+      }
+      break;
+   case fadd16: return aco_opcode::v_add_f16;
+   case fmul16: return aco_opcode::v_mul_f16;
+   case imax8:
+   case imax16:
+      if (chip >= GFX10) {
+         return aco_opcode::v_max_i32;
+      } else if (chip >= GFX8) {
+         return aco_opcode::v_max_i16;
+      } else {
+         return aco_opcode::v_max_i32;
+      }
+      break;
+   case imin8:
+   case imin16:
+      if (chip >= GFX10) {
+         return aco_opcode::v_min_i32;
+      } else if (chip >= GFX8) {
+         return aco_opcode::v_min_i16;
+      } else {
+         return aco_opcode::v_min_i32;
+      }
+      break;
+   case umin8:
+   case umin16:
+      if (chip >= GFX10) {
+         return aco_opcode::v_min_u32;
+      } else if (chip >= GFX8) {
+         return aco_opcode::v_min_u16;
+      } else {
+         return aco_opcode::v_min_u32;
+      }
+      break;
+   case umax8:
+   case umax16:
+      if (chip >= GFX10) {
+         return aco_opcode::v_max_u32;
+      } else if (chip >= GFX8) {
+         return aco_opcode::v_max_u16;
+      } else {
+         return aco_opcode::v_max_u32;
+      }
+      break;
+   case fmin16: return aco_opcode::v_min_f16;
+   case fmax16: return aco_opcode::v_max_f16;
+   case iadd32: return chip >= GFX9 ? aco_opcode::v_add_u32 : aco_opcode::v_add_co_u32;
+   case imul32: return aco_opcode::v_mul_lo_u32;
+   case fadd32: return aco_opcode::v_add_f32;
+   case fmul32: return aco_opcode::v_mul_f32;
+   case imax32: return aco_opcode::v_max_i32;
+   case imin32: return aco_opcode::v_min_i32;
+   case umin32: return aco_opcode::v_min_u32;
+   case umax32: return aco_opcode::v_max_u32;
+   case fmin32: return aco_opcode::v_min_f32;
+   case fmax32: return aco_opcode::v_max_f32;
+   case iand8:
+   case iand16:
+   case iand32: return aco_opcode::v_and_b32;
+   case ixor8:
+   case ixor16:
+   case ixor32: return aco_opcode::v_xor_b32;
+   case ior8:
+   case ior16:
+   case ior32: return aco_opcode::v_or_b32;
+   case iadd64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   case imul64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   case fadd64: return aco_opcode::v_add_f64;
+   case fmul64: return aco_opcode::v_mul_f64;
+   case imin64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   case imax64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   case umin64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   case umax64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   case fmin64: return aco_opcode::v_min_f64;
+   case fmax64: return aco_opcode::v_max_f64;
+   case iand64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   case ior64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   case ixor64: return aco_opcode::num_opcodes;
+   default: return aco_opcode::num_opcodes;
+   }
+}
+
+bool is_vop3_reduce_opcode(aco_opcode opcode)
 {
-   RegClass rc = RegClass(RegType::vgpr, size);
-   if (format == Format::VOP3) {
-      Builder bld(ctx->program, &ctx->instructions);
+   /* 64-bit reductions are VOP3. */
+   if (opcode == aco_opcode::num_opcodes)
+      return true;
+
+   return instr_info.format[(int)opcode] == Format::VOP3;
+}
+
+void emit_vadd32(Builder& bld, Definition def, Operand src0, Operand src1)
+{
+   Instruction *instr = bld.vadd32(def, src0, src1, false, Operand(s2), true);
+   if (instr->definitions.size() >= 2) {
+      assert(instr->definitions[1].regClass() == bld.lm);
+      instr->definitions[1].setFixed(vcc);
+   }
+}
+
+void emit_int64_dpp_op(lower_context *ctx, PhysReg dst_reg, PhysReg src0_reg, PhysReg src1_reg,
+                       PhysReg vtmp_reg, ReduceOp op,
+                       unsigned dpp_ctrl, unsigned row_mask, unsigned bank_mask, bool bound_ctrl,
+                       Operand *identity=NULL)
+{
+   Builder bld(ctx->program, &ctx->instructions);
+   Definition dst[] = {Definition(dst_reg, v1), Definition(PhysReg{dst_reg+1}, v1)};
+   Definition vtmp_def[] = {Definition(vtmp_reg, v1), Definition(PhysReg{vtmp_reg+1}, v1)};
+   Operand src0[] = {Operand(src0_reg, v1), Operand(PhysReg{src0_reg+1}, v1)};
+   Operand src1[] = {Operand(src1_reg, v1), Operand(PhysReg{src1_reg+1}, v1)};
+   Operand src1_64 = Operand(src1_reg, v2);
+   Operand vtmp_op[] = {Operand(vtmp_reg, v1), Operand(PhysReg{vtmp_reg+1}, v1)};
+   Operand vtmp_op64 = Operand(vtmp_reg, v2);
+   if (op == iadd64) {
+      if (ctx->program->chip_class >= GFX10) {
+         if (identity)
+            bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], identity[0]);
+         bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], src0[0],
+                      dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+         bld.vop3(aco_opcode::v_add_co_u32_e64, dst[0], bld.def(bld.lm, vcc), vtmp_op[0], src1[0]);
+      } else {
+         bld.vop2_dpp(aco_opcode::v_add_co_u32, dst[0], bld.def(bld.lm, vcc), src0[0], src1[0],
+                      dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      }
+      bld.vop2_dpp(aco_opcode::v_addc_co_u32, dst[1], bld.def(bld.lm, vcc), src0[1], src1[1], Operand(vcc, bld.lm),
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+   } else if (op == iand64) {
+      bld.vop2_dpp(aco_opcode::v_and_b32, dst[0], src0[0], src1[0],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      bld.vop2_dpp(aco_opcode::v_and_b32, dst[1], src0[1], src1[1],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+   } else if (op == ior64) {
+      bld.vop2_dpp(aco_opcode::v_or_b32, dst[0], src0[0], src1[0],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      bld.vop2_dpp(aco_opcode::v_or_b32, dst[1], src0[1], src1[1],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+   } else if (op == ixor64) {
+      bld.vop2_dpp(aco_opcode::v_xor_b32, dst[0], src0[0], src1[0],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      bld.vop2_dpp(aco_opcode::v_xor_b32, dst[1], src0[1], src1[1],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+   } else if (op == umin64 || op == umax64 || op == imin64 || op == imax64) {
+      aco_opcode cmp = aco_opcode::num_opcodes;
+      switch (op) {
+      case umin64:
+         cmp = aco_opcode::v_cmp_gt_u64;
+         break;
+      case umax64:
+         cmp = aco_opcode::v_cmp_lt_u64;
+         break;
+      case imin64:
+         cmp = aco_opcode::v_cmp_gt_i64;
+         break;
+      case imax64:
+         cmp = aco_opcode::v_cmp_lt_i64;
+         break;
+      default:
+         break;
+      }
 
+      if (identity) {
+         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], identity[0]);
+         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[1], identity[1]);
+      }
+      bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], src0[0],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[1], src0[1],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+
+      bld.vopc(cmp, bld.def(bld.lm, vcc), vtmp_op64, src1_64);
+      bld.vop2(aco_opcode::v_cndmask_b32, dst[0], vtmp_op[0], src1[0], Operand(vcc, bld.lm));
+      bld.vop2(aco_opcode::v_cndmask_b32, dst[1], vtmp_op[1], src1[1], Operand(vcc, bld.lm));
+   } else if (op == imul64) {
+      /* t4 = dpp(x_hi)
+       * t1 = umul_lo(t4, y_lo)
+       * t3 = dpp(x_lo)
+       * t0 = umul_lo(t3, y_hi)
+       * t2 = iadd(t0, t1)
+       * t5 = umul_hi(t3, y_lo)
+       * res_hi = iadd(t2, t5)
+       * res_lo = umul_lo(t3, y_lo)
+       * Requires that res_hi != src0[0] and res_hi != src1[0]
+       * and that vtmp[0] != res_hi.
+       */
       if (identity)
-         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(vtmp, v1), identity[0]);
-      if (identity && size >= 2)
-         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+1}, v1), identity[1]);
+         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], identity[1]);
+      bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], src0[1],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      bld.vop3(aco_opcode::v_mul_lo_u32, vtmp_def[1], vtmp_op[0], src1[0]);
+      if (identity)
+         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], identity[0]);
+      bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], src0[0],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      bld.vop3(aco_opcode::v_mul_lo_u32, vtmp_def[0], vtmp_op[0], src1[1]);
+      emit_vadd32(bld, vtmp_def[1], vtmp_op[0], vtmp_op[1]);
+      if (identity)
+         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], identity[0]);
+      bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], src0[0],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      bld.vop3(aco_opcode::v_mul_hi_u32, vtmp_def[0], vtmp_op[0], src1[0]);
+      emit_vadd32(bld, dst[1], vtmp_op[1], vtmp_op[0]);
+      if (identity)
+         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], identity[0]);
+      bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, vtmp_def[0], src0[0],
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      bld.vop3(aco_opcode::v_mul_lo_u32, dst[0], vtmp_op[0], src1[0]);
+   }
+}
 
-      for (unsigned i = 0; i < size; i++)
-         bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{src0+i}, v1),
-                      dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl_zero);
+void emit_int64_op(lower_context *ctx, PhysReg dst_reg, PhysReg src0_reg, PhysReg src1_reg, PhysReg vtmp, ReduceOp op)
+{
+   Builder bld(ctx->program, &ctx->instructions);
+   Definition dst[] = {Definition(dst_reg, v1), Definition(PhysReg{dst_reg+1}, v1)};
+   RegClass src0_rc = src0_reg.reg() >= 256 ? v1 : s1;
+   Operand src0[] = {Operand(src0_reg, src0_rc), Operand(PhysReg{src0_reg+1}, src0_rc)};
+   Operand src1[] = {Operand(src1_reg, v1), Operand(PhysReg{src1_reg+1}, v1)};
+   Operand src0_64 = Operand(src0_reg, src0_reg.reg() >= 256 ? v2 : s2);
+   Operand src1_64 = Operand(src1_reg, v2);
+
+   if (src0_rc == s1 &&
+       (op == imul64 || op == umin64 || op == umax64 || op == imin64 || op == imax64)) {
+      assert(vtmp.reg() != 0);
+      bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(vtmp, v1), src0[0]);
+      bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+1}, v1), src0[1]);
+      src0_reg = vtmp;
+      src0[0] = Operand(vtmp, v1);
+      src0[1] = Operand(PhysReg{vtmp+1}, v1);
+      src0_64 = Operand(vtmp, v2);
+   } else if (src0_rc == s1 && op == iadd64) {
+      assert(vtmp.reg() != 0);
+      bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+1}, v1), src0[1]);
+      src0[1] = Operand(PhysReg{vtmp+1}, v1);
+   }
+
+   if (op == iadd64) {
+      if (ctx->program->chip_class >= GFX10) {
+         bld.vop3(aco_opcode::v_add_co_u32_e64, dst[0], bld.def(bld.lm, vcc), src0[0], src1[0]);
+      } else {
+         bld.vop2(aco_opcode::v_add_co_u32, dst[0], bld.def(bld.lm, vcc), src0[0], src1[0]);
+      }
+      bld.vop2(aco_opcode::v_addc_co_u32, dst[1], bld.def(bld.lm, vcc), src0[1], src1[1], Operand(vcc, bld.lm));
+   } else if (op == iand64) {
+      bld.vop2(aco_opcode::v_and_b32, dst[0], src0[0], src1[0]);
+      bld.vop2(aco_opcode::v_and_b32, dst[1], src0[1], src1[1]);
+   } else if (op == ior64) {
+      bld.vop2(aco_opcode::v_or_b32, dst[0], src0[0], src1[0]);
+      bld.vop2(aco_opcode::v_or_b32, dst[1], src0[1], src1[1]);
+   } else if (op == ixor64) {
+      bld.vop2(aco_opcode::v_xor_b32, dst[0], src0[0], src1[0]);
+      bld.vop2(aco_opcode::v_xor_b32, dst[1], src0[1], src1[1]);
+   } else if (op == umin64 || op == umax64 || op == imin64 || op == imax64) {
+      aco_opcode cmp = aco_opcode::num_opcodes;
+      switch (op) {
+      case umin64:
+         cmp = aco_opcode::v_cmp_gt_u64;
+         break;
+      case umax64:
+         cmp = aco_opcode::v_cmp_lt_u64;
+         break;
+      case imin64:
+         cmp = aco_opcode::v_cmp_gt_i64;
+         break;
+      case imax64:
+         cmp = aco_opcode::v_cmp_lt_i64;
+         break;
+      default:
+         break;
+      }
+
+      bld.vopc(cmp, bld.def(bld.lm, vcc), src0_64, src1_64);
+      bld.vop2(aco_opcode::v_cndmask_b32, dst[0], src0[0], src1[0], Operand(vcc, bld.lm));
+      bld.vop2(aco_opcode::v_cndmask_b32, dst[1], src0[1], src1[1], Operand(vcc, bld.lm));
+   } else if (op == imul64) {
+      if (src1_reg == dst_reg) {
+         /* it's fine if src0==dst but not if src1==dst */
+         std::swap(src0_reg, src1_reg);
+         std::swap(src0[0], src1[0]);
+         std::swap(src0[1], src1[1]);
+         std::swap(src0_64, src1_64);
+      }
+      assert(!(src0_reg == src1_reg));
+      /* t1 = umul_lo(x_hi, y_lo)
+       * t0 = umul_lo(x_lo, y_hi)
+       * t2 = iadd(t0, t1)
+       * t5 = umul_hi(x_lo, y_lo)
+       * res_hi = iadd(t2, t5)
+       * res_lo = umul_lo(x_lo, y_lo)
+       * assumes that it's ok to modify x_hi/y_hi, since we might not have vtmp
+       */
+      Definition tmp0_def(PhysReg{src0_reg+1}, v1);
+      Definition tmp1_def(PhysReg{src1_reg+1}, v1);
+      Operand tmp0_op = src0[1];
+      Operand tmp1_op = src1[1];
+      bld.vop3(aco_opcode::v_mul_lo_u32, tmp0_def, src0[1], src1[0]);
+      bld.vop3(aco_opcode::v_mul_lo_u32, tmp1_def, src0[0], src1[1]);
+      emit_vadd32(bld, tmp0_def, tmp1_op, tmp0_op);
+      bld.vop3(aco_opcode::v_mul_hi_u32, tmp1_def, src0[0], src1[0]);
+      emit_vadd32(bld, dst[1], tmp0_op, tmp1_op);
+      bld.vop3(aco_opcode::v_mul_lo_u32, dst[0], src0[0], src1[0]);
+   }
+}
 
-      if (clobber_vcc)
-         bld.vop3(op, Definition(dst, rc), Definition(vcc, s2), Operand(vtmp, rc), Operand(src1, rc));
+void emit_dpp_op(lower_context *ctx, PhysReg dst_reg, PhysReg src0_reg, PhysReg src1_reg,
+                 PhysReg vtmp, ReduceOp op, unsigned size,
+                 unsigned dpp_ctrl, unsigned row_mask, unsigned bank_mask, bool bound_ctrl,
+                 Operand *identity=NULL) /* for VOP3 with sparse writes */
+{
+   Builder bld(ctx->program, &ctx->instructions);
+   RegClass rc = RegClass(RegType::vgpr, size);
+   Definition dst(dst_reg, rc);
+   Operand src0(src0_reg, rc);
+   Operand src1(src1_reg, rc);
+
+   aco_opcode opcode = get_reduce_opcode(ctx->program->chip_class, op);
+   bool vop3 = is_vop3_reduce_opcode(opcode);
+
+   if (!vop3) {
+      if (opcode == aco_opcode::v_add_co_u32)
+         bld.vop2_dpp(opcode, dst, bld.def(bld.lm, vcc), src0, src1, dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
       else
-         bld.vop3(op, Definition(dst, rc), Operand(vtmp, rc), Operand(src1, rc));
+         bld.vop2_dpp(opcode, dst, src0, src1, dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+      return;
+   }
+
+   if (opcode == aco_opcode::num_opcodes) {
+      emit_int64_dpp_op(ctx, dst_reg ,src0_reg, src1_reg, vtmp, op,
+                        dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl, identity);
+      return;
+   }
+
+   if (identity)
+      bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(vtmp, v1), identity[0]);
+   if (identity && size >= 2)
+      bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+1}, v1), identity[1]);
+
+   for (unsigned i = 0; i < size; i++)
+      bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{src0_reg+i}, v1),
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
+
+   bld.vop3(opcode, dst, Operand(vtmp, rc), src1);
+}
+
+void emit_op(lower_context *ctx, PhysReg dst_reg, PhysReg src0_reg, PhysReg src1_reg,
+             PhysReg vtmp, ReduceOp op, unsigned size)
+{
+   Builder bld(ctx->program, &ctx->instructions);
+   RegClass rc = RegClass(RegType::vgpr, size);
+   Definition dst(dst_reg, rc);
+   Operand src0(src0_reg, RegClass(src0_reg.reg() >= 256 ? RegType::vgpr : RegType::sgpr, size));
+   Operand src1(src1_reg, rc);
+
+   aco_opcode opcode = get_reduce_opcode(ctx->program->chip_class, op);
+   bool vop3 = is_vop3_reduce_opcode(opcode);
+
+   if (opcode == aco_opcode::num_opcodes) {
+      emit_int64_op(ctx, dst_reg, src0_reg, src1_reg, vtmp, op);
+      return;
+   }
+
+   if (vop3) {
+      bld.vop3(opcode, dst, src0, src1);
+   } else if (opcode == aco_opcode::v_add_co_u32) {
+      bld.vop2(opcode, dst, bld.def(bld.lm, vcc), src0, src1);
    } else {
-      assert(format == Format::VOP2 || format == Format::VOP1);
-      assert(size == 1 || (op == aco_opcode::v_mov_b32));
-
-      for (unsigned i = 0; i < size; i++) {
-         aco_ptr<DPP_instruction> dpp{create_instruction<DPP_instruction>(
-            op, (Format) ((uint32_t) format | (uint32_t) Format::DPP),
-            format == Format::VOP2 ? 2 : 1, clobber_vcc ? 2 : 1)};
-         dpp->operands[0] = Operand(PhysReg{src0+i}, rc);
-         if (format == Format::VOP2)
-            dpp->operands[1] = Operand(PhysReg{src1+i}, rc);
-         dpp->definitions[0] = Definition(PhysReg{dst+i}, rc);
-         if (clobber_vcc)
-            dpp->definitions[1] = Definition(vcc, s2);
-         dpp->dpp_ctrl = dpp_ctrl;
-         dpp->row_mask = row_mask;
-         dpp->bank_mask = bank_mask;
-         dpp->bound_ctrl = bound_ctrl_zero;
-         ctx->instructions.emplace_back(std::move(dpp));
-      }
+      bld.vop2(opcode, dst, src0, src1);
+   }
+}
+
+void emit_dpp_mov(lower_context *ctx, PhysReg dst, PhysReg src0, unsigned size,
+                  unsigned dpp_ctrl, unsigned row_mask, unsigned bank_mask, bool bound_ctrl)
+{
+   Builder bld(ctx->program, &ctx->instructions);
+   for (unsigned i = 0; i < size; i++) {
+      bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{dst+i}, v1), Operand(PhysReg{src0+i}, v1),
+                   dpp_ctrl, row_mask, bank_mask, bound_ctrl);
    }
 }
 
 uint32_t get_reduction_identity(ReduceOp op, unsigned idx)
 {
    switch (op) {
+   case iadd8:
+   case iadd16:
    case iadd32:
    case iadd64:
+   case fadd16:
    case fadd32:
    case fadd64:
+   case ior8:
+   case ior16:
    case ior32:
    case ior64:
+   case ixor8:
+   case ixor16:
    case ixor32:
    case ixor64:
+   case umax8:
+   case umax16:
    case umax32:
    case umax64:
       return 0;
+   case imul8:
+   case imul16:
    case imul32:
    case imul64:
       return idx ? 0 : 1;
+   case fmul16:
+      return 0x3c00u; /* 1.0 */
    case fmul32:
       return 0x3f800000u; /* 1.0 */
    case fmul64:
       return idx ? 0x3ff00000u : 0u; /* 1.0 */
+   case imin8:
+      return INT8_MAX;
+   case imin16:
+      return INT16_MAX;
    case imin32:
       return INT32_MAX;
    case imin64:
       return idx ? 0x7fffffffu : 0xffffffffu;
+   case imax8:
+      return INT8_MIN;
+   case imax16:
+      return INT16_MIN;
    case imax32:
       return INT32_MIN;
    case imax64:
       return idx ? 0x80000000u : 0;
+   case umin8:
+   case umin16:
+   case iand8:
+   case iand16:
+      return 0xffffffffu;
    case umin32:
    case umin64:
    case iand32:
    case iand64:
       return 0xffffffffu;
+   case fmin16:
+      return 0x7c00u; /* infinity */
    case fmin32:
       return 0x7f800000u; /* infinity */
    case fmin64:
       return idx ? 0x7ff00000u : 0u; /* infinity */
+   case fmax16:
+      return 0xfc00u; /* negative infinity */
    case fmax32:
       return 0xff800000u; /* negative infinity */
    case fmax64:
       return idx ? 0xfff00000u : 0u; /* negative infinity */
-   }
-   unreachable("Invalid reduction operation");
-}
-
-aco_opcode get_reduction_opcode(lower_context *ctx, ReduceOp op, bool *clobber_vcc, Format *format)
-{
-   *clobber_vcc = false;
-   *format = Format::VOP2;
-   switch (op) {
-   case iadd32:
-      *clobber_vcc = ctx->program->chip_class < GFX9;
-      return ctx->program->chip_class < GFX9 ? aco_opcode::v_add_co_u32 : aco_opcode::v_add_u32;
-   case imul32:
-      *format = Format::VOP3;
-      return aco_opcode::v_mul_lo_u32;
-   case fadd32:
-      return aco_opcode::v_add_f32;
-   case fmul32:
-      return aco_opcode::v_mul_f32;
-   case imax32:
-      return aco_opcode::v_max_i32;
-   case imin32:
-      return aco_opcode::v_min_i32;
-   case umin32:
-      return aco_opcode::v_min_u32;
-   case umax32:
-      return aco_opcode::v_max_u32;
-   case fmin32:
-      return aco_opcode::v_min_f32;
-   case fmax32:
-      return aco_opcode::v_max_f32;
-   case iand32:
-      return aco_opcode::v_and_b32;
-   case ixor32:
-      return aco_opcode::v_xor_b32;
-   case ior32:
-      return aco_opcode::v_or_b32;
-   case iadd64:
-   case imul64:
-      assert(false);
-      break;
-   case fadd64:
-      *format = Format::VOP3;
-      return aco_opcode::v_add_f64;
-   case fmul64:
-      *format = Format::VOP3;
-      return aco_opcode::v_mul_f64;
-   case imin64:
-   case imax64:
-   case umin64:
-   case umax64:
-      assert(false);
-      break;
-   case fmin64:
-      *format = Format::VOP3;
-      return aco_opcode::v_min_f64;
-   case fmax64:
-      *format = Format::VOP3;
-      return aco_opcode::v_max_f64;
-   case iand64:
-   case ior64:
-   case ixor64:
-      assert(false);
+   default:
+      unreachable("Invalid reduction operation");
       break;
    }
-   unreachable("Invalid reduction operation");
-   return aco_opcode::v_min_u32;
+   return 0;
 }
 
-void emit_vopn(lower_context *ctx, PhysReg dst, PhysReg src0, PhysReg src1,
-               RegClass rc, aco_opcode op, Format format, bool clobber_vcc)
+void emit_ds_swizzle(Builder bld, PhysReg dst, PhysReg src, unsigned size, unsigned ds_pattern)
 {
-   aco_ptr<Instruction> instr;
-   switch (format) {
-   case Format::VOP2:
-      instr.reset(create_instruction<VOP2_instruction>(op, format, 2, clobber_vcc ? 2 : 1));
-      break;
-   case Format::VOP3:
-      instr.reset(create_instruction<VOP3A_instruction>(op, format, 2, clobber_vcc ? 2 : 1));
-      break;
-   default:
-      assert(false);
+   for (unsigned i = 0; i < size; i++) {
+      bld.ds(aco_opcode::ds_swizzle_b32, Definition(PhysReg{dst+i}, v1),
+             Operand(PhysReg{src+i}, v1), ds_pattern);
    }
-   instr->operands[0] = Operand(src0, rc);
-   instr->operands[1] = Operand(src1, rc);
-   instr->definitions[0] = Definition(dst, rc);
-   if (clobber_vcc)
-      instr->definitions[1] = Definition(vcc, s2);
-   ctx->instructions.emplace_back(std::move(instr));
 }
 
 void emit_reduction(lower_context *ctx, aco_opcode op, ReduceOp reduce_op, unsigned cluster_size, PhysReg tmp,
                     PhysReg stmp, PhysReg vtmp, PhysReg sitmp, Operand src, Definition dst)
 {
-   assert(cluster_size == 64 || op == aco_opcode::p_reduce);
+   assert(cluster_size == ctx->program->wave_size || op == aco_opcode::p_reduce);
+   assert(cluster_size <= ctx->program->wave_size);
 
    Builder bld(ctx->program, &ctx->instructions);
 
-   PhysReg wrtmp{0}; /* should never be needed */
-
-   Format format;
-   bool should_clobber_vcc;
-   aco_opcode reduce_opcode = get_reduction_opcode(ctx, reduce_op, &should_clobber_vcc, &format);
    Operand identity[2];
    identity[0] = Operand(get_reduction_identity(reduce_op, 0));
    identity[1] = Operand(get_reduction_identity(reduce_op, 1));
    Operand vcndmask_identity[2] = {identity[0], identity[1]};
 
    /* First, copy the source to tmp and set inactive lanes to the identity */
-   // note: this clobbers SCC!
-   bld.sop1(aco_opcode::s_or_saveexec_b64, Definition(stmp, s2), Definition(scc, s1), Definition(exec, s2), Operand(UINT64_MAX), Operand(exec, s2));
+   bld.sop1(Builder::s_or_saveexec, Definition(stmp, bld.lm), Definition(scc, s1), Definition(exec, bld.lm), Operand(UINT64_MAX), Operand(exec, bld.lm));
 
    for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++) {
-      /* p_exclusive_scan needs it to be a sgpr or inline constant for the v_writelane_b32 */
-      if (identity[i].isLiteral() && op == aco_opcode::p_exclusive_scan) {
+      /* p_exclusive_scan needs it to be a sgpr or inline constant for the v_writelane_b32
+       * except on GFX10, where v_writelane_b32 can take a literal. */
+      if (identity[i].isLiteral() && op == aco_opcode::p_exclusive_scan && ctx->program->chip_class < GFX10) {
          bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(PhysReg{sitmp+i}, s1), identity[i]);
          identity[i] = Operand(PhysReg{sitmp+i}, s1);
 
@@ -256,97 +595,654 @@ void emit_reduction(lower_context *ctx, aco_opcode op, ReduceOp reduce_op, unsig
    for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++) {
       bld.vop2_e64(aco_opcode::v_cndmask_b32, Definition(PhysReg{tmp + i}, v1),
                    vcndmask_identity[i], Operand(PhysReg{src.physReg() + i}, v1),
-                   Operand(stmp, s2));
+                   Operand(stmp, bld.lm));
    }
 
-   bool exec_restored = false;
-   bool dst_written = false;
+   if (src.regClass() == v1b) {
+      if (ctx->program->chip_class >= GFX8) {
+         aco_ptr<SDWA_instruction> sdwa{create_instruction<SDWA_instruction>(aco_opcode::v_mov_b32, asSDWA(Format::VOP1), 1, 1)};
+         sdwa->operands[0] = Operand(PhysReg{tmp}, v1);
+         sdwa->definitions[0] = Definition(PhysReg{tmp}, v1);
+         if (reduce_op == imin8 || reduce_op == imax8)
+            sdwa->sel[0] = sdwa_sbyte;
+         else
+            sdwa->sel[0] = sdwa_ubyte;
+         sdwa->dst_sel = sdwa_udword;
+         bld.insert(std::move(sdwa));
+      } else {
+         aco_opcode opcode;
+
+         if (reduce_op == imin8 || reduce_op == imax8)
+            opcode = aco_opcode::v_bfe_i32;
+         else
+            opcode = aco_opcode::v_bfe_u32;
+
+         bld.vop3(opcode, Definition(PhysReg{tmp}, v1),
+                  Operand(PhysReg{tmp}, v1), Operand(0u), Operand(8u));
+      }
+   } else if (src.regClass() == v2b) {
+      if (ctx->program->chip_class >= GFX10 &&
+          (reduce_op == iadd16 || reduce_op == imax16 ||
+           reduce_op == imin16 || reduce_op == umin16 || reduce_op == umax16)) {
+         aco_ptr<SDWA_instruction> sdwa{create_instruction<SDWA_instruction>(aco_opcode::v_mov_b32, asSDWA(Format::VOP1), 1, 1)};
+         sdwa->operands[0] = Operand(PhysReg{tmp}, v1);
+         sdwa->definitions[0] = Definition(PhysReg{tmp}, v1);
+         if (reduce_op == imin16 || reduce_op == imax16 || reduce_op == iadd16)
+            sdwa->sel[0] = sdwa_sword;
+         else
+            sdwa->sel[0] = sdwa_uword;
+         sdwa->dst_sel = sdwa_udword;
+         bld.insert(std::move(sdwa));
+      } else if (ctx->program->chip_class == GFX6 || ctx->program->chip_class == GFX7) {
+         aco_opcode opcode;
+
+         if (reduce_op == imin16 || reduce_op == imax16 || reduce_op == iadd16)
+            opcode = aco_opcode::v_bfe_i32;
+         else
+            opcode = aco_opcode::v_bfe_u32;
+
+         bld.vop3(opcode, Definition(PhysReg{tmp}, v1),
+                  Operand(PhysReg{tmp}, v1), Operand(0u), Operand(16u));
+      }
+   }
+
+   bool reduction_needs_last_op = false;
    switch (op) {
    case aco_opcode::p_reduce:
       if (cluster_size == 1) break;
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_quad_perm(1, 0, 3, 2), 0xf, 0xf, false, src.size());
+
+      if (ctx->program->chip_class <= GFX7) {
+         reduction_needs_last_op = true;
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), (1 << 15) | dpp_quad_perm(1, 0, 3, 2));
+         if (cluster_size == 2) break;
+         emit_op(ctx, tmp, vtmp, tmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), (1 << 15) | dpp_quad_perm(2, 3, 0, 1));
+         if (cluster_size == 4) break;
+         emit_op(ctx, tmp, vtmp, tmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1f, 0, 0x04));
+         if (cluster_size == 8) break;
+         emit_op(ctx, tmp, vtmp, tmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1f, 0, 0x08));
+         if (cluster_size == 16) break;
+         emit_op(ctx, tmp, vtmp, tmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1f, 0, 0x10));
+         if (cluster_size == 32) break;
+         emit_op(ctx, tmp, vtmp, tmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++)
+            bld.readlane(Definition(PhysReg{dst.physReg() + i}, s1), Operand(PhysReg{tmp + i}, v1), Operand(0u));
+         // TODO: it would be more effective to do the last reduction step on SALU
+         emit_op(ctx, tmp, dst.physReg(), tmp, vtmp, reduce_op, src.size());
+         reduction_needs_last_op = false;
+         break;
+      }
+
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(), dpp_quad_perm(1, 0, 3, 2), 0xf, 0xf, false);
       if (cluster_size == 2) break;
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_quad_perm(2, 3, 0, 1), 0xf, 0xf, false, src.size());
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(), dpp_quad_perm(2, 3, 0, 1), 0xf, 0xf, false);
       if (cluster_size == 4) break;
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_row_half_mirror, 0xf, 0xf, false, src.size());
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(), dpp_row_half_mirror, 0xf, 0xf, false);
       if (cluster_size == 8) break;
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_row_mirror, 0xf, 0xf, false, src.size());
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(), dpp_row_mirror, 0xf, 0xf, false);
       if (cluster_size == 16) break;
-      if (cluster_size == 32) {
+
+      if (ctx->program->chip_class >= GFX10) {
+         /* GFX10+ doesn't support row_bcast15 and row_bcast31 */
          for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++)
-            bld.ds(aco_opcode::ds_swizzle_b32, Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{tmp+i}, s1), ds_pattern_bitmode(0x1f, 0, 0x10));
-         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(stmp, s2));
-         exec_restored = true;
-         emit_vopn(ctx, dst.physReg(), vtmp, tmp, src.regClass(), reduce_opcode, format, should_clobber_vcc);
-         dst_written = true;
-      } else {
-         assert(cluster_size == 64);
-         emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                     dpp_row_bcast15, 0xa, 0xf, false, src.size());
-         emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                     dpp_row_bcast31, 0xc, 0xf, false, src.size());
+            bld.vop3(aco_opcode::v_permlanex16_b32, Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1), Operand(0u), Operand(0u));
+
+         if (cluster_size == 32) {
+            reduction_needs_last_op = true;
+            break;
+         }
+
+         emit_op(ctx, tmp, tmp, vtmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++)
+            bld.readlane(Definition(PhysReg{dst.physReg() + i}, s1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1), Operand(0u));
+         // TODO: it would be more effective to do the last reduction step on SALU
+         emit_op(ctx, tmp, dst.physReg(), tmp, vtmp, reduce_op, src.size());
+         break;
       }
+
+      if (cluster_size == 32) {
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1f, 0, 0x10));
+         reduction_needs_last_op = true;
+         break;
+      }
+      assert(cluster_size == 64);
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(), dpp_row_bcast15, 0xa, 0xf, false);
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(), dpp_row_bcast31, 0xc, 0xf, false);
       break;
    case aco_opcode::p_exclusive_scan:
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, aco_opcode::v_mov_b32, Format::VOP1, false,
-                  dpp_wf_sr1, 0xf, 0xf, true, src.size());
+      if (ctx->program->chip_class >= GFX10) { /* gfx10 doesn't support wf_sr1, so emulate it */
+         /* shift rows right */
+         emit_dpp_mov(ctx, vtmp, tmp, src.size(), dpp_row_sr(1), 0xf, 0xf, true);
+
+         /* fill in the gaps in rows 1 and 3 */
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(0x10000u));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(0x10000u));
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++) {
+            Instruction *perm = bld.vop3(aco_opcode::v_permlanex16_b32,
+                                         Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1),
+                                         Operand(PhysReg{tmp+i}, v1),
+                                         Operand(0xffffffffu), Operand(0xffffffffu)).instr;
+            static_cast<VOP3A_instruction*>(perm)->opsel = 1; /* FI (Fetch Inactive) */
+         }
+         bld.sop1(Builder::s_mov, Definition(exec, bld.lm), Operand(UINT64_MAX));
+
+         if (ctx->program->wave_size == 64) {
+            /* fill in the gap in row 2 */
+            for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++) {
+               bld.readlane(Definition(PhysReg{sitmp+i}, s1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1), Operand(31u));
+               bld.writelane(Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{sitmp+i}, s1), Operand(32u), Operand(PhysReg{vtmp+i}, v1));
+            }
+         }
+         std::swap(tmp, vtmp);
+      } else if (ctx->program->chip_class >= GFX8) {
+         emit_dpp_mov(ctx, tmp, tmp, src.size(), dpp_wf_sr1, 0xf, 0xf, true);
+      } else {
+         // TODO: use LDS on CS with a single write and shifted read
+         /* wavefront shift_right by 1 on SI/CI */
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), (1 << 15) | dpp_quad_perm(0, 0, 1, 2));
+         emit_ds_swizzle(bld, tmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1F, 0x00, 0x07)); /* mirror(8) */
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(0x10101010u));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(exec_lo, s1));
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++)
+            bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1));
+
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(UINT64_MAX));
+         emit_ds_swizzle(bld, tmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1F, 0x00, 0x08)); /* swap(8) */
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(0x01000100u));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(exec_lo, s1));
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++)
+            bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1));
+
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(UINT64_MAX));
+         emit_ds_swizzle(bld, tmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1F, 0x00, 0x10)); /* swap(16) */
+         bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(1u), Operand(16u));
+         bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(1u), Operand(16u));
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++)
+            bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1));
+
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(UINT64_MAX));
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++) {
+            bld.writelane(Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), identity[i], Operand(0u), Operand(PhysReg{vtmp+i}, v1));
+            bld.readlane(Definition(PhysReg{sitmp+i}, s1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1), Operand(0u));
+            bld.writelane(Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1), Operand(PhysReg{sitmp+i}, s1), Operand(32u), Operand(PhysReg{vtmp+i}, v1));
+            identity[i] = Operand(0u); /* prevent further uses of identity */
+         }
+         std::swap(tmp, vtmp);
+      }
+
       for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++) {
-         if (!identity[i].isConstant() || identity[i].constantValue()) { /* bound_ctrl should take case of this overwise */
-            assert((identity[i].isConstant() && !identity[i].isLiteral()) || identity[i].physReg() == PhysReg{sitmp+i});
-            bld.vop3(aco_opcode::v_writelane_b32, Definition(PhysReg{tmp+i}, v1),
-                     identity[i], Operand(0u));
+         if (!identity[i].isConstant() || identity[i].constantValue()) { /* bound_ctrl should take care of this overwise */
+            if (ctx->program->chip_class < GFX10)
+               assert((identity[i].isConstant() && !identity[i].isLiteral()) || identity[i].physReg() == PhysReg{sitmp+i});
+            bld.writelane(Definition(PhysReg{tmp+i}, v1), identity[i], Operand(0u), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1));
          }
       }
       /* fall through */
    case aco_opcode::p_inclusive_scan:
-      assert(cluster_size == 64);
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_row_sr(1), 0xf, 0xf, false, src.size(), identity);
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_row_sr(2), 0xf, 0xf, false, src.size(), identity);
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_row_sr(4), 0xf, 0xf, false, src.size(), identity);
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_row_sr(8), 0xf, 0xf, false, src.size(), identity);
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_row_bcast15, 0xa, 0xf, false, src.size(), identity);
-      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, wrtmp, reduce_opcode, format, should_clobber_vcc,
-                  dpp_row_bcast31, 0xc, 0xf, false, src.size(), identity);
+      assert(cluster_size == ctx->program->wave_size);
+      if (ctx->program->chip_class <= GFX7) {
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1e, 0x00, 0x00));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(0xAAAAAAAAu));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(exec_lo, s1));
+         emit_op(ctx, tmp, tmp, vtmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(UINT64_MAX));
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x1c, 0x01, 0x00));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(0xCCCCCCCCu));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(exec_lo, s1));
+         emit_op(ctx, tmp, tmp, vtmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(UINT64_MAX));
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x18, 0x03, 0x00));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(0xF0F0F0F0u));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(exec_lo, s1));
+         emit_op(ctx, tmp, tmp, vtmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(UINT64_MAX));
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x10, 0x07, 0x00));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(0xFF00FF00u));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(exec_lo, s1));
+         emit_op(ctx, tmp, tmp, vtmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(UINT64_MAX));
+         emit_ds_swizzle(bld, vtmp, tmp, src.size(), ds_pattern_bitmode(0x00, 0x0f, 0x00));
+         bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(16u), Operand(16u));
+         bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(16u), Operand(16u));
+         emit_op(ctx, tmp, tmp, vtmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++)
+            bld.readlane(Definition(PhysReg{sitmp+i}, s1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1), Operand(31u));
+         bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b64, Definition(exec, s2), Operand(32u), Operand(32u));
+         emit_op(ctx, tmp, sitmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size());
+         break;
+      }
+
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(),
+                  dpp_row_sr(1), 0xf, 0xf, false, identity);
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(),
+                  dpp_row_sr(2), 0xf, 0xf, false, identity);
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(),
+                  dpp_row_sr(4), 0xf, 0xf, false, identity);
+      emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(),
+                  dpp_row_sr(8), 0xf, 0xf, false, identity);
+      if (ctx->program->chip_class >= GFX10) {
+         bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b32, Definition(exec_lo, s1), Operand(16u), Operand(16u));
+         bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b32, Definition(exec_hi, s1), Operand(16u), Operand(16u));
+         for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++) {
+            Instruction *perm = bld.vop3(aco_opcode::v_permlanex16_b32,
+                                         Definition(PhysReg{vtmp+i}, v1),
+                                         Operand(PhysReg{tmp+i}, v1),
+                                         Operand(0xffffffffu), Operand(0xffffffffu)).instr;
+            static_cast<VOP3A_instruction*>(perm)->opsel = 1; /* FI (Fetch Inactive) */
+         }
+         emit_op(ctx, tmp, tmp, vtmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+
+         if (ctx->program->wave_size == 64) {
+            bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b64, Definition(exec, s2), Operand(32u), Operand(32u));
+            for (unsigned i = 0; i < src.size(); i++)
+               bld.readlane(Definition(PhysReg{sitmp+i}, s1), Operand(PhysReg{tmp+i}, v1), Operand(31u));
+            emit_op(ctx, tmp, sitmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size());
+         }
+      } else {
+         emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(),
+                     dpp_row_bcast15, 0xa, 0xf, false, identity);
+         emit_dpp_op(ctx, tmp, tmp, tmp, vtmp, reduce_op, src.size(),
+                     dpp_row_bcast31, 0xc, 0xf, false, identity);
+      }
       break;
    default:
       unreachable("Invalid reduction mode");
    }
 
-   if (!exec_restored)
-      bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(stmp, s2));
 
-   if (op == aco_opcode::p_reduce && cluster_size == 64) {
+   if (op == aco_opcode::p_reduce) {
+      if (reduction_needs_last_op && dst.regClass().type() == RegType::vgpr) {
+         bld.sop1(Builder::s_mov, Definition(exec, bld.lm), Operand(stmp, bld.lm));
+         emit_op(ctx, dst.physReg(), tmp, vtmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+         return;
+      }
+
+      if (reduction_needs_last_op)
+         emit_op(ctx, tmp, vtmp, tmp, PhysReg{0}, reduce_op, src.size());
+   }
+
+   /* restore exec */
+   bld.sop1(Builder::s_mov, Definition(exec, bld.lm), Operand(stmp, bld.lm));
+
+   if (dst.regClass().type() == RegType::sgpr) {
       for (unsigned k = 0; k < src.size(); k++) {
-         bld.vop3(aco_opcode::v_readlane_b32, Definition(PhysReg{dst.physReg() + k}, s1),
-                  Operand(PhysReg{tmp + k}, v1), Operand(63u));
+         bld.readlane(Definition(PhysReg{dst.physReg() + k}, s1),
+                      Operand(PhysReg{tmp + k}, v1), Operand(ctx->program->wave_size - 1));
       }
-   } else if (!(dst.physReg() == tmp) && !dst_written) {
+   } else if (dst.physReg() != tmp) {
       for (unsigned k = 0; k < src.size(); k++) {
-         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{dst.physReg() + k}, s1),
+         bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(PhysReg{dst.physReg() + k}, v1),
                   Operand(PhysReg{tmp + k}, v1));
       }
    }
 }
 
+void emit_gfx10_wave64_bpermute(Program *program, aco_ptr<Instruction> &instr, Builder &bld)
+{
+   /* Emulates proper bpermute on GFX10 in wave64 mode.
+    *
+    * This is necessary because on GFX10 the bpermute instruction only works
+    * on half waves (you can think of it as having a cluster size of 32), so we
+    * manually swap the data between the two halves using two shared VGPRs.
+    */
+
+   assert(program->chip_class >= GFX10);
+   assert(program->info->wave_size == 64);
+
+   unsigned shared_vgpr_reg_0 = align(program->config->num_vgprs, 4) + 256;
+   Definition dst = instr->definitions[0];
+   Definition tmp_exec = instr->definitions[1];
+   Definition clobber_scc = instr->definitions[2];
+   Operand index_x4 = instr->operands[0];
+   Operand input_data = instr->operands[1];
+   Operand same_half = instr->operands[2];
+
+   assert(dst.regClass() == v1);
+   assert(tmp_exec.regClass() == bld.lm);
+   assert(clobber_scc.isFixed() && clobber_scc.physReg() == scc);
+   assert(same_half.regClass() == bld.lm);
+   assert(index_x4.regClass() == v1);
+   assert(input_data.regClass().type() == RegType::vgpr);
+   assert(input_data.bytes() <= 4);
+   assert(dst.physReg() != index_x4.physReg());
+   assert(dst.physReg() != input_data.physReg());
+   assert(tmp_exec.physReg() != same_half.physReg());
+
+   PhysReg shared_vgpr_lo(shared_vgpr_reg_0);
+   PhysReg shared_vgpr_hi(shared_vgpr_reg_0 + 1);
+
+   /* Permute the input within the same half-wave */
+   bld.ds(aco_opcode::ds_bpermute_b32, dst, index_x4, input_data);
+
+   /* HI: Copy data from high lanes 32-63 to shared vgpr */
+   bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(shared_vgpr_hi, v1), input_data, dpp_quad_perm(0, 1, 2, 3), 0xc, 0xf, false);
+   /* Save EXEC */
+   bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, tmp_exec, Operand(exec, s2));
+   /* Set EXEC to enable LO lanes only */
+   bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b64, Definition(exec, s2), Operand(32u), Operand(0u));
+   /* LO: Copy data from low lanes 0-31 to shared vgpr */
+   bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, Definition(shared_vgpr_lo, v1), input_data);
+   /* LO: bpermute shared vgpr (high lanes' data) */
+   bld.ds(aco_opcode::ds_bpermute_b32, Definition(shared_vgpr_hi, v1), index_x4, Operand(shared_vgpr_hi, v1));
+   /* Set EXEC to enable HI lanes only */
+   bld.sop2(aco_opcode::s_bfm_b64, Definition(exec, s2), Operand(32u), Operand(32u));
+   /* HI: bpermute shared vgpr (low lanes' data) */
+   bld.ds(aco_opcode::ds_bpermute_b32, Definition(shared_vgpr_lo, v1), index_x4, Operand(shared_vgpr_lo, v1));
+
+   /* Only enable lanes which use the other half's data */
+   bld.sop2(aco_opcode::s_andn2_b64, Definition(exec, s2), clobber_scc, Operand(tmp_exec.physReg(), s2), same_half);
+   /* LO: Copy shared vgpr (high lanes' bpermuted data) to output vgpr */
+   bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, dst, Operand(shared_vgpr_hi, v1), dpp_quad_perm(0, 1, 2, 3), 0x3, 0xf, false);
+   /* HI: Copy shared vgpr (low lanes' bpermuted data) to output vgpr */
+   bld.vop1_dpp(aco_opcode::v_mov_b32, dst, Operand(shared_vgpr_lo, v1), dpp_quad_perm(0, 1, 2, 3), 0xc, 0xf, false);
+
+   /* Restore saved EXEC */
+   bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(tmp_exec.physReg(), s2));
+
+   /* RA assumes that the result is always in the low part of the register, so we have to shift, if it's not there already */
+   if (input_data.physReg().byte()) {
+      unsigned right_shift = input_data.physReg().byte() * 8;
+      bld.vop2(aco_opcode::v_lshrrev_b32, dst, Operand(right_shift), Operand(dst.physReg(), v1));
+   }
+}
+
+void emit_gfx6_bpermute(Program *program, aco_ptr<Instruction> &instr, Builder &bld)
+{
+   /* Emulates bpermute using readlane instructions */
+
+   Operand index = instr->operands[0];
+   Operand input = instr->operands[1];
+   Definition dst = instr->definitions[0];
+   Definition temp_exec = instr->definitions[1];
+   Definition clobber_vcc = instr->definitions[2];
+
+   assert(dst.regClass() == v1);
+   assert(temp_exec.regClass() == bld.lm);
+   assert(clobber_vcc.regClass() == bld.lm);
+   assert(clobber_vcc.physReg() == vcc);
+   assert(index.regClass() == v1);
+   assert(index.physReg() != dst.physReg());
+   assert(input.regClass().type() == RegType::vgpr);
+   assert(input.bytes() <= 4);
+   assert(input.physReg() != dst.physReg());
+
+   /* Save original EXEC */
+   bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, temp_exec, Operand(exec, s2));
+
+   /* An "unrolled loop" that is executed per each lane.
+    * This takes only a few instructions per lane, as opposed to a "real" loop
+    * with branching, where the branch instruction alone would take 16+ cycles.
+    */
+   for (unsigned n = 0; n < program->wave_size; ++n) {
+      /* Activate the lane which has N for its source index */
+      bld.vopc(aco_opcode::v_cmpx_eq_u32, Definition(exec, bld.lm), clobber_vcc, Operand(n), index);
+      /* Read the data from lane N */
+      bld.readlane(Definition(vcc, s1), input, Operand(n));
+      /* On the active lane, move the data we read from lane N to the destination VGPR */
+      bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, dst, Operand(vcc, s1));
+      /* Restore original EXEC */
+      bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, Definition(exec, s2), Operand(temp_exec.physReg(), s2));
+   }
+}
+
 struct copy_operation {
    Operand op;
    Definition def;
-   unsigned uses;
-   unsigned size;
+   unsigned bytes;
+   union {
+      uint8_t uses[8];
+      uint64_t is_used = 0;
+   };
 };
 
+void split_copy(unsigned offset, Definition *def, Operand *op, const copy_operation& src, bool ignore_uses, unsigned max_size)
+{
+   PhysReg def_reg = src.def.physReg();
+   PhysReg op_reg = src.op.physReg();
+   def_reg.reg_b += offset;
+   op_reg.reg_b += offset;
+
+   max_size = MIN2(max_size, src.def.regClass().type() == RegType::vgpr ? 4 : 8);
+
+   /* make sure the size is a power of two and reg % bytes == 0 */
+   unsigned bytes = 1;
+   for (; bytes <= max_size; bytes *= 2) {
+      unsigned next = bytes * 2u;
+      bool can_increase = def_reg.reg_b % next == 0 &&
+                          offset + next <= src.bytes && next <= max_size;
+      if (!src.op.isConstant() && can_increase)
+         can_increase = op_reg.reg_b % next == 0;
+      for (unsigned i = 0; !ignore_uses && can_increase && (i < bytes); i++)
+         can_increase = (src.uses[offset + bytes + i] == 0) == (src.uses[offset] == 0);
+      if (!can_increase)
+         break;
+   }
+
+   RegClass def_cls = bytes % 4 == 0 ? RegClass(src.def.regClass().type(), bytes / 4u) :
+                      RegClass(src.def.regClass().type(), bytes).as_subdword();
+   *def = Definition(src.def.tempId(), def_reg, def_cls);
+   if (src.op.isConstant()) {
+      assert(bytes >= 1 && bytes <= 8);
+      if (bytes == 8)
+         *op = Operand(src.op.constantValue64() >> (offset * 8u));
+      else if (bytes == 4)
+         *op = Operand(uint32_t(src.op.constantValue64() >> (offset * 8u)));
+      else if (bytes == 2)
+         *op = Operand(uint16_t(src.op.constantValue64() >> (offset * 8u)));
+      else if (bytes == 1)
+         *op = Operand(uint8_t(src.op.constantValue64() >> (offset * 8u)));
+   } else {
+      RegClass op_cls = bytes % 4 == 0 ? RegClass(src.op.regClass().type(), bytes / 4u) :
+                        RegClass(src.op.regClass().type(), bytes).as_subdword();
+      *op = Operand(op_reg, op_cls);
+      op->setTemp(Temp(src.op.tempId(), op_cls));
+   }
+}
+
+uint32_t get_intersection_mask(int a_start, int a_size,
+                               int b_start, int b_size)
+{
+   int intersection_start = MAX2(b_start - a_start, 0);
+   int intersection_end = MAX2(b_start + b_size - a_start, 0);
+   if (intersection_start >= a_size || intersection_end == 0)
+      return 0;
+
+   uint32_t mask = u_bit_consecutive(0, a_size);
+   return u_bit_consecutive(intersection_start, intersection_end - intersection_start) & mask;
+}
+
+bool do_copy(lower_context* ctx, Builder& bld, const copy_operation& copy, bool *preserve_scc, PhysReg scratch_sgpr)
+{
+   bool did_copy = false;
+   for (unsigned offset = 0; offset < copy.bytes;) {
+      if (copy.uses[offset]) {
+         offset++;
+         continue;
+      }
+
+      Definition def;
+      Operand op;
+      split_copy(offset, &def, &op, copy, false, 8);
+
+      if (def.physReg() == scc) {
+         bld.sopc(aco_opcode::s_cmp_lg_i32, def, op, Operand(0u));
+         *preserve_scc = true;
+      } else if (def.bytes() == 8 && def.getTemp().type() == RegType::sgpr) {
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, def, Operand(op.physReg(), s2));
+      } else if (def.regClass().is_subdword() && ctx->program->chip_class < GFX8) {
+         if (op.physReg().byte()) {
+            assert(def.physReg().byte() == 0);
+            bld.vop2(aco_opcode::v_lshrrev_b32, def, Operand(op.physReg().byte() * 8), op);
+         } else if (def.physReg().byte() == 2) {
+            assert(op.physReg().byte() == 0);
+            /* preserve the target's lower half */
+            def = Definition(def.physReg().advance(-2), v1);
+            bld.vop2(aco_opcode::v_and_b32, Definition(op.physReg(), v1), Operand(0xFFFFu), op);
+            if (def.physReg().reg() != op.physReg().reg())
+               bld.vop2(aco_opcode::v_and_b32, def, Operand(0xFFFFu), Operand(def.physReg(), v2b));
+            bld.vop2(aco_opcode::v_cvt_pk_u16_u32, def, Operand(def.physReg(), v2b), op);
+         } else if (def.physReg().byte()) {
+            unsigned bits = def.physReg().byte() * 8;
+            assert(op.physReg().byte() == 0);
+            def = Definition(def.physReg().advance(-def.physReg().byte()), v1);
+            bld.vop2(aco_opcode::v_and_b32, def, Operand((1 << bits) - 1u), Operand(def.physReg(), op.regClass()));
+            if (def.physReg().reg() == op.physReg().reg()) {
+               if (bits < 24) {
+                  bld.vop2(aco_opcode::v_mul_u32_u24, def, Operand((1 << bits) + 1u), op);
+               } else {
+                  bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(scratch_sgpr, s1), Operand((1 << bits) + 1u));
+                  bld.vop3(aco_opcode::v_mul_lo_u32, def, Operand(scratch_sgpr, s1), op);
+               }
+            } else {
+               bld.vop2(aco_opcode::v_lshlrev_b32, Definition(op.physReg(), def.regClass()), Operand(bits), op);
+               bld.vop2(aco_opcode::v_or_b32, def, Operand(def.physReg(), op.regClass()), op);
+               bld.vop2(aco_opcode::v_lshrrev_b32, Definition(op.physReg(), def.regClass()), Operand(bits), op);
+            }
+         } else {
+            bld.vop1(aco_opcode::v_mov_b32, def, op);
+         }
+      } else {
+         bld.copy(def, op);
+      }
+
+      did_copy = true;
+      offset += def.bytes();
+   }
+   return did_copy;
+}
+
+void do_swap(lower_context *ctx, Builder& bld, const copy_operation& copy, bool preserve_scc, Pseudo_instruction *pi)
+{
+   unsigned offset = 0;
+
+   if (copy.bytes == 3 && (copy.def.physReg().reg_b % 4 <= 1) &&
+       (copy.def.physReg().reg_b % 4) == (copy.op.physReg().reg_b % 4)) {
+      /* instead of doing a 2-byte and 1-byte swap, do a 4-byte swap and then fixup with a 1-byte swap */
+      PhysReg op = copy.op.physReg();
+      PhysReg def = copy.def.physReg();
+      op.reg_b &= ~0x3;
+      def.reg_b &= ~0x3;
+
+      copy_operation tmp;
+      tmp.op = Operand(op, v1);
+      tmp.def = Definition(def, v1);
+      tmp.bytes = 4;
+      memset(tmp.uses, 1, 4);
+      do_swap(ctx, bld, tmp, preserve_scc, pi);
+
+      op.reg_b += copy.def.physReg().reg_b % 4 == 0 ? 3 : 0;
+      def.reg_b += copy.def.physReg().reg_b % 4 == 0 ? 3 : 0;
+      tmp.op = Operand(op, v1b);
+      tmp.def = Definition(def, v1b);
+      tmp.bytes = 1;
+      tmp.uses[0] = 1;
+      do_swap(ctx, bld, tmp, preserve_scc, pi);
+
+      offset = copy.bytes;
+   }
+
+   for (; offset < copy.bytes;) {
+      Definition def;
+      Operand op;
+      split_copy(offset, &def, &op, copy, true, 8);
+
+      assert(op.regClass() == def.regClass());
+      Operand def_as_op = Operand(def.physReg(), def.regClass());
+      Definition op_as_def = Definition(op.physReg(), op.regClass());
+      if (ctx->program->chip_class >= GFX9 && def.regClass() == v1) {
+         bld.vop1(aco_opcode::v_swap_b32, def, op_as_def, op, def_as_op);
+      } else if (def.regClass() == v1) {
+         assert(def.physReg().byte() == 0 && op.physReg().byte() == 0);
+         bld.vop2(aco_opcode::v_xor_b32, op_as_def, op, def_as_op);
+         bld.vop2(aco_opcode::v_xor_b32, def, op, def_as_op);
+         bld.vop2(aco_opcode::v_xor_b32, op_as_def, op, def_as_op);
+      } else if (op.physReg() == scc || def.physReg() == scc) {
+         /* we need to swap scc and another sgpr */
+         assert(!preserve_scc);
+
+         PhysReg other = op.physReg() == scc ? def.physReg() : op.physReg();
+
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(pi->scratch_sgpr, s1), Operand(scc, s1));
+         bld.sopc(aco_opcode::s_cmp_lg_i32, Definition(scc, s1), Operand(other, s1), Operand(0u));
+         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(other, s1), Operand(pi->scratch_sgpr, s1));
+      } else if (def.regClass() == s1) {
+         if (preserve_scc) {
+            bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(pi->scratch_sgpr, s1), op);
+            bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, op_as_def, def_as_op);
+            bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, def, Operand(pi->scratch_sgpr, s1));
+         } else {
+            bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b32, op_as_def, Definition(scc, s1), op, def_as_op);
+            bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b32, def, Definition(scc, s1), op, def_as_op);
+            bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b32, op_as_def, Definition(scc, s1), op, def_as_op);
+         }
+      } else if (def.regClass() == s2) {
+         if (preserve_scc)
+            bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(pi->scratch_sgpr, s1), Operand(scc, s1));
+         bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b64, op_as_def, Definition(scc, s1), op, def_as_op);
+         bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b64, def, Definition(scc, s1), op, def_as_op);
+         bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b64, op_as_def, Definition(scc, s1), op, def_as_op);
+         if (preserve_scc)
+            bld.sopc(aco_opcode::s_cmp_lg_i32, Definition(scc, s1), Operand(pi->scratch_sgpr, s1), Operand(0u));
+      } else if (ctx->program->chip_class >= GFX9 && def.bytes() == 2 && def.physReg().reg() == op.physReg().reg()) {
+         aco_ptr<VOP3P_instruction> vop3p{create_instruction<VOP3P_instruction>(aco_opcode::v_pk_add_u16, Format::VOP3P, 2, 1)};
+         vop3p->operands[0] = Operand(PhysReg{op.physReg().reg()}, v1);
+         vop3p->operands[1] = Operand(0u);
+         vop3p->definitions[0] = Definition(PhysReg{op.physReg().reg()}, v1);
+         vop3p->opsel_lo = 0x1;
+         vop3p->opsel_hi = 0x2;
+         bld.insert(std::move(vop3p));
+      } else {
+         assert(def.regClass().is_subdword());
+         bld.vop2_sdwa(aco_opcode::v_xor_b32, op_as_def, op, def_as_op);
+         bld.vop2_sdwa(aco_opcode::v_xor_b32, def, op, def_as_op);
+         bld.vop2_sdwa(aco_opcode::v_xor_b32, op_as_def, op, def_as_op);
+      }
+
+      offset += def.bytes();
+   }
+
+   if (ctx->program->chip_class <= GFX7)
+      return;
+
+   /* fixup in case we swapped bytes we shouldn't have */
+   copy_operation tmp_copy = copy;
+   tmp_copy.op.setFixed(copy.def.physReg());
+   tmp_copy.def.setFixed(copy.op.physReg());
+   do_copy(ctx, bld, tmp_copy, &preserve_scc, pi->scratch_sgpr);
+}
+
+void do_pack_2x16(lower_context *ctx, Builder& bld, Definition def, Operand lo, Operand hi)
+{
+   if (ctx->program->chip_class >= GFX9) {
+      Instruction* instr = bld.vop3(aco_opcode::v_pack_b32_f16, def, lo, hi);
+      /* opsel: 0 = select low half, 1 = select high half. [0] = src0, [1] = src1 */
+      static_cast<VOP3A_instruction*>(instr)->opsel = hi.physReg().byte() | (lo.physReg().byte() >> 1);
+   } else if (ctx->program->chip_class >= GFX8) {
+      // TODO: optimize with v_mov_b32 / v_lshlrev_b32
+      PhysReg reg = def.physReg();
+      bld.copy(Definition(reg, v2b), lo);
+      reg.reg_b += 2;
+      bld.copy(Definition(reg, v2b), hi);
+   } else {
+      assert(lo.physReg().byte() == 0 && hi.physReg().byte() == 0);
+      bld.vop2(aco_opcode::v_and_b32, Definition(lo.physReg(), v1), Operand(0xFFFFu), lo);
+      bld.vop2(aco_opcode::v_and_b32, Definition(hi.physReg(), v1), Operand(0xFFFFu), hi);
+      bld.vop2(aco_opcode::v_cvt_pk_u16_u32, def, lo, hi);
+   }
+}
+
 void handle_operands(std::map<PhysReg, copy_operation>& copy_map, lower_context* ctx, chip_class chip_class, Pseudo_instruction *pi)
 {
    Builder bld(ctx->program, &ctx->instructions);
+   unsigned num_instructions_before = ctx->instructions.size();
    aco_ptr<Instruction> mov;
    std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator it = copy_map.begin();
    std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator target;
@@ -354,10 +1250,6 @@ void handle_operands(std::map<PhysReg, copy_operation>& copy_map, lower_context*
 
    /* count the number of uses for each dst reg */
    while (it != copy_map.end()) {
-      if (it->second.op.isConstant()) {
-         ++it;
-         continue;
-      }
 
       if (it->second.def.physReg() == scc)
          writes_scc = true;
@@ -369,10 +1261,53 @@ void handle_operands(std::map<PhysReg, copy_operation>& copy_map, lower_context*
          it = copy_map.erase(it);
          continue;
       }
-      /* check if the operand reg may be overwritten by another copy operation */
-      target = copy_map.find(it->second.op.physReg());
-      if (target != copy_map.end()) {
-         target->second.uses++;
+
+      /* split large copies */
+      if (it->second.bytes > 8) {
+         assert(!it->second.op.isConstant());
+         assert(!it->second.def.regClass().is_subdword());
+         RegClass rc = RegClass(it->second.def.regClass().type(), it->second.def.size() - 2);
+         Definition hi_def = Definition(PhysReg{it->first + 2}, rc);
+         rc = RegClass(it->second.op.regClass().type(), it->second.op.size() - 2);
+         Operand hi_op = Operand(PhysReg{it->second.op.physReg() + 2}, rc);
+         copy_operation copy = {hi_op, hi_def, it->second.bytes - 8};
+         copy_map[hi_def.physReg()] = copy;
+         assert(it->second.op.physReg().byte() == 0 && it->second.def.physReg().byte() == 0);
+         it->second.op = Operand(it->second.op.physReg(), it->second.op.regClass().type() == RegType::sgpr ? s2 : v2);
+         it->second.def = Definition(it->second.def.physReg(), it->second.def.regClass().type() == RegType::sgpr ? s2 : v2);
+         it->second.bytes = 8;
+      }
+
+      /* try to coalesce copies */
+      if (it->second.bytes < 8 && !it->second.op.isConstant() &&
+          it->first.reg_b % util_next_power_of_two(it->second.bytes + 1) == 0 &&
+          it->second.op.physReg().reg_b % util_next_power_of_two(it->second.bytes + 1) == 0) {
+         // TODO try more relaxed alignment for subdword copies
+         PhysReg other_def_reg = it->first;
+         other_def_reg.reg_b += it->second.bytes;
+         PhysReg other_op_reg = it->second.op.physReg();
+         other_op_reg.reg_b += it->second.bytes;
+         std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator other = copy_map.find(other_def_reg);
+         if (other != copy_map.end() &&
+             other->second.op.physReg() == other_op_reg &&
+             it->second.bytes + other->second.bytes <= 8) {
+            it->second.bytes += other->second.bytes;
+            it->second.def = Definition(it->first, RegClass::get(it->second.def.regClass().type(), it->second.bytes));
+            it->second.op = Operand(it->second.op.physReg(), RegClass::get(it->second.op.regClass().type(), it->second.bytes));
+            copy_map.erase(other);
+         }
+      }
+
+      /* check if the definition reg is used by another copy operation */
+      for (std::pair<const PhysReg, copy_operation>& copy : copy_map) {
+         if (copy.second.op.isConstant())
+            continue;
+         for (uint16_t i = 0; i < it->second.bytes; i++) {
+            /* distance might underflow */
+            unsigned distance = it->first.reg_b + i - copy.second.op.physReg().reg_b;
+            if (distance < copy.second.bytes)
+               it->second.uses[i] += 1;
+         }
       }
 
       ++it;
@@ -380,68 +1315,212 @@ void handle_operands(std::map<PhysReg, copy_operation>& copy_map, lower_context*
 
    /* first, handle paths in the location transfer graph */
    bool preserve_scc = pi->tmp_in_scc && !writes_scc;
+   bool skip_partial_copies = true;
    it = copy_map.begin();
-   while (it != copy_map.end()) {
-
-      /* the target reg is not used as operand for any other copy */
-      if (it->second.uses == 0) {
-
-         /* try to coalesce 32-bit sgpr copies to 64-bit copies */
-         if (it->second.def.getTemp().type() == RegType::sgpr && it->second.size == 1 &&
-             !it->second.op.isConstant() && it->first % 2 == it->second.op.physReg() % 2) {
+   while (true) {
+      if (copy_map.empty()) {
+         ctx->program->statistics[statistic_copies] += ctx->instructions.size() - num_instructions_before;
+         return;
+      }
+      if (it == copy_map.end()) {
+         if (!skip_partial_copies)
+            break;
+         skip_partial_copies = false;
+         it = copy_map.begin();
+      }
 
-            PhysReg other_def_reg = PhysReg{it->first % 2 ? it->first - 1 : it->first + 1};
-            PhysReg other_op_reg = PhysReg{it->first % 2 ? it->second.op.physReg() - 1 : it->second.op.physReg() + 1};
-            std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator other = copy_map.find(other_def_reg);
+      /* check if we can pack one register at once */
+      if (it->first.byte() == 0 && it->second.bytes == 2) {
+         PhysReg reg_hi = it->first.advance(2);
+         std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator other = copy_map.find(reg_hi);
+         if (other != copy_map.end() && other->second.bytes == 2) {
+            /* check if the target register is otherwise unused */
+            // TODO: also do this for self-intersecting registers
+            bool unused_lo = !it->second.is_used;
+            bool unused_hi = !other->second.is_used;
+            if (unused_lo && unused_hi) {
+               Operand lo = it->second.op;
+               Operand hi = other->second.op;
+               do_pack_2x16(ctx, bld, Definition(it->first, v1), lo, hi);
+               copy_map.erase(it);
+               copy_map.erase(other);
+
+               for (std::pair<const PhysReg, copy_operation>& other : copy_map) {
+                  for (uint16_t i = 0; i < other.second.bytes; i++) {
+                     /* distance might underflow */
+                     unsigned distance_lo = other.first.reg_b + i - lo.physReg().reg_b;
+                     unsigned distance_hi = other.first.reg_b + i - hi.physReg().reg_b;
+                     if (distance_lo < 2 || distance_hi < 2)
+                        other.second.uses[i] -= 1;
+                  }
+               }
+               it = copy_map.begin();
+               continue;
+            }
+         }
+      }
 
-            if (other != copy_map.end() && !other->second.uses && other->second.size == 1 &&
-                other->second.op.physReg() == other_op_reg && !other->second.op.isConstant()) {
-               std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator to_erase = it->first % 2 ? it : other;
-               it = it->first % 2 ? other : it;
-               copy_map.erase(to_erase);
-               it->second.size = 2;
+      /* on GFX6/7, we need some small workarounds as there is no
+       * SDWA instruction to do partial register writes */
+      if (ctx->program->chip_class < GFX8 && it->second.bytes < 4) {
+         if (it->first.byte() == 0 && it->second.op.physReg().byte() == 0 &&
+             !it->second.is_used && pi->opcode == aco_opcode::p_split_vector) {
+            /* Other operations might overwrite the high bits, so change all users
+             * of the high bits to the new target where they are still available.
+             * This mechanism depends on also emitting dead definitions. */
+            PhysReg reg_hi = it->second.op.physReg().advance(it->second.bytes);
+            while (reg_hi != PhysReg(it->second.op.physReg().reg() + 1)) {
+               std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator other = copy_map.begin();
+               for (other = copy_map.begin(); other != copy_map.end(); other++) {
+                  /* on GFX6/7, if the high bits are used as operand, they cannot be a target */
+                  if (other->second.op.physReg() == reg_hi) {
+                     other->second.op.setFixed(it->first.advance(reg_hi.byte()));
+                     break; /* break because an operand can only be used once */
+                  }
+               }
+               reg_hi = reg_hi.advance(it->second.bytes);
+            }
+         } else if (it->first.byte()) {
+            assert(pi->opcode == aco_opcode::p_create_vector);
+            /* on GFX6/7, if we target an upper half where the lower half hasn't yet been handled,
+             * move to the target operand's high bits. This is save to do as it cannot be an operand */
+            PhysReg lo = PhysReg(it->first.reg());
+            std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator other = copy_map.find(lo);
+            if (other != copy_map.end()) {
+               assert(other->second.bytes == it->first.byte());
+               PhysReg new_reg_hi = other->second.op.physReg().advance(it->first.byte());
+               it->second.def = Definition(new_reg_hi, it->second.def.regClass());
+               it->second.is_used = 0;
+               other->second.bytes += it->second.bytes;
+               other->second.def.setTemp(Temp(other->second.def.tempId(), RegClass::get(RegType::vgpr, other->second.bytes)));
+               other->second.op.setTemp(Temp(other->second.op.tempId(), RegClass::get(RegType::vgpr, other->second.bytes)));
+               /* if the new target's high bits are also a target, change uses */
+               std::map<PhysReg, copy_operation>::iterator target = copy_map.find(new_reg_hi);
+               if (target != copy_map.end()) {
+                  for (unsigned i = 0; i < it->second.bytes; i++)
+                     target->second.uses[i]++;
+               }
             }
          }
+      }
 
-         if (it->second.def.physReg() == scc) {
-            bld.sopc(aco_opcode::s_cmp_lg_i32, it->second.def, it->second.op, Operand(0u));
-            preserve_scc = true;
-         } else if (it->second.size == 2 && it->second.def.getTemp().type() == RegType::sgpr) {
-            bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b64, it->second.def, Operand(it->second.op.physReg(), s2));
-         } else {
-            bld.copy(it->second.def, it->second.op);
+      /* find portions where the target reg is not used as operand for any other copy */
+      if (it->second.is_used) {
+         if (it->second.op.isConstant() || skip_partial_copies) {
+            /* we have to skip constants until is_used=0.
+             * we also skip partial copies at the beginning to help coalescing */
+            ++it;
+            continue;
          }
 
-         /* reduce the number of uses of the operand reg by one */
-         if (!it->second.op.isConstant()) {
-            for (unsigned i = 0; i < it->second.size; i++) {
-               target = copy_map.find(PhysReg{it->second.op.physReg() + i});
-               if (target != copy_map.end())
-                  target->second.uses--;
+         unsigned has_zero_use_bytes = 0;
+         for (unsigned i = 0; i < it->second.bytes; i++)
+            has_zero_use_bytes |= (it->second.uses[i] == 0) << i;
+
+         if (has_zero_use_bytes) {
+            /* Skipping partial copying and doing a v_swap_b32 and then fixup
+             * copies is usually beneficial for sub-dword copies, but if doing
+             * a partial copy allows further copies, it should be done instead. */
+            bool partial_copy = (has_zero_use_bytes == 0xf) || (has_zero_use_bytes == 0xf0);
+            for (std::pair<const PhysReg, copy_operation>& copy : copy_map) {
+               /* on GFX6/7, we can only do copies with full registers */
+               if (partial_copy || ctx->program->chip_class <= GFX7)
+                  break;
+               for (uint16_t i = 0; i < copy.second.bytes; i++) {
+                  /* distance might underflow */
+                  unsigned distance = copy.first.reg_b + i - it->second.op.physReg().reg_b;
+                  if (distance < it->second.bytes && copy.second.uses[i] == 1 &&
+                      !it->second.uses[distance])
+                     partial_copy = true;
+               }
             }
+
+            if (!partial_copy) {
+               ++it;
+               continue;
+            }
+         } else {
+            /* full target reg is used: register swapping needed */
+            ++it;
+            continue;
          }
+      }
 
+      bool did_copy = do_copy(ctx, bld, it->second, &preserve_scc, pi->scratch_sgpr);
+      skip_partial_copies = did_copy;
+      std::pair<PhysReg, copy_operation> copy = *it;
+
+      if (it->second.is_used == 0) {
+         /* the target reg is not used as operand for any other copy, so we
+          * copied to all of it */
          copy_map.erase(it);
          it = copy_map.begin();
-         continue;
       } else {
-         /* the target reg is used as operand, check the next entry */
-         ++it;
+         /* we only performed some portions of this copy, so split it to only
+          * leave the portions that still need to be done */
+         copy_operation original = it->second; /* the map insertion below can overwrite this */
+         copy_map.erase(it);
+         for (unsigned offset = 0; offset < original.bytes;) {
+            if (original.uses[offset] == 0) {
+               offset++;
+               continue;
+            }
+            Definition def;
+            Operand op;
+            split_copy(offset, &def, &op, original, false, 8);
+
+            copy_operation copy = {op, def, def.bytes()};
+            for (unsigned i = 0; i < copy.bytes; i++)
+               copy.uses[i] = original.uses[i + offset];
+            copy_map[def.physReg()] = copy;
+
+            offset += def.bytes();
+         }
+
+         it = copy_map.begin();
       }
-   }
 
-   if (copy_map.empty())
-      return;
+      /* Reduce the number of uses of the operand reg by one. Do this after
+       * splitting the copy or removing it in case the copy writes to it's own
+       * operand (for example, v[7:8] = v[8:9]) */
+      if (did_copy && !copy.second.op.isConstant()) {
+         for (std::pair<const PhysReg, copy_operation>& other : copy_map) {
+             for (uint16_t i = 0; i < other.second.bytes; i++) {
+               /* distance might underflow */
+               unsigned distance = other.first.reg_b + i - copy.second.op.physReg().reg_b;
+               if (distance < copy.second.bytes && !copy.second.uses[distance])
+                  other.second.uses[i] -= 1;
+            }
+         }
+      }
+   }
 
    /* all target regs are needed as operand somewhere which means, all entries are part of a cycle */
-   bool constants = false;
-   for (it = copy_map.begin(); it != copy_map.end(); ++it) {
+   unsigned largest = 0;
+   for (const std::pair<const PhysReg, copy_operation>& op : copy_map)
+      largest = MAX2(largest, op.second.bytes);
+
+   while (!copy_map.empty()) {
+
+      /* Perform larger swaps first, because larger swaps swaps can make other
+       * swaps unnecessary. */
+      auto it = copy_map.begin();
+      for (auto it2 = copy_map.begin(); it2 != copy_map.end(); ++it2) {
+         if (it2->second.bytes > it->second.bytes) {
+            it = it2;
+            if (it->second.bytes == largest)
+               break;
+         }
+      }
+
+      /* should already be done */
+      assert(!it->second.op.isConstant());
+
       assert(it->second.op.isFixed());
-      if (it->first == it->second.op.physReg())
-         continue;
-      /* do constants later */
-      if (it->second.op.isConstant()) {
-         constants = true;
+      assert(it->second.def.regClass() == it->second.op.regClass());
+
+      if (it->first == it->second.op.physReg()) {
+         copy_map.erase(it);
          continue;
       }
 
@@ -450,59 +1529,127 @@ void handle_operands(std::map<PhysReg, copy_operation>& copy_map, lower_context*
 
       /* to resolve the cycle, we have to swap the src reg with the dst reg */
       copy_operation swap = it->second;
-      assert(swap.op.regClass() == swap.def.regClass());
-      Operand def_as_op = Operand(swap.def.physReg(), swap.def.regClass());
-      Definition op_as_def = Definition(swap.op.physReg(), swap.op.regClass());
-      if (chip_class >= GFX9 && swap.def.getTemp().type() == RegType::vgpr) {
-         bld.vop1(aco_opcode::v_swap_b32, swap.def, op_as_def, swap.op, def_as_op);
-      } else if (swap.op.physReg() == scc || swap.def.physReg() == scc) {
-         /* we need to swap scc and another sgpr */
-         assert(!preserve_scc);
-
-         PhysReg other = swap.op.physReg() == scc ? swap.def.physReg() : swap.op.physReg();
 
-         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(pi->scratch_sgpr, s1), Operand(scc, s1));
-         bld.sopc(aco_opcode::s_cmp_lg_i32, Definition(scc, s1), Operand(other, s1), Operand(0u));
-         bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(other, s1), Operand(pi->scratch_sgpr, s1));
-      } else if (swap.def.getTemp().type() == RegType::sgpr) {
-         if (preserve_scc) {
-            bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, Definition(pi->scratch_sgpr, s1), swap.op);
-            bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, op_as_def, def_as_op);
-            bld.sop1(aco_opcode::s_mov_b32, swap.def, Operand(pi->scratch_sgpr, s1));
-         } else {
-            bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b32, op_as_def, Definition(scc, s1), swap.op, def_as_op);
-            bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b32, swap.def, Definition(scc, s1), swap.op, def_as_op);
-            bld.sop2(aco_opcode::s_xor_b32, op_as_def, Definition(scc, s1), swap.op, def_as_op);
-         }
-      } else {
-         bld.vop2(aco_opcode::v_xor_b32, op_as_def, swap.op, def_as_op);
-         bld.vop2(aco_opcode::v_xor_b32, swap.def, swap.op, def_as_op);
-         bld.vop2(aco_opcode::v_xor_b32, op_as_def, swap.op, def_as_op);
+      /* if this is self-intersecting, we have to split it because
+       * self-intersecting swaps don't make sense */
+      PhysReg lower = swap.def.physReg();
+      PhysReg higher = swap.op.physReg();
+      if (lower.reg_b > higher.reg_b)
+         std::swap(lower, higher);
+      if (higher.reg_b - lower.reg_b < (int)swap.bytes) {
+         unsigned offset = higher.reg_b - lower.reg_b;
+         RegType type = swap.def.regClass().type();
+
+         copy_operation middle;
+         lower.reg_b += offset;
+         higher.reg_b += offset;
+         middle.bytes = swap.bytes - offset * 2;
+         memcpy(middle.uses, swap.uses + offset, middle.bytes);
+         middle.op = Operand(lower, RegClass::get(type, middle.bytes));
+         middle.def = Definition(higher, RegClass::get(type, middle.bytes));
+         copy_map[higher] = middle;
+
+         copy_operation end;
+         lower.reg_b += middle.bytes;
+         higher.reg_b += middle.bytes;
+         end.bytes = swap.bytes - (offset + middle.bytes);
+         memcpy(end.uses, swap.uses + offset + middle.bytes, end.bytes);
+         end.op = Operand(lower, RegClass::get(type, end.bytes));
+         end.def = Definition(higher, RegClass::get(type, end.bytes));
+         copy_map[higher] = end;
+
+         memset(swap.uses + offset, 0, swap.bytes - offset);
+         swap.bytes = offset;
       }
 
-      /* change the operand reg of the target's use */
-      assert(swap.uses == 1);
-      target = it;
-      for (++target; target != copy_map.end(); ++target) {
-         if (target->second.op.physReg() == it->first) {
+      /* GFX6-7 can only swap full registers */
+      if (ctx->program->chip_class <= GFX7)
+         swap.bytes = align(swap.bytes, 4);
+
+      do_swap(ctx, bld, swap, preserve_scc, pi);
+
+      /* remove from map */
+      copy_map.erase(it);
+
+      /* change the operand reg of the target's uses and split uses if needed */
+      target = copy_map.begin();
+      uint32_t bytes_left = u_bit_consecutive(0, swap.bytes);
+      for (; target != copy_map.end(); ++target) {
+         if (target->second.op.physReg() == swap.def.physReg() && swap.bytes == target->second.bytes) {
             target->second.op.setFixed(swap.op.physReg());
             break;
          }
-      }
-   }
 
-   /* copy constants into a registers which were operands */
-   if (constants) {
-      for (it = copy_map.begin(); it != copy_map.end(); ++it) {
-         if (!it->second.op.isConstant())
+         uint32_t imask = get_intersection_mask(swap.def.physReg().reg_b, swap.bytes,
+                                                target->second.op.physReg().reg_b, target->second.bytes);
+
+         if (!imask)
             continue;
-         if (it->second.def.physReg() == scc) {
-            bld.sopc(aco_opcode::s_cmp_lg_i32, Definition(scc, s1), Operand(0u), Operand(it->second.op.constantValue() ? 1u : 0u));
-         } else {
-            bld.copy(it->second.def, it->second.op);
+
+         int offset = (int)target->second.op.physReg().reg_b - (int)swap.def.physReg().reg_b;
+
+         /* split and update the middle (the portion that reads the swap's
+          * definition) to read the swap's operand instead */
+         int target_op_end = target->second.op.physReg().reg_b + target->second.bytes;
+         int swap_def_end = swap.def.physReg().reg_b + swap.bytes;
+         int before_bytes = MAX2(-offset, 0);
+         int after_bytes = MAX2(target_op_end - swap_def_end, 0);
+         int middle_bytes = target->second.bytes - before_bytes - after_bytes;
+
+         if (after_bytes) {
+            unsigned after_offset = before_bytes + middle_bytes;
+            assert(after_offset > 0);
+            copy_operation copy;
+            copy.bytes = after_bytes;
+            memcpy(copy.uses, target->second.uses + after_offset, copy.bytes);
+            RegClass rc = RegClass::get(target->second.op.regClass().type(), after_bytes);
+            copy.op = Operand(target->second.op.physReg().advance(after_offset), rc);
+            copy.def = Definition(target->second.def.physReg().advance(after_offset), rc);
+            copy_map[copy.def.physReg()] = copy;
          }
+
+         if (middle_bytes) {
+            copy_operation copy;
+            copy.bytes = middle_bytes;
+            memcpy(copy.uses, target->second.uses + before_bytes, copy.bytes);
+            RegClass rc = RegClass::get(target->second.op.regClass().type(), middle_bytes);
+            copy.op = Operand(swap.op.physReg().advance(MAX2(offset, 0)), rc);
+            copy.def = Definition(target->second.def.physReg().advance(before_bytes), rc);
+            copy_map[copy.def.physReg()] = copy;
+         }
+
+         if (before_bytes) {
+            copy_operation copy;
+            target->second.bytes = before_bytes;
+            RegClass rc = RegClass::get(target->second.op.regClass().type(), before_bytes);
+            target->second.op = Operand(target->second.op.physReg(), rc);
+            target->second.def = Definition(target->second.def.physReg(), rc);
+            memset(target->second.uses + target->second.bytes, 0, 8 - target->second.bytes);
+         }
+
+         /* break early since we know each byte of the swap's definition is used
+          * at most once */
+         bytes_left &= ~imask;
+         if (!bytes_left)
+            break;
       }
    }
+   ctx->program->statistics[statistic_copies] += ctx->instructions.size() - num_instructions_before;
+}
+
+void emit_set_mode(Builder& bld, float_mode new_mode, bool set_round, bool set_denorm)
+{
+   if (bld.program->chip_class >= GFX10) {
+      if (set_round)
+         bld.sopp(aco_opcode::s_round_mode, -1, new_mode.round);
+      if (set_denorm)
+         bld.sopp(aco_opcode::s_denorm_mode, -1, new_mode.denorm);
+   } else if (set_round || set_denorm) {
+      /* "((size - 1) << 11) | register" (MODE is encoded as register 1) */
+      Instruction *instr = bld.sopk(aco_opcode::s_setreg_imm32_b32, Operand(new_mode.val), (7 << 11) | 1).instr;
+      /* has to be a literal */
+      instr->operands[0].setFixed(PhysReg{255});
+   }
 }
 
 void lower_to_hw_instr(Program* program)
@@ -516,52 +1663,71 @@ void lower_to_hw_instr(Program* program)
       ctx.program = program;
       Builder bld(program, &ctx.instructions);
 
+      float_mode config_mode;
+      config_mode.val = program->config->float_mode;
+
+      bool set_round = i == 0 && block->fp_mode.round != config_mode.round;
+      bool set_denorm = i == 0 && block->fp_mode.denorm != config_mode.denorm;
+      if (block->kind & block_kind_top_level) {
+         for (unsigned pred : block->linear_preds) {
+            if (program->blocks[pred].fp_mode.round != block->fp_mode.round)
+               set_round = true;
+            if (program->blocks[pred].fp_mode.denorm != block->fp_mode.denorm)
+               set_denorm = true;
+         }
+      }
+      /* only allow changing modes at top-level blocks so this doesn't break
+       * the "jump over empty blocks" optimization */
+      assert((!set_round && !set_denorm) || (block->kind & block_kind_top_level));
+      emit_set_mode(bld, block->fp_mode, set_round, set_denorm);
+
       for (size_t j = 0; j < block->instructions.size(); j++) {
          aco_ptr<Instruction>& instr = block->instructions[j];
          aco_ptr<Instruction> mov;
-         if (instr->format == Format::PSEUDO) {
+         if (instr->format == Format::PSEUDO && instr->opcode != aco_opcode::p_unit_test) {
             Pseudo_instruction *pi = (Pseudo_instruction*)instr.get();
 
             switch (instr->opcode)
             {
             case aco_opcode::p_extract_vector:
             {
-               unsigned reg = instr->operands[0].physReg() + instr->operands[1].constantValue() * instr->definitions[0].size();
-               RegClass rc = RegClass(instr->operands[0].getTemp().type(), 1);
-               RegClass rc_def = RegClass(instr->definitions[0].getTemp().type(), 1);
-               if (reg == instr->definitions[0].physReg())
+               PhysReg reg = instr->operands[0].physReg();
+               Definition& def = instr->definitions[0];
+               reg.reg_b += instr->operands[1].constantValue() * def.bytes();
+
+               if (reg == def.physReg())
                   break;
 
+               RegClass op_rc = def.regClass().is_subdword() ? def.regClass() :
+                                RegClass(instr->operands[0].getTemp().type(), def.size());
                std::map<PhysReg, copy_operation> copy_operations;
-               for (unsigned i = 0; i < instr->definitions[0].size(); i++) {
-                  Definition def = Definition(PhysReg{instr->definitions[0].physReg() + i}, rc_def);
-                  copy_operations[def.physReg()] = {Operand(PhysReg{reg + i}, rc), def, 0, 1};
-               }
+               copy_operations[def.physReg()] = {Operand(reg, op_rc), def, def.bytes()};
                handle_operands(copy_operations, &ctx, program->chip_class, pi);
                break;
             }
             case aco_opcode::p_create_vector:
             {
                std::map<PhysReg, copy_operation> copy_operations;
-               RegClass rc_def = RegClass(instr->definitions[0].getTemp().type(), 1);
-               unsigned reg_idx = 0;
+               PhysReg reg = instr->definitions[0].physReg();
+
                for (const Operand& op : instr->operands) {
                   if (op.isConstant()) {
-                     const PhysReg reg = PhysReg{instr->definitions[0].physReg() + reg_idx};
-                     const Definition def = Definition(reg, rc_def);
-                     copy_operations[reg] = {op, def, 0, 1};
-                     reg_idx++;
+                     const Definition def = Definition(reg, RegClass(instr->definitions[0].getTemp().type(), op.size()));
+                     copy_operations[reg] = {op, def, op.bytes()};
+                     reg.reg_b += op.bytes();
                      continue;
                   }
-
-                  RegClass rc_op = RegClass(op.getTemp().type(), 1);
-                  for (unsigned j = 0; j < op.size(); j++)
-                  {
-                     const Operand copy_op = Operand(PhysReg{op.physReg() + j}, rc_op);
-                     const Definition def = Definition(PhysReg{instr->definitions[0].physReg() + reg_idx}, rc_def);
-                     copy_operations[def.physReg()] = {copy_op, def, 0, 1};
-                     reg_idx++;
+                  if (op.isUndefined()) {
+                     // TODO: coalesce subdword copies if dst byte is 0
+                     reg.reg_b += op.bytes();
+                     continue;
                   }
+
+                  RegClass rc_def = op.regClass().is_subdword() ? op.regClass() :
+                                    RegClass(instr->definitions[0].getTemp().type(), op.size());
+                  const Definition def = Definition(reg, rc_def);
+                  copy_operations[def.physReg()] = {op, def, op.bytes()};
+                  reg.reg_b += op.bytes();
                }
                handle_operands(copy_operations, &ctx, program->chip_class, pi);
                break;
@@ -569,15 +1735,14 @@ void lower_to_hw_instr(Program* program)
             case aco_opcode::p_split_vector:
             {
                std::map<PhysReg, copy_operation> copy_operations;
-               RegClass rc_op = instr->operands[0].isConstant() ? s1 : RegClass(instr->operands[0].regClass().type(), 1);
-               for (unsigned i = 0; i < instr->definitions.size(); i++) {
-                  unsigned k = instr->definitions[i].size();
-                  RegClass rc_def = RegClass(instr->definitions[i].getTemp().type(), 1);
-                  for (unsigned j = 0; j < k; j++) {
-                     Operand op = Operand(PhysReg{instr->operands[0].physReg() + (i*k+j)}, rc_op);
-                     Definition def = Definition(PhysReg{instr->definitions[i].physReg() + j}, rc_def);
-                     copy_operations[def.physReg()] = {op, def, 0, 1};
-                  }
+               PhysReg reg = instr->operands[0].physReg();
+
+               for (const Definition& def : instr->definitions) {
+                  RegClass rc_op = def.regClass().is_subdword() ? def.regClass() :
+                                   RegClass(instr->operands[0].getTemp().type(), def.size());
+                  const Operand op = Operand(reg, rc_op);
+                  copy_operations[def.physReg()] = {op, def, def.bytes()};
+                  reg.reg_b += def.bytes();
                }
                handle_operands(copy_operations, &ctx, program->chip_class, pi);
                break;
@@ -586,32 +1751,39 @@ void lower_to_hw_instr(Program* program)
             case aco_opcode::p_wqm:
             {
                std::map<PhysReg, copy_operation> copy_operations;
-               for (unsigned i = 0; i < instr->operands.size(); i++)
-               {
-                  Operand operand = instr->operands[i];
-                  if (operand.isConstant() || operand.size() == 1) {
-                     assert(instr->definitions[i].size() == 1);
-                     copy_operations[instr->definitions[i].physReg()] = {operand, instr->definitions[i], 0, 1};
-                  } else {
-                     RegClass def_rc = RegClass(instr->definitions[i].regClass().type(), 1);
-                     RegClass op_rc = RegClass(operand.getTemp().type(), 1);
-                     for (unsigned j = 0; j < operand.size(); j++)
-                     {
-                        Operand op = Operand(PhysReg{instr->operands[i].physReg() + j}, op_rc);
-                        Definition def = Definition(PhysReg{instr->definitions[i].physReg() + j}, def_rc);
-                        copy_operations[def.physReg()] = {op, def, 0, 1};
-                     }
-                  }
+               for (unsigned i = 0; i < instr->operands.size(); i++) {
+                  assert(instr->definitions[i].bytes() == instr->operands[i].bytes());
+                  copy_operations[instr->definitions[i].physReg()] = {instr->operands[i], instr->definitions[i], instr->operands[i].bytes()};
                }
                handle_operands(copy_operations, &ctx, program->chip_class, pi);
                break;
             }
             case aco_opcode::p_exit_early_if:
             {
-               /* don't bother with an early exit at the end of the program */
-               if (block->instructions[j + 1]->opcode == aco_opcode::p_logical_end &&
-                   block->instructions[j + 2]->opcode == aco_opcode::s_endpgm) {
-                  break;
+               /* don't bother with an early exit near the end of the program */
+               if ((block->instructions.size() - 1 - j) <= 4 &&
+                    block->instructions.back()->opcode == aco_opcode::s_endpgm) {
+                  unsigned null_exp_dest = (ctx.program->stage & hw_fs) ? 9 /* NULL */ : V_008DFC_SQ_EXP_POS;
+                  bool ignore_early_exit = true;
+
+                  for (unsigned k = j + 1; k < block->instructions.size(); ++k) {
+                     const aco_ptr<Instruction> &instr = block->instructions[k];
+                     if (instr->opcode == aco_opcode::s_endpgm ||
+                         instr->opcode == aco_opcode::p_logical_end)
+                        continue;
+                     else if (instr->opcode == aco_opcode::exp &&
+                              static_cast<Export_instruction *>(instr.get())->dest == null_exp_dest)
+                        continue;
+                     else if (instr->opcode == aco_opcode::p_parallelcopy &&
+                         instr->definitions[0].isFixed() &&
+                         instr->definitions[0].physReg() == exec)
+                        continue;
+
+                     ignore_early_exit = false;
+                  }
+
+                  if (ignore_early_exit)
+                     break;
                }
 
                if (!discard_block) {
@@ -631,7 +1803,7 @@ void lower_to_hw_instr(Program* program)
                //TODO: exec can be zero here with block_kind_discard
 
                assert(instr->operands[0].physReg() == scc);
-               bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_scc0, instr->operands[0], discard_block->index);
+               bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_scc0, Definition(exec, s2), instr->operands[0], discard_block->index);
 
                discard_block->linear_preds.push_back(block->index);
                block->linear_succs.push_back(discard_block->index);
@@ -640,40 +1812,27 @@ void lower_to_hw_instr(Program* program)
             case aco_opcode::p_spill:
             {
                assert(instr->operands[0].regClass() == v1.as_linear());
-               for (unsigned i = 0; i < instr->operands[2].size(); i++) {
-                  bld.vop3(aco_opcode::v_writelane_b32, bld.def(v1, instr->operands[0].physReg()),
-                           Operand(PhysReg{instr->operands[2].physReg() + i}, s1),
-                           Operand(instr->operands[1].constantValue() + i));
-               }
+               for (unsigned i = 0; i < instr->operands[2].size(); i++)
+                  bld.writelane(bld.def(v1, instr->operands[0].physReg()),
+                                Operand(PhysReg{instr->operands[2].physReg() + i}, s1),
+                                Operand(instr->operands[1].constantValue() + i),
+                                instr->operands[0]);
                break;
             }
             case aco_opcode::p_reload:
             {
                assert(instr->operands[0].regClass() == v1.as_linear());
-               for (unsigned i = 0; i < instr->definitions[0].size(); i++) {
-                  bld.vop3(aco_opcode::v_readlane_b32,
-                           bld.def(s1, PhysReg{instr->definitions[0].physReg() + i}),
-                           instr->operands[0], Operand(instr->operands[1].constantValue() + i));
-               }
+               for (unsigned i = 0; i < instr->definitions[0].size(); i++)
+                  bld.readlane(bld.def(s1, PhysReg{instr->definitions[0].physReg() + i}),
+                               instr->operands[0],
+                               Operand(instr->operands[1].constantValue() + i));
                break;
             }
             case aco_opcode::p_as_uniform:
             {
                if (instr->operands[0].isConstant() || instr->operands[0].regClass().type() == RegType::sgpr) {
                   std::map<PhysReg, copy_operation> copy_operations;
-                  Operand operand = instr->operands[0];
-                  if (operand.isConstant() || operand.size() == 1) {
-                     assert(instr->definitions[0].size() == 1);
-                     copy_operations[instr->definitions[0].physReg()] = {operand, instr->definitions[0], 0, 1};
-                  } else {
-                     for (unsigned i = 0; i < operand.size(); i++)
-                     {
-                        Operand op = Operand(PhysReg{operand.physReg() + i}, s1);
-                        Definition def = Definition(PhysReg{instr->definitions[0].physReg() + i}, s1);
-                        copy_operations[def.physReg()] = {op, def, 0, 1};
-                     }
-                  }
-
+                  copy_operations[instr->definitions[0].physReg()] = {instr->operands[0], instr->definitions[0], instr->definitions[0].bytes()};
                   handle_operands(copy_operations, &ctx, program->chip_class, pi);
                } else {
                   assert(instr->operands[0].regClass().type() == RegType::vgpr);
@@ -687,6 +1846,16 @@ void lower_to_hw_instr(Program* program)
                }
                break;
             }
+            case aco_opcode::p_bpermute:
+            {
+               if (ctx.program->chip_class <= GFX7)
+                  emit_gfx6_bpermute(program, instr, bld);
+               else if (ctx.program->chip_class >= GFX10 && ctx.program->wave_size == 64)
+                  emit_gfx10_wave64_bpermute(program, instr, bld);
+               else
+                  unreachable("Current hardware supports ds_bpermute, don't emit p_bpermute.");
+               break;
+            }
             default:
                break;
             }
@@ -704,28 +1873,28 @@ void lower_to_hw_instr(Program* program)
             switch (instr->opcode) {
                case aco_opcode::p_branch:
                   assert(block->linear_succs[0] == branch->target[0]);
-                  bld.sopp(aco_opcode::s_branch, branch->target[0]);
+                  bld.sopp(aco_opcode::s_branch, branch->definitions[0], branch->target[0]);
                   break;
                case aco_opcode::p_cbranch_nz:
                   assert(block->linear_succs[1] == branch->target[0]);
                   if (branch->operands[0].physReg() == exec)
-                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_execnz, branch->target[0]);
+                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_execnz, branch->definitions[0], branch->target[0]);
                   else if (branch->operands[0].physReg() == vcc)
-                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_vccnz, branch->target[0]);
+                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_vccnz, branch->definitions[0], branch->target[0]);
                   else {
                      assert(branch->operands[0].physReg() == scc);
-                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_scc1, branch->target[0]);
+                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_scc1, branch->definitions[0], branch->target[0]);
                   }
                   break;
                case aco_opcode::p_cbranch_z:
                   assert(block->linear_succs[1] == branch->target[0]);
                   if (branch->operands[0].physReg() == exec)
-                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_execz, branch->target[0]);
+                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_execz, branch->definitions[0], branch->target[0]);
                   else if (branch->operands[0].physReg() == vcc)
-                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_vccz, branch->target[0]);
+                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_vccz, branch->definitions[0], branch->target[0]);
                   else {
                      assert(branch->operands[0].physReg() == scc);
-                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_scc0, branch->target[0]);
+                     bld.sopp(aco_opcode::s_cbranch_scc0, branch->definitions[0], branch->target[0]);
                   }
                   break;
                default:
@@ -740,6 +1909,29 @@ void lower_to_hw_instr(Program* program)
                            reduce->operands[2].physReg(), // vtmp
                            reduce->definitions[2].physReg(), // sitmp
                            reduce->operands[0], reduce->definitions[0]);
+         } else if (instr->format == Format::PSEUDO_BARRIER) {
+            Pseudo_barrier_instruction* barrier = static_cast<Pseudo_barrier_instruction*>(instr.get());
+
+            /* Anything larger than a workgroup isn't possible. Anything
+             * smaller requires no instructions and this pseudo instruction
+             * would only be included to control optimizations. */
+            bool emit_s_barrier = barrier->exec_scope == scope_workgroup &&
+                                  program->workgroup_size > program->wave_size;
+
+            bld.insert(std::move(instr));
+            if (emit_s_barrier)
+               bld.sopp(aco_opcode::s_barrier);
+         } else if (instr->opcode == aco_opcode::p_cvt_f16_f32_rtne) {
+            float_mode new_mode = block->fp_mode;
+            new_mode.round16_64 = fp_round_ne;
+            bool set_round = new_mode.round != block->fp_mode.round;
+
+            emit_set_mode(bld, new_mode, set_round, false);
+
+            instr->opcode = aco_opcode::v_cvt_f16_f32;
+            ctx.instructions.emplace_back(std::move(instr));
+
+            emit_set_mode(bld, block->fp_mode, set_round, false);
          } else {
             ctx.instructions.emplace_back(std::move(instr));
          }