Index: lib/Target/AMDGPU/SIISelLowering.cpp
===================================================================
--- lib/Target/AMDGPU/SIISelLowering.cpp
+++ lib/Target/AMDGPU/SIISelLowering.cpp
@@ -8526,6 +8526,30 @@
     return SDValue();
   }
 
+  if (VT != MVT::i32 && VT != MVT::i64)
+    return SDValue();
+
+  // add x, (add y, z) -> add (add x, z), y, if x and z are uniform
+  if (RHS->isDivergent() ^ LHS->isDivergent()) {
+    SDValue Op0 = LHS, Op1 = RHS;
+    if (Op0->isDivergent())
+      std::swap(Op0, Op1);
+    if (Op1.getOpcode() == ISD::ADD && Op1.hasOneUse()) {
+      SDValue Op2 = Op1.getOperand(1);
+      Op1 = Op1.getOperand(0);
+      if (Op1->isDivergent() ^ Op2->isDivergent()) {
+        if (Op1->isDivergent())
+          std::swap(Op1, Op2);
+        // If either operand is constant this will conflict with
+        // DAGCombiner::ReassociateOps().
+        if (!isa<ConstantSDNode>(Op0) && !isa<ConstantSDNode>(Op1)) {
+          SDValue Add1 = DAG.getNode(ISD::ADD, N, VT, Op0, Op1);
+          return DAG.getNode(ISD::ADD, N, VT, Add1, Op2);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
   if (VT != MVT::i32 || !DCI.isAfterLegalizeDAG())
     return SDValue();
 
Index: test/CodeGen/AMDGPU/add3.ll
===================================================================
--- test/CodeGen/AMDGPU/add3.ll
+++ test/CodeGen/AMDGPU/add3.ll
@@ -25,6 +25,12 @@
 
 ; V_MAD_U32_U24 is given higher priority.
 define amdgpu_ps float @mad_no_add3(i32 %a, i32 %b, i32 %c, i32 %d, i32 %e) {
+; VI-LABEL: mad_no_add3:
+; VI:       ; %bb.0:
+; VI-NEXT:    v_mad_u32_u24 v0, v0, v1, v4
+; VI-NEXT:    v_mad_u32_u24 v0, v2, v3, v0
+; VI-NEXT:    ; return to shader part epilog
+;
 ; GFX9-LABEL: mad_no_add3:
 ; GFX9:       ; %bb.0:
 ; GFX9-NEXT:    v_mad_u32_u24 v0, v0, v1, v4
@@ -54,13 +60,13 @@
 define amdgpu_ps float @add3_vgpr_b(i32 inreg %a, i32 %b, i32 inreg %c) {
 ; VI-LABEL: add3_vgpr_b:
 ; VI:       ; %bb.0:
-; VI-NEXT:    v_add_u32_e32 v0, vcc, s2, v0
+; VI-NEXT:    s_add_i32 s3, s3, s2
 ; VI-NEXT:    v_add_u32_e32 v0, vcc, s3, v0
 ; VI-NEXT:    ; return to shader part epilog
 ;
 ; GFX9-LABEL: add3_vgpr_b:
 ; GFX9:       ; %bb.0:
-; GFX9-NEXT:    v_add_u32_e32 v0, s2, v0
+; GFX9-NEXT:    s_add_i32 s3, s3, s2
 ; GFX9-NEXT:    v_add_u32_e32 v0, s3, v0
 ; GFX9-NEXT:    ; return to shader part epilog
   %x = add i32 %a, %b
Index: test/CodeGen/AMDGPU/reassoc-scalar.ll
===================================================================
--- /dev/null
+++ test/CodeGen/AMDGPU/reassoc-scalar.ll
@@ -0,0 +1,93 @@
+; RUN: llc -mtriple=amdgcn -mcpu=tonga -verify-machineinstrs < %s | FileCheck -check-prefixes=GCN,GFX8 %s
+; RUN: llc -mtriple=amdgcn -mcpu=gfx900 -verify-machineinstrs < %s | FileCheck -check-prefixes=GCN,GFX9 %s
+
+; GCN-LABEL: reassoc_i32:
+; GCN: s_add_i32 [[ADD1:s[0-9]+]], s{{[0-9]+}}, s{{[0-9]+}}
+; GFX8: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, [[ADD1]], v{{[0-9]+}}
+; GFX9: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, [[ADD1]], v{{[0-9]+}}
+define amdgpu_kernel void @reassoc_i32(i32 addrspace(1)* %arg, i32 %x, i32 %y) {
+bb:
+  %tid = tail call i32 @llvm.amdgcn.workitem.id.x()
+  %add1 = add i32 %x, %tid
+  %add2 = add i32 %add1, %y
+  store i32 %add2, i32 addrspace(1)* %arg, align 4
+  ret void
+}
+
+; GCN-LABEL: reassoc_i32_swap_arg_order:
+; GCN:  s_add_i32 [[ADD1:s[0-9]+]], s{{[0-9]+}}, s{{[0-9]+}}
+; GFX8: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, [[ADD1]], v{{[0-9]+}}
+; GFX9: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, [[ADD1]], v{{[0-9]+}}
+define amdgpu_kernel void @reassoc_i32_swap_arg_order(i32 addrspace(1)* %arg, i32 %x, i32 %y) {
+bb:
+  %tid = tail call i32 @llvm.amdgcn.workitem.id.x()
+  %add1 = add i32 %tid, %x
+  %add2 = add i32 %y, %add1
+  store i32 %add2, i32 addrspace(1)* %arg, align 4
+  ret void
+}
+
+; GCN-LABEL: reassoc_i64:
+; GCN:      s_add_u32 [[ADD1L:s[0-9]+]], s{{[0-9]+}}, s{{[0-9]+}}
+; GCN:      s_addc_u32 [[ADD1H:s[0-9]+]], s{{[0-9]+}}, s{{[0-9]+}}
+; GFX8-DAG: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, [[ADD1L]], v{{[0-9]+}}
+; GFX9-DAG: v_add_co_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, [[ADD1L]], v{{[0-9]+}}
+; GCN-DAG:  v_mov_b32_e32 [[VADD1H:v[0-9]+]], [[ADD1H]]
+; GFX8:     v_addc_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, 0, [[VADD1H]], vcc
+; GFX9:     v_addc_co_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, 0, [[VADD1H]], vcc
+define amdgpu_kernel void @reassoc_i64(i64 addrspace(1)* %arg, i64 %x, i64 %y) {
+bb:
+  %tid32 = tail call i32 @llvm.amdgcn.workitem.id.x()
+  %tid = zext i32 %tid32 to i64
+  %add1 = add i64 %x, %tid
+  %add2 = add i64 %add1, %y
+  store i64 %add2, i64 addrspace(1)* %arg, align 8
+  ret void
+}
+
+; GCN-LABEL: reassoc_i32_nuw:
+; GCN:  s_add_i32 [[ADD1:s[0-9]+]], s{{[0-9]+}}, s{{[0-9]+}}
+; GFX8: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, [[ADD1]], v{{[0-9]+}}
+; GFX9: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, [[ADD1]], v{{[0-9]+}}
+define amdgpu_kernel void @reassoc_i32_nuw(i32 addrspace(1)* %arg, i32 %x, i32 %y) {
+bb:
+  %tid = tail call i32 @llvm.amdgcn.workitem.id.x()
+  %add1 = add i32 %x, %tid
+  %add2 = add nuw i32 %add1, %y
+  store i32 %add2, i32 addrspace(1)* %arg, align 4
+  ret void
+}
+
+; GCN-LABEL: reassoc_i32_multiuse:
+; GFX8: v_add_u32_e32 [[ADD1:v[0-9]+]], vcc, s{{[0-9]+}}, v{{[0-9]+}}
+; GFX9: v_add_u32_e32 [[ADD1:v[0-9]+]], s{{[0-9]+}}, v{{[0-9]+}}
+; GFX8: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, s{{[0-9]+}}, [[ADD1]]
+; GFX9: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, s{{[0-9]+}}, [[ADD1]]
+define amdgpu_kernel void @reassoc_i32_multiuse(i32 addrspace(1)* %arg, i32 %x, i32 %y) {
+bb:
+  %tid = tail call i32 @llvm.amdgcn.workitem.id.x()
+  %add1 = add i32 %x, %tid
+  %add2 = add i32 %add1, %y
+  store volatile i32 %add1, i32 addrspace(1)* %arg, align 4
+  store volatile i32 %add2, i32 addrspace(1)* %arg, align 4
+  ret void
+}
+
+; TODO: This should be reassociated as well, however it is disabled to avoid endless
+;       loop since DAGCombiner::ReassociateOps() reverts the reassociation.
+; GCN-LABEL: reassoc_i32_const:
+; GFX8: v_add_u32_e32 [[ADD1:v[0-9]+]], vcc, 42, v{{[0-9]+}}
+; GFX9: v_add_u32_e32 [[ADD1:v[0-9]+]],  42, v{{[0-9]+}}
+; GFX8: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, vcc, s{{[0-9]+}}, [[ADD1]]
+; GFX9: v_add_u32_e32 v{{[0-9]+}}, s{{[0-9]+}}, [[ADD1]]
+define amdgpu_kernel void @reassoc_i32_const(i32 addrspace(1)* %arg, i32 %x) {
+bb:
+  %tid = tail call i32 @llvm.amdgcn.workitem.id.x()
+  %add1 = add i32 %tid, 42
+  %add2 = add i32 %add1, %x
+  store volatile i32 %add1, i32 addrspace(1)* %arg, align 4
+  store volatile i32 %add2, i32 addrspace(1)* %arg, align 4
+  ret void
+}
+
+declare i32 @llvm.amdgcn.workitem.id.x()