[C++] Use 'nullptr'. Transforms edition.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / SROA.cpp
index d8475b27a21d9666a9fb55954331d104b2040a1e..04bf4f8dfc3ad37f658fb102f02efee623063293 100644 (file)
 ///
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "sroa"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
 #include "llvm/Analysis/PtrUseVisitor.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/DIBuilder.h"
-#include "llvm/DebugInfo.h"
 #include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DIBuilder.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DebugInfo.h"
 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
+#include "llvm/IR/InstVisitor.h"
 #include "llvm/IR/Instructions.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/IR/Operator.h"
-#include "llvm/InstVisitor.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
+#include "llvm/Support/TimeValue.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
+
+#if __cplusplus >= 201103L && !defined(NDEBUG)
+// We only use this for a debug check in C++11
+#include <random>
+#endif
+
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "sroa"
+
 STATISTIC(NumAllocasAnalyzed, "Number of allocas analyzed for replacement");
 STATISTIC(NumAllocaPartitions, "Number of alloca partitions formed");
-STATISTIC(MaxPartitionsPerAlloca, "Maximum number of partitions");
-STATISTIC(NumAllocaPartitionUses, "Number of alloca partition uses found");
-STATISTIC(MaxPartitionUsesPerAlloca, "Maximum number of partition uses");
+STATISTIC(MaxPartitionsPerAlloca, "Maximum number of partitions per alloca");
+STATISTIC(NumAllocaPartitionUses, "Number of alloca partition uses rewritten");
+STATISTIC(MaxUsesPerAllocaPartition, "Maximum number of uses of a partition");
 STATISTIC(NumNewAllocas, "Number of new, smaller allocas introduced");
 STATISTIC(NumPromoted, "Number of allocas promoted to SSA values");
 STATISTIC(NumLoadsSpeculated, "Number of loads speculated to allow promotion");
@@ -73,6 +81,16 @@ STATISTIC(NumVectorized, "Number of vectorized aggregates");
 static cl::opt<bool>
 ForceSSAUpdater("force-ssa-updater", cl::init(false), cl::Hidden);
 
+/// Hidden option to enable randomly shuffling the slices to help uncover
+/// instability in their order.
+static cl::opt<bool> SROARandomShuffleSlices("sroa-random-shuffle-slices",
+                                             cl::init(false), cl::Hidden);
+
+/// Hidden option to experiment with completely strict handling of inbounds
+/// GEPs.
+static cl::opt<bool> SROAStrictInbounds("sroa-strict-inbounds",
+                                        cl::init(false), cl::Hidden);
+
 namespace {
 /// \brief A custom IRBuilder inserter which prefixes all names if they are
 /// preserved.
@@ -111,40 +129,39 @@ typedef llvm::IRBuilder<false, ConstantFolder,
 }
 
 namespace {
-/// \brief A partition of an alloca.
+/// \brief A used slice of an alloca.
 ///
-/// This structure represents a contiguous partition of the alloca. These are
-/// formed by examining the uses of the alloca. During formation, they may
-/// overlap but once an AllocaPartitioning is built, the Partitions within it
-/// are all disjoint. The partition also contains a chain of uses of that
-/// partition.
-class Partition {
+/// This structure represents a slice of an alloca used by some instruction. It
+/// stores both the begin and end offsets of this use, a pointer to the use
+/// itself, and a flag indicating whether we can classify the use as splittable
+/// or not when forming partitions of the alloca.
+class Slice {
   /// \brief The beginning offset of the range.
   uint64_t BeginOffset;
 
   /// \brief The ending offset, not included in the range.
   uint64_t EndOffset;
 
-  /// \brief Storage for both the use of this partition and whether it can be
+  /// \brief Storage for both the use of this slice and whether it can be
   /// split.
-  PointerIntPair<Use *, 1, bool> PartitionUseAndIsSplittable;
+  PointerIntPair<Use *, 1, bool> UseAndIsSplittable;
 
 public:
-  Partition() : BeginOffset(), EndOffset() {}
-  Partition(uint64_t BeginOffset, uint64_t EndOffset, Use *U, bool IsSplittable)
+  Slice() : BeginOffset(), EndOffset() {}
+  Slice(uint64_t BeginOffset, uint64_t EndOffset, Use *U, bool IsSplittable)
       : BeginOffset(BeginOffset), EndOffset(EndOffset),
-        PartitionUseAndIsSplittable(U, IsSplittable) {}
+        UseAndIsSplittable(U, IsSplittable) {}
 
   uint64_t beginOffset() const { return BeginOffset; }
   uint64_t endOffset() const { return EndOffset; }
 
-  bool isSplittable() const { return PartitionUseAndIsSplittable.getInt(); }
-  void makeUnsplittable() { PartitionUseAndIsSplittable.setInt(false); }
+  bool isSplittable() const { return UseAndIsSplittable.getInt(); }
+  void makeUnsplittable() { UseAndIsSplittable.setInt(false); }
 
-  Use *getUse() const { return PartitionUseAndIsSplittable.getPointer(); }
+  Use *getUse() const { return UseAndIsSplittable.getPointer(); }
 
-  bool isDead() const { return getUse() == 0; }
-  void kill() { PartitionUseAndIsSplittable.setPointer(0); }
+  bool isDead() const { return getUse() == nullptr; }
+  void kill() { UseAndIsSplittable.setPointer(nullptr); }
 
   /// \brief Support for ordering ranges.
   ///
@@ -152,7 +169,7 @@ public:
   /// always increasing, and within equal start offsets, the end offsets are
   /// decreasing. Thus the spanning range comes first in a cluster with the
   /// same start position.
-  bool operator<(const Partition &RHS) const {
+  bool operator<(const Slice &RHS) const {
     if (beginOffset() < RHS.beginOffset()) return true;
     if (beginOffset() > RHS.beginOffset()) return false;
     if (isSplittable() != RHS.isSplittable()) return !isSplittable();
@@ -161,62 +178,58 @@ public:
   }
 
   /// \brief Support comparison with a single offset to allow binary searches.
-  friend LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED bool operator<(const Partition &LHS,
+  friend LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED bool operator<(const Slice &LHS,
                                               uint64_t RHSOffset) {
     return LHS.beginOffset() < RHSOffset;
   }
   friend LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED bool operator<(uint64_t LHSOffset,
-                                              const Partition &RHS) {
+                                              const Slice &RHS) {
     return LHSOffset < RHS.beginOffset();
   }
 
-  bool operator==(const Partition &RHS) const {
+  bool operator==(const Slice &RHS) const {
     return isSplittable() == RHS.isSplittable() &&
            beginOffset() == RHS.beginOffset() && endOffset() == RHS.endOffset();
   }
-  bool operator!=(const Partition &RHS) const { return !operator==(RHS); }
+  bool operator!=(const Slice &RHS) const { return !operator==(RHS); }
 };
 } // end anonymous namespace
 
 namespace llvm {
 template <typename T> struct isPodLike;
-template <> struct isPodLike<Partition> {
+template <> struct isPodLike<Slice> {
    static const bool value = true;
 };
 }
 
 namespace {
-/// \brief Alloca partitioning representation.
+/// \brief Representation of the alloca slices.
 ///
-/// This class represents a partitioning of an alloca into slices, and
-/// information about the nature of uses of each slice of the alloca. The goal
-/// is that this information is sufficient to decide if and how to split the
-/// alloca apart and replace slices with scalars. It is also intended that this
-/// structure can capture the relevant information needed both to decide about
-/// and to enact these transformations.
-class AllocaPartitioning {
+/// This class represents the slices of an alloca which are formed by its
+/// various uses. If a pointer escapes, we can't fully build a representation
+/// for the slices used and we reflect that in this structure. The uses are
+/// stored, sorted by increasing beginning offset and with unsplittable slices
+/// starting at a particular offset before splittable slices.
+class AllocaSlices {
 public:
-  /// \brief Construct a partitioning of a particular alloca.
-  ///
-  /// Construction does most of the work for partitioning the alloca. This
-  /// performs the necessary walks of users and builds a partitioning from it.
-  AllocaPartitioning(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI);
+  /// \brief Construct the slices of a particular alloca.
+  AllocaSlices(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI);
 
   /// \brief Test whether a pointer to the allocation escapes our analysis.
   ///
-  /// If this is true, the partitioning is never fully built and should be
+  /// If this is true, the slices are never fully built and should be
   /// ignored.
   bool isEscaped() const { return PointerEscapingInstr; }
 
-  /// \brief Support for iterating over the partitions.
+  /// \brief Support for iterating over the slices.
   /// @{
-  typedef SmallVectorImpl<Partition>::iterator iterator;
-  iterator begin() { return Partitions.begin(); }
-  iterator end() { return Partitions.end(); }
+  typedef SmallVectorImpl<Slice>::iterator iterator;
+  iterator begin() { return Slices.begin(); }
+  iterator end() { return Slices.end(); }
 
-  typedef SmallVectorImpl<Partition>::const_iterator const_iterator;
-  const_iterator begin() const { return Partitions.begin(); }
-  const_iterator end() const { return Partitions.end(); }
+  typedef SmallVectorImpl<Slice>::const_iterator const_iterator;
+  const_iterator begin() const { return Slices.begin(); }
+  const_iterator end() const { return Slices.end(); }
   /// @}
 
   /// \brief Allow iterating the dead users for this alloca.
@@ -244,48 +257,47 @@ public:
 
 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
   void print(raw_ostream &OS, const_iterator I, StringRef Indent = "  ") const;
-  void printPartition(raw_ostream &OS, const_iterator I,
-                      StringRef Indent = "  ") const;
+  void printSlice(raw_ostream &OS, const_iterator I,
+                  StringRef Indent = "  ") const;
   void printUse(raw_ostream &OS, const_iterator I,
                 StringRef Indent = "  ") const;
   void print(raw_ostream &OS) const;
-  void LLVM_ATTRIBUTE_NOINLINE LLVM_ATTRIBUTE_USED dump(const_iterator I) const;
-  void LLVM_ATTRIBUTE_NOINLINE LLVM_ATTRIBUTE_USED dump() const;
+  void dump(const_iterator I) const;
+  void dump() const;
 #endif
 
 private:
   template <typename DerivedT, typename RetT = void> class BuilderBase;
-  class PartitionBuilder;
-  friend class AllocaPartitioning::PartitionBuilder;
+  class SliceBuilder;
+  friend class AllocaSlices::SliceBuilder;
 
 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
   /// \brief Handle to alloca instruction to simplify method interfaces.
   AllocaInst &AI;
 #endif
 
-  /// \brief The instruction responsible for this alloca having no partitioning.
+  /// \brief The instruction responsible for this alloca not having a known set
+  /// of slices.
   ///
   /// When an instruction (potentially) escapes the pointer to the alloca, we
-  /// store a pointer to that here and abort trying to partition the alloca.
-  /// This will be null if the alloca is partitioned successfully.
+  /// store a pointer to that here and abort trying to form slices of the
+  /// alloca. This will be null if the alloca slices are analyzed successfully.
   Instruction *PointerEscapingInstr;
 
-  /// \brief The partitions of the alloca.
+  /// \brief The slices of the alloca.
   ///
-  /// We store a vector of the partitions over the alloca here. This vector is
-  /// sorted by increasing begin offset, and then by decreasing end offset. See
-  /// the Partition inner class for more details. Initially (during
-  /// construction) there are overlaps, but we form a disjoint sequence of
-  /// partitions while finishing construction and a fully constructed object is
-  /// expected to always have this as a disjoint space.
-  SmallVector<Partition, 8> Partitions;
+  /// We store a vector of the slices formed by uses of the alloca here. This
+  /// vector is sorted by increasing begin offset, and then the unsplittable
+  /// slices before the splittable ones. See the Slice inner class for more
+  /// details.
+  SmallVector<Slice, 8> Slices;
 
   /// \brief Instructions which will become dead if we rewrite the alloca.
   ///
-  /// Note that these are not separated by partition. This is because we expect
-  /// a partitioned alloca to be completely rewritten or not rewritten at all.
-  /// If rewritten, all these instructions can simply be removed and replaced
-  /// with undef as they come from outside of the allocated space.
+  /// Note that these are not separated by slice. This is because we expect an
+  /// alloca to be completely rewritten or not rewritten at all. If rewritten,
+  /// all these instructions can simply be removed and replaced with undef as
+  /// they come from outside of the allocated space.
   SmallVector<Instruction *, 8> DeadUsers;
 
   /// \brief Operands which will become dead if we rewrite the alloca.
@@ -309,50 +321,47 @@ static Value *foldSelectInst(SelectInst &SI) {
   if (SI.getOperand(1) == SI.getOperand(2))
     return SI.getOperand(1);
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// \brief Builder for the alloca partitioning.
+/// \brief Builder for the alloca slices.
 ///
-/// This class builds an alloca partitioning by recursively visiting the uses
-/// of an alloca and splitting the partitions for each load and store at each
-/// offset.
-class AllocaPartitioning::PartitionBuilder
-    : public PtrUseVisitor<PartitionBuilder> {
-  friend class PtrUseVisitor<PartitionBuilder>;
-  friend class InstVisitor<PartitionBuilder>;
-  typedef PtrUseVisitor<PartitionBuilder> Base;
+/// This class builds a set of alloca slices by recursively visiting the uses
+/// of an alloca and making a slice for each load and store at each offset.
+class AllocaSlices::SliceBuilder : public PtrUseVisitor<SliceBuilder> {
+  friend class PtrUseVisitor<SliceBuilder>;
+  friend class InstVisitor<SliceBuilder>;
+  typedef PtrUseVisitor<SliceBuilder> Base;
 
   const uint64_t AllocSize;
-  AllocaPartitioning &P;
+  AllocaSlices &S;
 
-  SmallDenseMap<Instruction *, unsigned> MemTransferPartitionMap;
+  SmallDenseMap<Instruction *, unsigned> MemTransferSliceMap;
   SmallDenseMap<Instruction *, uint64_t> PHIOrSelectSizes;
 
   /// \brief Set to de-duplicate dead instructions found in the use walk.
   SmallPtrSet<Instruction *, 4> VisitedDeadInsts;
 
 public:
-  PartitionBuilder(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI, AllocaPartitioning &P)
-      : PtrUseVisitor<PartitionBuilder>(DL),
-        AllocSize(DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType())),
-        P(P) {}
+  SliceBuilder(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI, AllocaSlices &S)
+      : PtrUseVisitor<SliceBuilder>(DL),
+        AllocSize(DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType())), S(S) {}
 
 private:
   void markAsDead(Instruction &I) {
     if (VisitedDeadInsts.insert(&I))
-      P.DeadUsers.push_back(&I);
+      S.DeadUsers.push_back(&I);
   }
 
   void insertUse(Instruction &I, const APInt &Offset, uint64_t Size,
                  bool IsSplittable = false) {
     // Completely skip uses which have a zero size or start either before or
     // past the end of the allocation.
-    if (Size == 0 || Offset.isNegative() || Offset.uge(AllocSize)) {
+    if (Size == 0 || Offset.uge(AllocSize)) {
       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Ignoring " << Size << " byte use @" << Offset
                    << " which has zero size or starts outside of the "
                    << AllocSize << " byte alloca:\n"
-                   << "    alloca: " << P.AI << "\n"
+                   << "    alloca: " << S.AI << "\n"
                    << "       use: " << I << "\n");
       return markAsDead(I);
     }
@@ -370,12 +379,12 @@ private:
     if (Size > AllocSize - BeginOffset) {
       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Clamping a " << Size << " byte use @" << Offset
                    << " to remain within the " << AllocSize << " byte alloca:\n"
-                   << "    alloca: " << P.AI << "\n"
+                   << "    alloca: " << S.AI << "\n"
                    << "       use: " << I << "\n");
       EndOffset = AllocSize;
     }
 
-    P.Partitions.push_back(Partition(BeginOffset, EndOffset, U, IsSplittable));
+    S.Slices.push_back(Slice(BeginOffset, EndOffset, U, IsSplittable));
   }
 
   void visitBitCastInst(BitCastInst &BC) {
@@ -389,6 +398,43 @@ private:
     if (GEPI.use_empty())
       return markAsDead(GEPI);
 
+    if (SROAStrictInbounds && GEPI.isInBounds()) {
+      // FIXME: This is a manually un-factored variant of the basic code inside
+      // of GEPs with checking of the inbounds invariant specified in the
+      // langref in a very strict sense. If we ever want to enable
+      // SROAStrictInbounds, this code should be factored cleanly into
+      // PtrUseVisitor, but it is easier to experiment with SROAStrictInbounds
+      // by writing out the code here where we have tho underlying allocation
+      // size readily available.
+      APInt GEPOffset = Offset;
+      for (gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPI),
+                             GTE = gep_type_end(GEPI);
+           GTI != GTE; ++GTI) {
+        ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(GTI.getOperand());
+        if (!OpC)
+          break;
+
+        // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
+        if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
+          unsigned ElementIdx = OpC->getZExtValue();
+          const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
+          GEPOffset +=
+              APInt(Offset.getBitWidth(), SL->getElementOffset(ElementIdx));
+        } else {
+          // For array or vector indices, scale the index by the size of the type.
+          APInt Index = OpC->getValue().sextOrTrunc(Offset.getBitWidth());
+          GEPOffset += Index * APInt(Offset.getBitWidth(),
+                                     DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()));
+        }
+
+        // If this index has computed an intermediate pointer which is not
+        // inbounds, then the result of the GEP is a poison value and we can
+        // delete it and all uses.
+        if (GEPOffset.ugt(AllocSize))
+          return markAsDead(GEPI);
+      }
+    }
+
     return Base::visitGetElementPtrInst(GEPI);
   }
 
@@ -435,12 +481,11 @@ private:
     // risk of overflow.
     // FIXME: We should instead consider the pointer to have escaped if this
     // function is being instrumented for addressing bugs or race conditions.
-    if (Offset.isNegative() || Size > AllocSize ||
-        Offset.ugt(AllocSize - Size)) {
+    if (Size > AllocSize || Offset.ugt(AllocSize - Size)) {
       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Ignoring " << Size << " byte store @" << Offset
                    << " which extends past the end of the " << AllocSize
                    << " byte alloca:\n"
-                   << "    alloca: " << P.AI << "\n"
+                   << "    alloca: " << S.AI << "\n"
                    << "       use: " << SI << "\n");
       return markAsDead(SI);
     }
@@ -455,7 +500,7 @@ private:
     assert(II.getRawDest() == *U && "Pointer use is not the destination?");
     ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(II.getLength());
     if ((Length && Length->getValue() == 0) ||
-        (IsOffsetKnown && !Offset.isNegative() && Offset.uge(AllocSize)))
+        (IsOffsetKnown && Offset.uge(AllocSize)))
       // Zero-length mem transfer intrinsics can be ignored entirely.
       return markAsDead(II);
 
@@ -470,14 +515,30 @@ private:
 
   void visitMemTransferInst(MemTransferInst &II) {
     ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(II.getLength());
-    if ((Length && Length->getValue() == 0) ||
-        (IsOffsetKnown && !Offset.isNegative() && Offset.uge(AllocSize)))
+    if (Length && Length->getValue() == 0)
       // Zero-length mem transfer intrinsics can be ignored entirely.
       return markAsDead(II);
 
+    // Because we can visit these intrinsics twice, also check to see if the
+    // first time marked this instruction as dead. If so, skip it.
+    if (VisitedDeadInsts.count(&II))
+      return;
+
     if (!IsOffsetKnown)
       return PI.setAborted(&II);
 
+    // This side of the transfer is completely out-of-bounds, and so we can
+    // nuke the entire transfer. However, we also need to nuke the other side
+    // if already added to our partitions.
+    // FIXME: Yet another place we really should bypass this when
+    // instrumenting for ASan.
+    if (Offset.uge(AllocSize)) {
+      SmallDenseMap<Instruction *, unsigned>::iterator MTPI = MemTransferSliceMap.find(&II);
+      if (MTPI != MemTransferSliceMap.end())
+        S.Slices[MTPI->second].kill();
+      return markAsDead(II);
+    }
+
     uint64_t RawOffset = Offset.getLimitedValue();
     uint64_t Size = Length ? Length->getLimitedValue()
                            : AllocSize - RawOffset;
@@ -489,18 +550,18 @@ private:
       if (!II.isVolatile())
         return markAsDead(II);
 
-      return insertUse(II, Offset, Size, /*IsSplittable=*/false);;
+      return insertUse(II, Offset, Size, /*IsSplittable=*/false);
     }
 
     // If we have seen both source and destination for a mem transfer, then
     // they both point to the same alloca.
     bool Inserted;
     SmallDenseMap<Instruction *, unsigned>::iterator MTPI;
-    llvm::tie(MTPI, Inserted) =
-        MemTransferPartitionMap.insert(std::make_pair(&II, P.Partitions.size()));
+    std::tie(MTPI, Inserted) =
+        MemTransferSliceMap.insert(std::make_pair(&II, S.Slices.size()));
     unsigned PrevIdx = MTPI->second;
     if (!Inserted) {
-      Partition &PrevP = P.Partitions[PrevIdx];
+      Slice &PrevP = S.Slices[PrevIdx];
 
       // Check if the begin offsets match and this is a non-volatile transfer.
       // In that case, we can completely elide the transfer.
@@ -518,8 +579,8 @@ private:
     insertUse(II, Offset, Size, /*IsSplittable=*/Inserted && Length);
 
     // Check that we ended up with a valid index in the map.
-    assert(P.Partitions[PrevIdx].getUse()->getUser() == &II &&
-           "Map index doesn't point back to a partition with this user.");
+    assert(S.Slices[PrevIdx].getUse()->getUser() == &II &&
+           "Map index doesn't point back to a slice with this user.");
   }
 
   // Disable SRoA for any intrinsics except for lifetime invariants.
@@ -543,7 +604,7 @@ private:
 
   Instruction *hasUnsafePHIOrSelectUse(Instruction *Root, uint64_t &Size) {
     // We consider any PHI or select that results in a direct load or store of
-    // the same offset to be a viable use for partitioning purposes. These uses
+    // the same offset to be a viable use for slicing purposes. These uses
     // are considered unsplittable and the size is the maximum loaded or stored
     // size.
     SmallPtrSet<Instruction *, 4> Visited;
@@ -555,7 +616,7 @@ private:
     Size = 0;
     do {
       Instruction *I, *UsedI;
-      llvm::tie(UsedI, I) = Uses.pop_back_val();
+      std::tie(UsedI, I) = Uses.pop_back_val();
 
       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
         Size = std::max(Size, DL.getTypeStoreSize(LI->getType()));
@@ -577,13 +638,12 @@ private:
         return I;
       }
 
-      for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end(); UI != UE;
-           ++UI)
-        if (Visited.insert(cast<Instruction>(*UI)))
-          Uses.push_back(std::make_pair(I, cast<Instruction>(*UI)));
+      for (User *U : I->users())
+        if (Visited.insert(cast<Instruction>(U)))
+          Uses.push_back(std::make_pair(I, cast<Instruction>(U)));
     } while (!Uses.empty());
 
-    return 0;
+    return nullptr;
   }
 
   void visitPHINode(PHINode &PN) {
@@ -606,9 +666,8 @@ private:
     // themselves which should be replaced with undef.
     // FIXME: This should instead be escaped in the event we're instrumenting
     // for address sanitization.
-    if ((Offset.isNegative() && (-Offset).uge(PHISize)) ||
-        (!Offset.isNegative() && Offset.uge(AllocSize))) {
-      P.DeadOperands.push_back(U);
+    if (Offset.uge(AllocSize)) {
+      S.DeadOperands.push_back(U);
       return;
     }
 
@@ -626,7 +685,7 @@ private:
       else
         // Otherwise the operand to the select is dead, and we can replace it
         // with undef.
-        P.DeadOperands.push_back(U);
+        S.DeadOperands.push_back(U);
 
       return;
     }
@@ -647,9 +706,8 @@ private:
     // themselves which should be replaced with undef.
     // FIXME: This should instead be escaped in the event we're instrumenting
     // for address sanitization.
-    if ((Offset.isNegative() && Offset.uge(SelectSize)) ||
-        (!Offset.isNegative() && Offset.uge(AllocSize))) {
-      P.DeadOperands.push_back(U);
+    if (Offset.uge(AllocSize)) {
+      S.DeadOperands.push_back(U);
       return;
     }
 
@@ -662,81 +720,76 @@ private:
   }
 };
 
-namespace {
-struct IsPartitionDead {
-  bool operator()(const Partition &P) { return P.isDead(); }
-};
-}
-
-AllocaPartitioning::AllocaPartitioning(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI)
+AllocaSlices::AllocaSlices(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI)
     :
 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
       AI(AI),
 #endif
-      PointerEscapingInstr(0) {
-  PartitionBuilder PB(DL, AI, *this);
-  PartitionBuilder::PtrInfo PtrI = PB.visitPtr(AI);
+      PointerEscapingInstr(nullptr) {
+  SliceBuilder PB(DL, AI, *this);
+  SliceBuilder::PtrInfo PtrI = PB.visitPtr(AI);
   if (PtrI.isEscaped() || PtrI.isAborted()) {
     // FIXME: We should sink the escape vs. abort info into the caller nicely,
-    // possibly by just storing the PtrInfo in the AllocaPartitioning.
+    // possibly by just storing the PtrInfo in the AllocaSlices.
     PointerEscapingInstr = PtrI.getEscapingInst() ? PtrI.getEscapingInst()
                                                   : PtrI.getAbortingInst();
     assert(PointerEscapingInstr && "Did not track a bad instruction");
     return;
   }
 
-  // Sort the uses. This arranges for the offsets to be in ascending order,
-  // and the sizes to be in descending order.
-  std::sort(Partitions.begin(), Partitions.end());
+  Slices.erase(std::remove_if(Slices.begin(), Slices.end(),
+                              std::mem_fun_ref(&Slice::isDead)),
+               Slices.end());
 
-  Partitions.erase(
-      std::remove_if(Partitions.begin(), Partitions.end(), IsPartitionDead()),
-      Partitions.end());
-
-  // Record how many partitions we end up with.
-  NumAllocaPartitions += Partitions.size();
-  MaxPartitionsPerAlloca = std::max<unsigned>(Partitions.size(), MaxPartitionsPerAlloca);
+#if __cplusplus >= 201103L && !defined(NDEBUG)
+  if (SROARandomShuffleSlices) {
+    std::mt19937 MT(static_cast<unsigned>(sys::TimeValue::now().msec()));
+    std::shuffle(Slices.begin(), Slices.end(), MT);
+  }
+#endif
 
-  NumAllocaPartitionUses += Partitions.size();
-  MaxPartitionUsesPerAlloca =
-      std::max<unsigned>(Partitions.size(), MaxPartitionUsesPerAlloca);
+  // Sort the uses. This arranges for the offsets to be in ascending order,
+  // and the sizes to be in descending order.
+  std::sort(Slices.begin(), Slices.end());
 }
 
 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 
-void AllocaPartitioning::print(raw_ostream &OS, const_iterator I,
-                               StringRef Indent) const {
-  printPartition(OS, I, Indent);
+void AllocaSlices::print(raw_ostream &OS, const_iterator I,
+                         StringRef Indent) const {
+  printSlice(OS, I, Indent);
   printUse(OS, I, Indent);
 }
 
-void AllocaPartitioning::printPartition(raw_ostream &OS, const_iterator I,
-                                        StringRef Indent) const {
+void AllocaSlices::printSlice(raw_ostream &OS, const_iterator I,
+                              StringRef Indent) const {
   OS << Indent << "[" << I->beginOffset() << "," << I->endOffset() << ")"
-     << " partition #" << (I - begin())
+     << " slice #" << (I - begin())
      << (I->isSplittable() ? " (splittable)" : "") << "\n";
 }
 
-void AllocaPartitioning::printUse(raw_ostream &OS, const_iterator I,
-                                  StringRef Indent) const {
+void AllocaSlices::printUse(raw_ostream &OS, const_iterator I,
+                            StringRef Indent) const {
   OS << Indent << "  used by: " << *I->getUse()->getUser() << "\n";
 }
 
-void AllocaPartitioning::print(raw_ostream &OS) const {
+void AllocaSlices::print(raw_ostream &OS) const {
   if (PointerEscapingInstr) {
-    OS << "No partitioning for alloca: " << AI << "\n"
+    OS << "Can't analyze slices for alloca: " << AI << "\n"
        << "  A pointer to this alloca escaped by:\n"
        << "  " << *PointerEscapingInstr << "\n";
     return;
   }
 
-  OS << "Partitioning of alloca: " << AI << "\n";
+  OS << "Slices of alloca: " << AI << "\n";
   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
     print(OS, I);
 }
 
-void AllocaPartitioning::dump(const_iterator I) const { print(dbgs(), I); }
-void AllocaPartitioning::dump() const { print(dbgs()); }
+LLVM_DUMP_METHOD void AllocaSlices::dump(const_iterator I) const {
+  print(dbgs(), I);
+}
+LLVM_DUMP_METHOD void AllocaSlices::dump() const { print(dbgs()); }
 
 #endif // !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 
@@ -756,38 +809,60 @@ class AllocaPromoter : public LoadAndStorePromoter {
   SmallVector<DbgValueInst *, 4> DVIs;
 
 public:
-  AllocaPromoter(const SmallVectorImpl<Instruction*> &Insts, SSAUpdater &S,
+  AllocaPromoter(const SmallVectorImpl<Instruction *> &Insts, SSAUpdater &S,
                  AllocaInst &AI, DIBuilder &DIB)
-    : LoadAndStorePromoter(Insts, S), AI(AI), DIB(DIB) {}
+      : LoadAndStorePromoter(Insts, S), AI(AI), DIB(DIB) {}
 
   void run(const SmallVectorImpl<Instruction*> &Insts) {
-    // Remember which alloca we're promoting (for isInstInList).
+    // Retain the debug information attached to the alloca for use when
+    // rewriting loads and stores.
     if (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(AI.getContext(), &AI)) {
-      for (Value::use_iterator UI = DebugNode->use_begin(),
-                               UE = DebugNode->use_end();
-           UI != UE; ++UI)
-        if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(*UI))
+      for (User *U : DebugNode->users())
+        if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(U))
           DDIs.push_back(DDI);
-        else if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(*UI))
+        else if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(U))
           DVIs.push_back(DVI);
     }
 
     LoadAndStorePromoter::run(Insts);
-    AI.eraseFromParent();
+
+    // While we have the debug information, clear it off of the alloca. The
+    // caller takes care of deleting the alloca.
     while (!DDIs.empty())
       DDIs.pop_back_val()->eraseFromParent();
     while (!DVIs.empty())
       DVIs.pop_back_val()->eraseFromParent();
   }
 
-  virtual bool isInstInList(Instruction *I,
-                            const SmallVectorImpl<Instruction*> &Insts) const {
+  bool isInstInList(Instruction *I,
+                    const SmallVectorImpl<Instruction*> &Insts) const override {
+    Value *Ptr;
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
-      return LI->getOperand(0) == &AI;
-    return cast<StoreInst>(I)->getPointerOperand() == &AI;
+      Ptr = LI->getOperand(0);
+    else
+      Ptr = cast<StoreInst>(I)->getPointerOperand();
+
+    // Only used to detect cycles, which will be rare and quickly found as
+    // we're walking up a chain of defs rather than down through uses.
+    SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
+
+    do {
+      if (Ptr == &AI)
+        return true;
+
+      if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Ptr))
+        Ptr = BCI->getOperand(0);
+      else if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
+        Ptr = GEPI->getPointerOperand();
+      else
+        return false;
+
+    } while (Visited.insert(Ptr));
+
+    return false;
   }
 
-  virtual void updateDebugInfo(Instruction *Inst) const {
+  void updateDebugInfo(Instruction *Inst) const override {
     for (SmallVectorImpl<DbgDeclareInst *>::const_iterator I = DDIs.begin(),
            E = DDIs.end(); I != E; ++I) {
       DbgDeclareInst *DDI = *I;
@@ -799,7 +874,7 @@ public:
     for (SmallVectorImpl<DbgValueInst *>::const_iterator I = DVIs.begin(),
            E = DVIs.end(); I != E; ++I) {
       DbgValueInst *DVI = *I;
-      Value *Arg = 0;
+      Value *Arg = nullptr;
       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
         // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
         // may be zapped by an optimization pass in future.
@@ -895,27 +970,26 @@ class SROA : public FunctionPass {
 public:
   SROA(bool RequiresDomTree = true)
       : FunctionPass(ID), RequiresDomTree(RequiresDomTree),
-        C(0), DL(0), DT(0) {
+        C(nullptr), DL(nullptr), DT(nullptr) {
     initializeSROAPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   }
-  bool runOnFunction(Function &F);
-  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
+  bool runOnFunction(Function &F) override;
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
 
-  const char *getPassName() const { return "SROA"; }
+  const char *getPassName() const override { return "SROA"; }
   static char ID;
 
 private:
   friend class PHIOrSelectSpeculator;
-  friend class AllocaPartitionRewriter;
-  friend class AllocaPartitionVectorRewriter;
-
-  bool rewritePartitions(AllocaInst &AI, AllocaPartitioning &P,
-                         AllocaPartitioning::iterator B,
-                         AllocaPartitioning::iterator E,
-                         int64_t BeginOffset, int64_t EndOffset,
-                         ArrayRef<AllocaPartitioning::iterator> SplitUses);
-  bool splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaPartitioning &P);
+  friend class AllocaSliceRewriter;
+
+  bool rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &S,
+                        AllocaSlices::iterator B, AllocaSlices::iterator E,
+                        int64_t BeginOffset, int64_t EndOffset,
+                        ArrayRef<AllocaSlices::iterator> SplitUses);
+  bool splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaSlices &S);
   bool runOnAlloca(AllocaInst &AI);
+  void clobberUse(Use &U);
   void deleteDeadInstructions(SmallPtrSet<AllocaInst *, 4> &DeletedAllocas);
   bool promoteAllocas(Function &F);
 };
@@ -929,52 +1003,57 @@ FunctionPass *llvm::createSROAPass(bool RequiresDomTree) {
 
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SROA, "sroa", "Scalar Replacement Of Aggregates",
                       false, false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_END(SROA, "sroa", "Scalar Replacement Of Aggregates",
                     false, false)
 
-/// Walk a range of a partitioning looking for a common type to cover this
-/// sequence of partition uses.
-static Type *findCommonType(AllocaPartitioning::const_iterator B,
-                            AllocaPartitioning::const_iterator E,
+/// Walk the range of a partitioning looking for a common type to cover this
+/// sequence of slices.
+static Type *findCommonType(AllocaSlices::const_iterator B,
+                            AllocaSlices::const_iterator E,
                             uint64_t EndOffset) {
-  Type *Ty = 0;
-  for (AllocaPartitioning::const_iterator I = B; I != E; ++I) {
+  Type *Ty = nullptr;
+  bool TyIsCommon = true;
+  IntegerType *ITy = nullptr;
+
+  // Note that we need to look at *every* alloca slice's Use to ensure we
+  // always get consistent results regardless of the order of slices.
+  for (AllocaSlices::const_iterator I = B; I != E; ++I) {
     Use *U = I->getUse();
     if (isa<IntrinsicInst>(*U->getUser()))
       continue;
     if (I->beginOffset() != B->beginOffset() || I->endOffset() != EndOffset)
       continue;
 
-    Type *UserTy = 0;
-    if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser()))
+    Type *UserTy = nullptr;
+    if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser())) {
       UserTy = LI->getType();
-    else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser()))
+    } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser())) {
       UserTy = SI->getValueOperand()->getType();
+    }
+
+    if (!UserTy || (Ty && Ty != UserTy))
+      TyIsCommon = false; // Give up on anything but an iN type.
     else
-      return 0; // Bail if we have weird uses.
+      Ty = UserTy;
 
-    if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(UserTy)) {
+    if (IntegerType *UserITy = dyn_cast_or_null<IntegerType>(UserTy)) {
       // If the type is larger than the partition, skip it. We only encounter
-      // this for split integer operations where we want to use the type of
-      // the
-      // entity causing the split.
-      if (ITy->getBitWidth() / 8 > (EndOffset - B->beginOffset()))
+      // this for split integer operations where we want to use the type of the
+      // entity causing the split. Also skip if the type is not a byte width
+      // multiple.
+      if (UserITy->getBitWidth() % 8 != 0 ||
+          UserITy->getBitWidth() / 8 > (EndOffset - B->beginOffset()))
         continue;
 
-      // If we have found an integer type use covering the alloca, use that
-      // regardless of the other types, as integers are often used for a
-      // "bucket
-      // of bits" type.
-      return ITy;
+      // Track the largest bitwidth integer type used in this way in case there
+      // is no common type.
+      if (!ITy || ITy->getBitWidth() < UserITy->getBitWidth())
+        ITy = UserITy;
     }
-
-    if (Ty && Ty != UserTy)
-      return 0;
-
-    Ty = UserTy;
   }
-  return Ty;
+
+  return TyIsCommon ? Ty : ITy;
 }
 
 /// PHI instructions that use an alloca and are subsequently loaded can be
@@ -996,7 +1075,7 @@ static Type *findCommonType(AllocaPartitioning::const_iterator B,
 /// FIXME: This should be hoisted into a generic utility, likely in
 /// Transforms/Util/Local.h
 static bool isSafePHIToSpeculate(PHINode &PN,
-                                 const DataLayout *DL = 0) {
+                                 const DataLayout *DL = nullptr) {
   // For now, we can only do this promotion if the load is in the same block
   // as the PHI, and if there are no stores between the phi and load.
   // TODO: Allow recursive phi users.
@@ -1004,10 +1083,9 @@ static bool isSafePHIToSpeculate(PHINode &PN,
   BasicBlock *BB = PN.getParent();
   unsigned MaxAlign = 0;
   bool HaveLoad = false;
-  for (Value::use_iterator UI = PN.use_begin(), UE = PN.use_end(); UI != UE;
-       ++UI) {
-    LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI);
-    if (LI == 0 || !LI->isSimple())
+  for (User *U : PN.users()) {
+    LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U);
+    if (!LI || !LI->isSimple())
       return false;
 
     // For now we only allow loads in the same block as the PHI.  This is
@@ -1070,13 +1148,13 @@ static void speculatePHINodeLoads(PHINode &PN) {
 
   // Get the TBAA tag and alignment to use from one of the loads.  It doesn't
   // matter which one we get and if any differ.
-  LoadInst *SomeLoad = cast<LoadInst>(*PN.use_begin());
+  LoadInst *SomeLoad = cast<LoadInst>(PN.user_back());
   MDNode *TBAATag = SomeLoad->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa);
   unsigned Align = SomeLoad->getAlignment();
 
   // Rewrite all loads of the PN to use the new PHI.
   while (!PN.use_empty()) {
-    LoadInst *LI = cast<LoadInst>(*PN.use_begin());
+    LoadInst *LI = cast<LoadInst>(PN.user_back());
     LI->replaceAllUsesWith(NewPN);
     LI->eraseFromParent();
   }
@@ -1114,16 +1192,16 @@ static void speculatePHINodeLoads(PHINode &PN) {
 ///
 /// We can do this to a select if its only uses are loads and if the operand
 /// to the select can be loaded unconditionally.
-static bool isSafeSelectToSpeculate(SelectInst &SI, const DataLayout *DL = 0) {
+static bool isSafeSelectToSpeculate(SelectInst &SI,
+                                    const DataLayout *DL = nullptr) {
   Value *TValue = SI.getTrueValue();
   Value *FValue = SI.getFalseValue();
   bool TDerefable = TValue->isDereferenceablePointer();
   bool FDerefable = FValue->isDereferenceablePointer();
 
-  for (Value::use_iterator UI = SI.use_begin(), UE = SI.use_end(); UI != UE;
-       ++UI) {
-    LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI);
-    if (LI == 0 || !LI->isSimple())
+  for (User *U : SI.users()) {
+    LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U);
+    if (!LI || !LI->isSimple())
       return false;
 
     // Both operands to the select need to be dereferencable, either
@@ -1148,7 +1226,7 @@ static void speculateSelectInstLoads(SelectInst &SI) {
   Value *FV = SI.getFalseValue();
   // Replace the loads of the select with a select of two loads.
   while (!SI.use_empty()) {
-    LoadInst *LI = cast<LoadInst>(*SI.use_begin());
+    LoadInst *LI = cast<LoadInst>(SI.user_back());
     assert(LI->isSimple() && "We only speculate simple loads");
 
     IRB.SetInsertPoint(LI);
@@ -1181,7 +1259,7 @@ static void speculateSelectInstLoads(SelectInst &SI) {
 /// This will return the BasePtr if that is valid, or build a new GEP
 /// instruction using the IRBuilder if GEP-ing is needed.
 static Value *buildGEP(IRBuilderTy &IRB, Value *BasePtr,
-                       SmallVectorImpl<Value *> &Indices) {
+                       SmallVectorImpl<Value *> &Indices, Twine NamePrefix) {
   if (Indices.empty())
     return BasePtr;
 
@@ -1190,7 +1268,7 @@ static Value *buildGEP(IRBuilderTy &IRB, Value *BasePtr,
   if (Indices.size() == 1 && cast<ConstantInt>(Indices.back())->isZero())
     return BasePtr;
 
-  return IRB.CreateInBoundsGEP(BasePtr, Indices, "idx");
+  return IRB.CreateInBoundsGEP(BasePtr, Indices, NamePrefix + "sroa_idx");
 }
 
 /// \brief Get a natural GEP off of the BasePtr walking through Ty toward
@@ -1204,9 +1282,13 @@ static Value *buildGEP(IRBuilderTy &IRB, Value *BasePtr,
 /// indicated by Indices to have the correct offset.
 static Value *getNaturalGEPWithType(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
                                     Value *BasePtr, Type *Ty, Type *TargetTy,
-                                    SmallVectorImpl<Value *> &Indices) {
+                                    SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
+                                    Twine NamePrefix) {
   if (Ty == TargetTy)
-    return buildGEP(IRB, BasePtr, Indices);
+    return buildGEP(IRB, BasePtr, Indices, NamePrefix);
+
+  // Pointer size to use for the indices.
+  unsigned PtrSize = DL.getPointerTypeSizeInBits(BasePtr->getType());
 
   // See if we can descend into a struct and locate a field with the correct
   // type.
@@ -1215,11 +1297,13 @@ static Value *getNaturalGEPWithType(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
   do {
     if (ElementTy->isPointerTy())
       break;
-    if (SequentialType *SeqTy = dyn_cast<SequentialType>(ElementTy)) {
-      ElementTy = SeqTy->getElementType();
-      // Note that we use the default address space as this index is over an
-      // array or a vector, not a pointer.
-      Indices.push_back(IRB.getInt(APInt(DL.getPointerSizeInBits(0), 0)));
+
+    if (ArrayType *ArrayTy = dyn_cast<ArrayType>(ElementTy)) {
+      ElementTy = ArrayTy->getElementType();
+      Indices.push_back(IRB.getIntN(PtrSize, 0));
+    } else if (VectorType *VectorTy = dyn_cast<VectorType>(ElementTy)) {
+      ElementTy = VectorTy->getElementType();
+      Indices.push_back(IRB.getInt32(0));
     } else if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElementTy)) {
       if (STy->element_begin() == STy->element_end())
         break; // Nothing left to descend into.
@@ -1233,7 +1317,7 @@ static Value *getNaturalGEPWithType(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
   if (ElementTy != TargetTy)
     Indices.erase(Indices.end() - NumLayers, Indices.end());
 
-  return buildGEP(IRB, BasePtr, Indices);
+  return buildGEP(IRB, BasePtr, Indices, NamePrefix);
 }
 
 /// \brief Recursively compute indices for a natural GEP.
@@ -1243,29 +1327,32 @@ static Value *getNaturalGEPWithType(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
 static Value *getNaturalGEPRecursively(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
                                        Value *Ptr, Type *Ty, APInt &Offset,
                                        Type *TargetTy,
-                                       SmallVectorImpl<Value *> &Indices) {
+                                       SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
+                                       Twine NamePrefix) {
   if (Offset == 0)
-    return getNaturalGEPWithType(IRB, DL, Ptr, Ty, TargetTy, Indices);
+    return getNaturalGEPWithType(IRB, DL, Ptr, Ty, TargetTy, Indices, NamePrefix);
 
   // We can't recurse through pointer types.
   if (Ty->isPointerTy())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // We try to analyze GEPs over vectors here, but note that these GEPs are
   // extremely poorly defined currently. The long-term goal is to remove GEPing
   // over a vector from the IR completely.
   if (VectorType *VecTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
     unsigned ElementSizeInBits = DL.getTypeSizeInBits(VecTy->getScalarType());
-    if (ElementSizeInBits % 8)
-      return 0; // GEPs over non-multiple of 8 size vector elements are invalid.
+    if (ElementSizeInBits % 8 != 0) {
+      // GEPs over non-multiple of 8 size vector elements are invalid.
+      return nullptr;
+    }
     APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), ElementSizeInBits / 8);
     APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
     if (NumSkippedElements.ugt(VecTy->getNumElements()))
-      return 0;
+      return nullptr;
     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
     Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
     return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, VecTy->getElementType(),
-                                    Offset, TargetTy, Indices);
+                                    Offset, TargetTy, Indices, NamePrefix);
   }
 
   if (ArrayType *ArrTy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
@@ -1273,31 +1360,31 @@ static Value *getNaturalGEPRecursively(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
     APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), DL.getTypeAllocSize(ElementTy));
     APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
     if (NumSkippedElements.ugt(ArrTy->getNumElements()))
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
     Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
     return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
-                                    Indices);
+                                    Indices, NamePrefix);
   }
 
   StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
   if (!STy)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
   uint64_t StructOffset = Offset.getZExtValue();
   if (StructOffset >= SL->getSizeInBytes())
-    return 0;
+    return nullptr;
   unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(StructOffset);
   Offset -= APInt(Offset.getBitWidth(), SL->getElementOffset(Index));
   Type *ElementTy = STy->getElementType(Index);
   if (Offset.uge(DL.getTypeAllocSize(ElementTy)))
-    return 0; // The offset points into alignment padding.
+    return nullptr; // The offset points into alignment padding.
 
   Indices.push_back(IRB.getInt32(Index));
   return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
-                                  Indices);
+                                  Indices, NamePrefix);
 }
 
 /// \brief Get a natural GEP from a base pointer to a particular offset and
@@ -1312,26 +1399,27 @@ static Value *getNaturalGEPRecursively(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
 /// If no natural GEP can be constructed, this function returns null.
 static Value *getNaturalGEPWithOffset(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
                                       Value *Ptr, APInt Offset, Type *TargetTy,
-                                      SmallVectorImpl<Value *> &Indices) {
+                                      SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
+                                      Twine NamePrefix) {
   PointerType *Ty = cast<PointerType>(Ptr->getType());
 
   // Don't consider any GEPs through an i8* as natural unless the TargetTy is
   // an i8.
-  if (Ty == IRB.getInt8PtrTy() && TargetTy->isIntegerTy(8))
-    return 0;
+  if (Ty == IRB.getInt8PtrTy(Ty->getAddressSpace()) && TargetTy->isIntegerTy(8))
+    return nullptr;
 
   Type *ElementTy = Ty->getElementType();
   if (!ElementTy->isSized())
-    return 0; // We can't GEP through an unsized element.
+    return nullptr; // We can't GEP through an unsized element.
   APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), DL.getTypeAllocSize(ElementTy));
   if (ElementSize == 0)
-    return 0; // Zero-length arrays can't help us build a natural GEP.
+    return nullptr; // Zero-length arrays can't help us build a natural GEP.
   APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
 
   Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
   Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
   return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
-                                  Indices);
+                                  Indices, NamePrefix);
 }
 
 /// \brief Compute an adjusted pointer from Ptr by Offset bytes where the
@@ -1349,8 +1437,9 @@ static Value *getNaturalGEPWithOffset(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
 /// properties. The algorithm tries to fold as many constant indices into
 /// a single GEP as possible, thus making each GEP more independent of the
 /// surrounding code.
-static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
-                             Value *Ptr, APInt Offset, Type *PointerTy) {
+static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL, Value *Ptr,
+                             APInt Offset, Type *PointerTy,
+                             Twine NamePrefix) {
   // Even though we don't look through PHI nodes, we could be called on an
   // instruction in an unreachable block, which may be on a cycle.
   SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
@@ -1360,11 +1449,11 @@ static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
   // We may end up computing an offset pointer that has the wrong type. If we
   // never are able to compute one directly that has the correct type, we'll
   // fall back to it, so keep it around here.
-  Value *OffsetPtr = 0;
+  Value *OffsetPtr = nullptr;
 
   // Remember any i8 pointer we come across to re-use if we need to do a raw
   // byte offset.
-  Value *Int8Ptr = 0;
+  Value *Int8Ptr = nullptr;
   APInt Int8PtrOffset(Offset.getBitWidth(), 0);
 
   Type *TargetTy = PointerTy->getPointerElementType();
@@ -1384,7 +1473,7 @@ static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
     // See if we can perform a natural GEP here.
     Indices.clear();
     if (Value *P = getNaturalGEPWithOffset(IRB, DL, Ptr, Offset, TargetTy,
-                                           Indices)) {
+                                           Indices, NamePrefix)) {
       if (P->getType() == PointerTy) {
         // Zap any offset pointer that we ended up computing in previous rounds.
         if (OffsetPtr && OffsetPtr->use_empty())
@@ -1418,20 +1507,21 @@ static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
 
   if (!OffsetPtr) {
     if (!Int8Ptr) {
-      Int8Ptr = IRB.CreateBitCast(Ptr, IRB.getInt8PtrTy(),
-                                  "raw_cast");
+      Int8Ptr = IRB.CreateBitCast(
+          Ptr, IRB.getInt8PtrTy(PointerTy->getPointerAddressSpace()),
+          NamePrefix + "sroa_raw_cast");
       Int8PtrOffset = Offset;
     }
 
     OffsetPtr = Int8PtrOffset == 0 ? Int8Ptr :
       IRB.CreateInBoundsGEP(Int8Ptr, IRB.getInt(Int8PtrOffset),
-                            "raw_idx");
+                            NamePrefix + "sroa_raw_idx");
   }
   Ptr = OffsetPtr;
 
   // On the off chance we were targeting i8*, guard the bitcast here.
   if (Ptr->getType() != PointerTy)
-    Ptr = IRB.CreateBitCast(Ptr, PointerTy, "cast");
+    Ptr = IRB.CreateBitCast(Ptr, PointerTy, NamePrefix + "sroa_cast");
 
   return Ptr;
 }
@@ -1454,6 +1544,10 @@ static bool canConvertValue(const DataLayout &DL, Type *OldTy, Type *NewTy) {
   if (!NewTy->isSingleValueType() || !OldTy->isSingleValueType())
     return false;
 
+  // We can convert pointers to integers and vice-versa. Same for vectors
+  // of pointers and integers.
+  OldTy = OldTy->getScalarType();
+  NewTy = NewTy->getScalarType();
   if (NewTy->isPointerTy() || OldTy->isPointerTy()) {
     if (NewTy->isPointerTy() && OldTy->isPointerTy())
       return true;
@@ -1472,47 +1566,79 @@ static bool canConvertValue(const DataLayout &DL, Type *OldTy, Type *NewTy) {
 /// inttoptr, and ptrtoint casts. Use the \c canConvertValue predicate to test
 /// two types for viability with this routine.
 static Value *convertValue(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *V,
-                           Type *Ty) {
-  assert(canConvertValue(DL, V->getType(), Ty) &&
-         "Value not convertable to type");
-  if (V->getType() == Ty)
+                           Type *NewTy) {
+  Type *OldTy = V->getType();
+  assert(canConvertValue(DL, OldTy, NewTy) && "Value not convertable to type");
+
+  if (OldTy == NewTy)
     return V;
-  if (IntegerType *OldITy = dyn_cast<IntegerType>(V->getType()))
-    if (IntegerType *NewITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty))
+
+  if (IntegerType *OldITy = dyn_cast<IntegerType>(OldTy))
+    if (IntegerType *NewITy = dyn_cast<IntegerType>(NewTy))
       if (NewITy->getBitWidth() > OldITy->getBitWidth())
         return IRB.CreateZExt(V, NewITy);
-  if (V->getType()->isIntegerTy() && Ty->isPointerTy())
-    return IRB.CreateIntToPtr(V, Ty);
-  if (V->getType()->isPointerTy() && Ty->isIntegerTy())
-    return IRB.CreatePtrToInt(V, Ty);
 
-  return IRB.CreateBitCast(V, Ty);
+  // See if we need inttoptr for this type pair. A cast involving both scalars
+  // and vectors requires and additional bitcast.
+  if (OldTy->getScalarType()->isIntegerTy() &&
+      NewTy->getScalarType()->isPointerTy()) {
+    // Expand <2 x i32> to i8* --> <2 x i32> to i64 to i8*
+    if (OldTy->isVectorTy() && !NewTy->isVectorTy())
+      return IRB.CreateIntToPtr(IRB.CreateBitCast(V, DL.getIntPtrType(NewTy)),
+                                NewTy);
+
+    // Expand i128 to <2 x i8*> --> i128 to <2 x i64> to <2 x i8*>
+    if (!OldTy->isVectorTy() && NewTy->isVectorTy())
+      return IRB.CreateIntToPtr(IRB.CreateBitCast(V, DL.getIntPtrType(NewTy)),
+                                NewTy);
+
+    return IRB.CreateIntToPtr(V, NewTy);
+  }
+
+  // See if we need ptrtoint for this type pair. A cast involving both scalars
+  // and vectors requires and additional bitcast.
+  if (OldTy->getScalarType()->isPointerTy() &&
+      NewTy->getScalarType()->isIntegerTy()) {
+    // Expand <2 x i8*> to i128 --> <2 x i8*> to <2 x i64> to i128
+    if (OldTy->isVectorTy() && !NewTy->isVectorTy())
+      return IRB.CreateBitCast(IRB.CreatePtrToInt(V, DL.getIntPtrType(OldTy)),
+                               NewTy);
+
+    // Expand i8* to <2 x i32> --> i8* to i64 to <2 x i32>
+    if (!OldTy->isVectorTy() && NewTy->isVectorTy())
+      return IRB.CreateBitCast(IRB.CreatePtrToInt(V, DL.getIntPtrType(OldTy)),
+                               NewTy);
+
+    return IRB.CreatePtrToInt(V, NewTy);
+  }
+
+  return IRB.CreateBitCast(V, NewTy);
 }
 
-/// \brief Test whether the given partition use can be promoted to a vector.
+/// \brief Test whether the given slice use can be promoted to a vector.
 ///
 /// This function is called to test each entry in a partioning which is slated
-/// for a single partition.
-static bool isVectorPromotionViableForPartitioning(
-    const DataLayout &DL, AllocaPartitioning &P,
-    uint64_t PartitionBeginOffset, uint64_t PartitionEndOffset, VectorType *Ty,
-    uint64_t ElementSize, AllocaPartitioning::const_iterator I) {
-  // First validate the partitioning offsets.
+/// for a single slice.
+static bool isVectorPromotionViableForSlice(
+    const DataLayout &DL, AllocaSlices &S, uint64_t SliceBeginOffset,
+    uint64_t SliceEndOffset, VectorType *Ty, uint64_t ElementSize,
+    AllocaSlices::const_iterator I) {
+  // First validate the slice offsets.
   uint64_t BeginOffset =
-      std::max(I->beginOffset(), PartitionBeginOffset) - PartitionBeginOffset;
+      std::max(I->beginOffset(), SliceBeginOffset) - SliceBeginOffset;
   uint64_t BeginIndex = BeginOffset / ElementSize;
   if (BeginIndex * ElementSize != BeginOffset ||
       BeginIndex >= Ty->getNumElements())
     return false;
   uint64_t EndOffset =
-      std::min(I->endOffset(), PartitionEndOffset) - PartitionBeginOffset;
+      std::min(I->endOffset(), SliceEndOffset) - SliceBeginOffset;
   uint64_t EndIndex = EndOffset / ElementSize;
   if (EndIndex * ElementSize != EndOffset || EndIndex > Ty->getNumElements())
     return false;
 
   assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
   uint64_t NumElements = EndIndex - BeginIndex;
-  Type *PartitionTy =
+  Type *SliceTy =
       (NumElements == 1) ? Ty->getElementType()
                          : VectorType::get(Ty->getElementType(), NumElements);
 
@@ -1533,30 +1659,33 @@ static bool isVectorPromotionViableForPartitioning(
     if (LI->isVolatile())
       return false;
     Type *LTy = LI->getType();
-    if (PartitionBeginOffset > I->beginOffset() ||
-        PartitionEndOffset < I->endOffset()) {
+    if (SliceBeginOffset > I->beginOffset() ||
+        SliceEndOffset < I->endOffset()) {
       assert(LTy->isIntegerTy());
       LTy = SplitIntTy;
     }
-    if (!canConvertValue(DL, PartitionTy, LTy))
+    if (!canConvertValue(DL, SliceTy, LTy))
       return false;
   } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser())) {
     if (SI->isVolatile())
       return false;
     Type *STy = SI->getValueOperand()->getType();
-    if (PartitionBeginOffset > I->beginOffset() ||
-        PartitionEndOffset < I->endOffset()) {
+    if (SliceBeginOffset > I->beginOffset() ||
+        SliceEndOffset < I->endOffset()) {
       assert(STy->isIntegerTy());
       STy = SplitIntTy;
     }
-    if (!canConvertValue(DL, STy, PartitionTy))
+    if (!canConvertValue(DL, STy, SliceTy))
       return false;
+  } else {
+    return false;
   }
 
   return true;
 }
 
-/// \brief Test whether the given alloca partition can be promoted to a vector.
+/// \brief Test whether the given alloca partitioning and range of slices can be
+/// promoted to a vector.
 ///
 /// This is a quick test to check whether we can rewrite a particular alloca
 /// partition (and its newly formed alloca) into a vector alloca with only
@@ -1564,11 +1693,12 @@ static bool isVectorPromotionViableForPartitioning(
 /// SSA value. We only can ensure this for a limited set of operations, and we
 /// don't want to do the rewrites unless we are confident that the result will
 /// be promotable, so we have an early test here.
-static bool isVectorPromotionViable(
-    const DataLayout &DL, Type *AllocaTy, AllocaPartitioning &P,
-    uint64_t PartitionBeginOffset, uint64_t PartitionEndOffset,
-    AllocaPartitioning::const_iterator I, AllocaPartitioning::const_iterator E,
-    ArrayRef<AllocaPartitioning::iterator> SplitUses) {
+static bool
+isVectorPromotionViable(const DataLayout &DL, Type *AllocaTy, AllocaSlices &S,
+                        uint64_t SliceBeginOffset, uint64_t SliceEndOffset,
+                        AllocaSlices::const_iterator I,
+                        AllocaSlices::const_iterator E,
+                        ArrayRef<AllocaSlices::iterator> SplitUses) {
   VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(AllocaTy);
   if (!Ty)
     return false;
@@ -1584,32 +1714,30 @@ static bool isVectorPromotionViable(
   ElementSize /= 8;
 
   for (; I != E; ++I)
-    if (!isVectorPromotionViableForPartitioning(
-            DL, P, PartitionBeginOffset, PartitionEndOffset, Ty, ElementSize,
-            I))
+    if (!isVectorPromotionViableForSlice(DL, S, SliceBeginOffset,
+                                         SliceEndOffset, Ty, ElementSize, I))
       return false;
 
-  for (ArrayRef<AllocaPartitioning::iterator>::const_iterator
-           SUI = SplitUses.begin(),
-           SUE = SplitUses.end();
+  for (ArrayRef<AllocaSlices::iterator>::const_iterator SUI = SplitUses.begin(),
+                                                        SUE = SplitUses.end();
        SUI != SUE; ++SUI)
-    if (!isVectorPromotionViableForPartitioning(
-            DL, P, PartitionBeginOffset, PartitionEndOffset, Ty, ElementSize,
-            *SUI))
+    if (!isVectorPromotionViableForSlice(DL, S, SliceBeginOffset,
+                                         SliceEndOffset, Ty, ElementSize, *SUI))
       return false;
 
   return true;
 }
 
-/// \brief Test whether a partitioning slice of an alloca is a valid set of
-/// operations for integer widening.
+/// \brief Test whether a slice of an alloca is valid for integer widening.
 ///
 /// This implements the necessary checking for the \c isIntegerWideningViable
-/// test below on a single partitioning slice of the alloca.
-static bool isIntegerWideningViableForPartitioning(
-    const DataLayout &DL, Type *AllocaTy, uint64_t AllocBeginOffset,
-    uint64_t Size, AllocaPartitioning &P, AllocaPartitioning::const_iterator I,
-    bool &WholeAllocaOp) {
+/// test below on a single slice of the alloca.
+static bool isIntegerWideningViableForSlice(const DataLayout &DL,
+                                            Type *AllocaTy,
+                                            uint64_t AllocBeginOffset,
+                                            uint64_t Size, AllocaSlices &S,
+                                            AllocaSlices::const_iterator I,
+                                            bool &WholeAllocaOp) {
   uint64_t RelBegin = I->beginOffset() - AllocBeginOffset;
   uint64_t RelEnd = I->endOffset() - AllocBeginOffset;
 
@@ -1673,10 +1801,10 @@ static bool isIntegerWideningViableForPartitioning(
 /// promote the resulting alloca.
 static bool
 isIntegerWideningViable(const DataLayout &DL, Type *AllocaTy,
-                        uint64_t AllocBeginOffset, AllocaPartitioning &P,
-                        AllocaPartitioning::const_iterator I,
-                        AllocaPartitioning::const_iterator E,
-                        ArrayRef<AllocaPartitioning::iterator> SplitUses) {
+                        uint64_t AllocBeginOffset, AllocaSlices &S,
+                        AllocaSlices::const_iterator I,
+                        AllocaSlices::const_iterator E,
+                        ArrayRef<AllocaSlices::iterator> SplitUses) {
   uint64_t SizeInBits = DL.getTypeSizeInBits(AllocaTy);
   // Don't create integer types larger than the maximum bitwidth.
   if (SizeInBits > IntegerType::MAX_INT_BITS)
@@ -1704,16 +1832,15 @@ isIntegerWideningViable(const DataLayout &DL, Type *AllocaTy,
   bool WholeAllocaOp = (I != E) ? false : DL.isLegalInteger(SizeInBits);
 
   for (; I != E; ++I)
-    if (!isIntegerWideningViableForPartitioning(DL, AllocaTy, AllocBeginOffset,
-                                                Size, P, I, WholeAllocaOp))
+    if (!isIntegerWideningViableForSlice(DL, AllocaTy, AllocBeginOffset, Size,
+                                         S, I, WholeAllocaOp))
       return false;
 
-  for (ArrayRef<AllocaPartitioning::iterator>::const_iterator
-           SUI = SplitUses.begin(),
-           SUE = SplitUses.end();
+  for (ArrayRef<AllocaSlices::iterator>::const_iterator SUI = SplitUses.begin(),
+                                                        SUE = SplitUses.end();
        SUI != SUE; ++SUI)
-    if (!isIntegerWideningViableForPartitioning(DL, AllocaTy, AllocBeginOffset,
-                                                Size, P, *SUI, WholeAllocaOp))
+    if (!isIntegerWideningViableForSlice(DL, AllocaTy, AllocBeginOffset, Size,
+                                         S, *SUI, WholeAllocaOp))
       return false;
 
   return WholeAllocaOp;
@@ -1850,20 +1977,19 @@ static Value *insertVector(IRBuilderTy &IRB, Value *Old, Value *V,
 }
 
 namespace {
-/// \brief Visitor to rewrite instructions using a partition of an alloca to
-/// use a new alloca.
+/// \brief Visitor to rewrite instructions using p particular slice of an alloca
+/// to use a new alloca.
 ///
 /// Also implements the rewriting to vector-based accesses when the partition
 /// passes the isVectorPromotionViable predicate. Most of the rewriting logic
 /// lives here.
-class AllocaPartitionRewriter : public InstVisitor<AllocaPartitionRewriter,
-                                                   bool> {
+class AllocaSliceRewriter : public InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool> {
   // Befriend the base class so it can delegate to private visit methods.
-  friend class llvm::InstVisitor<AllocaPartitionRewriter, bool>;
-  typedef llvm::InstVisitor<AllocaPartitionRewriter, bool> Base;
+  friend class llvm::InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool>;
+  typedef llvm::InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool> Base;
 
   const DataLayout &DL;
-  AllocaPartitioning &P;
+  AllocaSlices &S;
   SROA &Pass;
   AllocaInst &OldAI, &NewAI;
   const uint64_t NewAllocaBeginOffset, NewAllocaEndOffset;
@@ -1888,36 +2014,50 @@ class AllocaPartitionRewriter : public InstVisitor<AllocaPartitionRewriter,
   // integer type will be stored here for easy access during rewriting.
   IntegerType *IntTy;
 
-  // The offset of the partition user currently being rewritten.
+  // The original offset of the slice currently being rewritten relative to
+  // the original alloca.
   uint64_t BeginOffset, EndOffset;
+  // The new offsets of the slice currently being rewritten relative to the
+  // original alloca.
+  uint64_t NewBeginOffset, NewEndOffset;
+
+  uint64_t SliceSize;
   bool IsSplittable;
   bool IsSplit;
   Use *OldUse;
   Instruction *OldPtr;
 
+  // Track post-rewrite users which are PHI nodes and Selects.
+  SmallPtrSetImpl<PHINode *> &PHIUsers;
+  SmallPtrSetImpl<SelectInst *> &SelectUsers;
+
   // Utility IR builder, whose name prefix is setup for each visited use, and
   // the insertion point is set to point to the user.
   IRBuilderTy IRB;
 
 public:
-  AllocaPartitionRewriter(const DataLayout &DL, AllocaPartitioning &P,
-                          SROA &Pass, AllocaInst &OldAI, AllocaInst &NewAI,
-                          uint64_t NewBeginOffset, uint64_t NewEndOffset,
-                          bool IsVectorPromotable = false,
-                          bool IsIntegerPromotable = false)
-      : DL(DL), P(P), Pass(Pass), OldAI(OldAI), NewAI(NewAI),
-        NewAllocaBeginOffset(NewBeginOffset), NewAllocaEndOffset(NewEndOffset),
+  AllocaSliceRewriter(const DataLayout &DL, AllocaSlices &S, SROA &Pass,
+                      AllocaInst &OldAI, AllocaInst &NewAI,
+                      uint64_t NewAllocaBeginOffset,
+                      uint64_t NewAllocaEndOffset, bool IsVectorPromotable,
+                      bool IsIntegerPromotable,
+                      SmallPtrSetImpl<PHINode *> &PHIUsers,
+                      SmallPtrSetImpl<SelectInst *> &SelectUsers)
+      : DL(DL), S(S), Pass(Pass), OldAI(OldAI), NewAI(NewAI),
+        NewAllocaBeginOffset(NewAllocaBeginOffset),
+        NewAllocaEndOffset(NewAllocaEndOffset),
         NewAllocaTy(NewAI.getAllocatedType()),
-        VecTy(IsVectorPromotable ? cast<VectorType>(NewAllocaTy) : 0),
-        ElementTy(VecTy ? VecTy->getElementType() : 0),
+        VecTy(IsVectorPromotable ? cast<VectorType>(NewAllocaTy) : nullptr),
+        ElementTy(VecTy ? VecTy->getElementType() : nullptr),
         ElementSize(VecTy ? DL.getTypeSizeInBits(ElementTy) / 8 : 0),
         IntTy(IsIntegerPromotable
                   ? Type::getIntNTy(
                         NewAI.getContext(),
                         DL.getTypeSizeInBits(NewAI.getAllocatedType()))
-                  : 0),
+                  : nullptr),
         BeginOffset(), EndOffset(), IsSplittable(), IsSplit(), OldUse(),
-        OldPtr(), IRB(NewAI.getContext(), ConstantFolder()) {
+        OldPtr(), PHIUsers(PHIUsers), SelectUsers(SelectUsers),
+        IRB(NewAI.getContext(), ConstantFolder()) {
     if (VecTy) {
       assert((DL.getTypeSizeInBits(ElementTy) % 8) == 0 &&
              "Only multiple-of-8 sized vector elements are viable");
@@ -1927,7 +2067,7 @@ public:
            IsVectorPromotable != IsIntegerPromotable);
   }
 
-  bool visit(AllocaPartitioning::const_iterator I) {
+  bool visit(AllocaSlices::const_iterator I) {
     bool CanSROA = true;
     BeginOffset = I->beginOffset();
     EndOffset = I->endOffset();
@@ -1935,6 +2075,14 @@ public:
     IsSplit =
         BeginOffset < NewAllocaBeginOffset || EndOffset > NewAllocaEndOffset;
 
+    // Compute the intersecting offset range.
+    assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
+    assert(EndOffset > NewAllocaBeginOffset);
+    NewBeginOffset = std::max(BeginOffset, NewAllocaBeginOffset);
+    NewEndOffset = std::min(EndOffset, NewAllocaEndOffset);
+
+    SliceSize = NewEndOffset - NewBeginOffset;
+
     OldUse = I->getUse();
     OldPtr = cast<Instruction>(OldUse->get());
 
@@ -1959,30 +2107,53 @@ private:
     llvm_unreachable("No rewrite rule for this instruction!");
   }
 
-  Value *getAdjustedAllocaPtr(IRBuilderTy &IRB, uint64_t Offset,
-                              Type *PointerTy) {
-    assert(Offset >= NewAllocaBeginOffset);
-    return getAdjustedPtr(IRB, DL, &NewAI, APInt(DL.getPointerSizeInBits(),
-                                                 Offset - NewAllocaBeginOffset),
-                          PointerTy);
+  Value *getNewAllocaSlicePtr(IRBuilderTy &IRB, Type *PointerTy) {
+    // Note that the offset computation can use BeginOffset or NewBeginOffset
+    // interchangeably for unsplit slices.
+    assert(IsSplit || BeginOffset == NewBeginOffset);
+    uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
+
+#ifndef NDEBUG
+    StringRef OldName = OldPtr->getName();
+    // Skip through the last '.sroa.' component of the name.
+    size_t LastSROAPrefix = OldName.rfind(".sroa.");
+    if (LastSROAPrefix != StringRef::npos) {
+      OldName = OldName.substr(LastSROAPrefix + strlen(".sroa."));
+      // Look for an SROA slice index.
+      size_t IndexEnd = OldName.find_first_not_of("0123456789");
+      if (IndexEnd != StringRef::npos && OldName[IndexEnd] == '.') {
+        // Strip the index and look for the offset.
+        OldName = OldName.substr(IndexEnd + 1);
+        size_t OffsetEnd = OldName.find_first_not_of("0123456789");
+        if (OffsetEnd != StringRef::npos && OldName[OffsetEnd] == '.')
+          // Strip the offset.
+          OldName = OldName.substr(OffsetEnd + 1);
+      }
+    }
+    // Strip any SROA suffixes as well.
+    OldName = OldName.substr(0, OldName.find(".sroa_"));
+#endif
+
+    return getAdjustedPtr(IRB, DL, &NewAI,
+                          APInt(DL.getPointerSizeInBits(), Offset), PointerTy,
+#ifndef NDEBUG
+                          Twine(OldName) + "."
+#else
+                          Twine()
+#endif
+                          );
   }
 
-  /// \brief Compute suitable alignment to access an offset into the new alloca.
-  unsigned getOffsetAlign(uint64_t Offset) {
+  /// \brief Compute suitable alignment to access this slice of the *new* alloca.
+  ///
+  /// You can optionally pass a type to this routine and if that type's ABI
+  /// alignment is itself suitable, this will return zero.
+  unsigned getSliceAlign(Type *Ty = nullptr) {
     unsigned NewAIAlign = NewAI.getAlignment();
     if (!NewAIAlign)
       NewAIAlign = DL.getABITypeAlignment(NewAI.getAllocatedType());
-    return MinAlign(NewAIAlign, Offset);
-  }
-
-  /// \brief Compute suitable alignment to access a type at an offset of the
-  /// new alloca.
-  ///
-  /// \returns zero if the type's ABI alignment is a suitable alignment,
-  /// otherwise returns the maximal suitable alignment.
-  unsigned getOffsetTypeAlign(Type *Ty, uint64_t Offset) {
-    unsigned Align = getOffsetAlign(Offset);
-    return Align == DL.getABITypeAlignment(Ty) ? 0 : Align;
+    unsigned Align = MinAlign(NewAIAlign, NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset);
+    return (Ty && Align == DL.getABITypeAlignment(Ty)) ? 0 : Align;
   }
 
   unsigned getIndex(uint64_t Offset) {
@@ -2000,8 +2171,7 @@ private:
       Pass.DeadInsts.insert(I);
   }
 
-  Value *rewriteVectorizedLoadInst(uint64_t NewBeginOffset,
-                                   uint64_t NewEndOffset) {
+  Value *rewriteVectorizedLoadInst() {
     unsigned BeginIndex = getIndex(NewBeginOffset);
     unsigned EndIndex = getIndex(NewEndOffset);
     assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
@@ -2011,8 +2181,7 @@ private:
     return extractVector(IRB, V, BeginIndex, EndIndex, "vec");
   }
 
-  Value *rewriteIntegerLoad(LoadInst &LI, uint64_t NewBeginOffset,
-                            uint64_t NewEndOffset) {
+  Value *rewriteIntegerLoad(LoadInst &LI) {
     assert(IntTy && "We cannot insert an integer to the alloca");
     assert(!LI.isVolatile());
     Value *V = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(),
@@ -2031,32 +2200,23 @@ private:
     Value *OldOp = LI.getOperand(0);
     assert(OldOp == OldPtr);
 
-    // Compute the intersecting offset range.
-    assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
-    assert(EndOffset > NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewBeginOffset = std::max(BeginOffset, NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewEndOffset = std::min(EndOffset, NewAllocaEndOffset);
-
-    uint64_t Size = NewEndOffset - NewBeginOffset;
-
-    Type *TargetTy = IsSplit ? Type::getIntNTy(LI.getContext(), Size * 8)
+    Type *TargetTy = IsSplit ? Type::getIntNTy(LI.getContext(), SliceSize * 8)
                              : LI.getType();
     bool IsPtrAdjusted = false;
     Value *V;
     if (VecTy) {
-      V = rewriteVectorizedLoadInst(NewBeginOffset, NewEndOffset);
+      V = rewriteVectorizedLoadInst();
     } else if (IntTy && LI.getType()->isIntegerTy()) {
-      V = rewriteIntegerLoad(LI, NewBeginOffset, NewEndOffset);
+      V = rewriteIntegerLoad(LI);
     } else if (NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
                canConvertValue(DL, NewAllocaTy, LI.getType())) {
       V = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(),
-                                LI.isVolatile(), "load");
+                                LI.isVolatile(), LI.getName());
     } else {
       Type *LTy = TargetTy->getPointerTo();
-      V = IRB.CreateAlignedLoad(
-          getAdjustedAllocaPtr(IRB, NewBeginOffset, LTy),
-          getOffsetTypeAlign(TargetTy, NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset),
-          LI.isVolatile(), "load");
+      V = IRB.CreateAlignedLoad(getNewAllocaSlicePtr(IRB, LTy),
+                                getSliceAlign(TargetTy), LI.isVolatile(),
+                                LI.getName());
       IsPtrAdjusted = true;
     }
     V = convertValue(DL, IRB, V, TargetTy);
@@ -2065,13 +2225,13 @@ private:
       assert(!LI.isVolatile());
       assert(LI.getType()->isIntegerTy() &&
              "Only integer type loads and stores are split");
-      assert(Size < DL.getTypeStoreSize(LI.getType()) &&
+      assert(SliceSize < DL.getTypeStoreSize(LI.getType()) &&
              "Split load isn't smaller than original load");
       assert(LI.getType()->getIntegerBitWidth() ==
              DL.getTypeStoreSizeInBits(LI.getType()) &&
              "Non-byte-multiple bit width");
       // Move the insertion point just past the load so that we can refer to it.
-      IRB.SetInsertPoint(llvm::next(BasicBlock::iterator(&LI)));
+      IRB.SetInsertPoint(std::next(BasicBlock::iterator(&LI)));
       // Create a placeholder value with the same type as LI to use as the
       // basis for the new value. This allows us to replace the uses of LI with
       // the computed value, and then replace the placeholder with LI, leaving
@@ -2093,20 +2253,18 @@ private:
     return !LI.isVolatile() && !IsPtrAdjusted;
   }
 
-  bool rewriteVectorizedStoreInst(Value *V, StoreInst &SI, Value *OldOp,
-                                  uint64_t NewBeginOffset,
-                                  uint64_t NewEndOffset) {
+  bool rewriteVectorizedStoreInst(Value *V, StoreInst &SI, Value *OldOp) {
     if (V->getType() != VecTy) {
       unsigned BeginIndex = getIndex(NewBeginOffset);
       unsigned EndIndex = getIndex(NewEndOffset);
       assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
       unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
       assert(NumElements <= VecTy->getNumElements() && "Too many elements!");
-      Type *PartitionTy
-        = (NumElements == 1) ? ElementTy
-        : VectorType::get(ElementTy, NumElements);
-      if (V->getType() != PartitionTy)
-        V = convertValue(DL, IRB, V, PartitionTy);
+      Type *SliceTy =
+          (NumElements == 1) ? ElementTy
+                             : VectorType::get(ElementTy, NumElements);
+      if (V->getType() != SliceTy)
+        V = convertValue(DL, IRB, V, SliceTy);
 
       // Mix in the existing elements.
       Value *Old = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(),
@@ -2121,8 +2279,7 @@ private:
     return true;
   }
 
-  bool rewriteIntegerStore(Value *V, StoreInst &SI,
-                           uint64_t NewBeginOffset, uint64_t NewEndOffset) {
+  bool rewriteIntegerStore(Value *V, StoreInst &SI) {
     assert(IntTy && "We cannot extract an integer from the alloca");
     assert(!SI.isVolatile());
     if (DL.getTypeSizeInBits(V->getType()) != IntTy->getBitWidth()) {
@@ -2155,30 +2312,22 @@ private:
       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V->stripInBoundsOffsets()))
         Pass.PostPromotionWorklist.insert(AI);
 
-    // Compute the intersecting offset range.
-    assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
-    assert(EndOffset > NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewBeginOffset = std::max(BeginOffset, NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewEndOffset = std::min(EndOffset, NewAllocaEndOffset);
-
-    uint64_t Size = NewEndOffset - NewBeginOffset;
-    if (Size < DL.getTypeStoreSize(V->getType())) {
+    if (SliceSize < DL.getTypeStoreSize(V->getType())) {
       assert(!SI.isVolatile());
       assert(V->getType()->isIntegerTy() &&
              "Only integer type loads and stores are split");
       assert(V->getType()->getIntegerBitWidth() ==
              DL.getTypeStoreSizeInBits(V->getType()) &&
              "Non-byte-multiple bit width");
-      IntegerType *NarrowTy = Type::getIntNTy(SI.getContext(), Size * 8);
+      IntegerType *NarrowTy = Type::getIntNTy(SI.getContext(), SliceSize * 8);
       V = extractInteger(DL, IRB, V, NarrowTy, NewBeginOffset,
                          "extract");
     }
 
     if (VecTy)
-      return rewriteVectorizedStoreInst(V, SI, OldOp, NewBeginOffset,
-                                        NewEndOffset);
+      return rewriteVectorizedStoreInst(V, SI, OldOp);
     if (IntTy && V->getType()->isIntegerTy())
-      return rewriteIntegerStore(V, SI, NewBeginOffset, NewEndOffset);
+      return rewriteIntegerStore(V, SI);
 
     StoreInst *NewSI;
     if (NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
@@ -2188,12 +2337,9 @@ private:
       NewSI = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment(),
                                      SI.isVolatile());
     } else {
-      Value *NewPtr = getAdjustedAllocaPtr(IRB, NewBeginOffset,
-                                           V->getType()->getPointerTo());
-      NewSI = IRB.CreateAlignedStore(
-          V, NewPtr, getOffsetTypeAlign(
-                         V->getType(), NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset),
-          SI.isVolatile());
+      Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, V->getType()->getPointerTo());
+      NewSI = IRB.CreateAlignedStore(V, NewPtr, getSliceAlign(V->getType()),
+                                     SI.isVolatile());
     }
     (void)NewSI;
     Pass.DeadInsts.insert(&SI);
@@ -2245,11 +2391,10 @@ private:
     // pointer to the new alloca.
     if (!isa<Constant>(II.getLength())) {
       assert(!IsSplit);
-      assert(BeginOffset >= NewAllocaBeginOffset);
-      II.setDest(
-          getAdjustedAllocaPtr(IRB, BeginOffset, II.getRawDest()->getType()));
+      assert(NewBeginOffset == BeginOffset);
+      II.setDest(getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType()));
       Type *CstTy = II.getAlignmentCst()->getType();
-      II.setAlignment(ConstantInt::get(CstTy, getOffsetAlign(BeginOffset)));
+      II.setAlignment(ConstantInt::get(CstTy, getSliceAlign()));
 
       deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
       return false;
@@ -2261,13 +2406,6 @@ private:
     Type *AllocaTy = NewAI.getAllocatedType();
     Type *ScalarTy = AllocaTy->getScalarType();
 
-    // Compute the intersecting offset range.
-    assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
-    assert(EndOffset > NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewBeginOffset = std::max(BeginOffset, NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewEndOffset = std::min(EndOffset, NewAllocaEndOffset);
-    uint64_t PartitionOffset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
-
     // If this doesn't map cleanly onto the alloca type, and that type isn't
     // a single value type, just emit a memset.
     if (!VecTy && !IntTy &&
@@ -2279,9 +2417,8 @@ private:
       Type *SizeTy = II.getLength()->getType();
       Constant *Size = ConstantInt::get(SizeTy, NewEndOffset - NewBeginOffset);
       CallInst *New = IRB.CreateMemSet(
-          getAdjustedAllocaPtr(IRB, NewBeginOffset, II.getRawDest()->getType()),
-          II.getValue(), Size, getOffsetAlign(PartitionOffset),
-          II.isVolatile());
+          getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType()), II.getValue(), Size,
+          getSliceAlign(), II.isVolatile());
       (void)New;
       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
       return false;
@@ -2358,25 +2495,11 @@ private:
 
     DEBUG(dbgs() << "    original: " << II << "\n");
 
-    // Compute the intersecting offset range.
-    assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
-    assert(EndOffset > NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewBeginOffset = std::max(BeginOffset, NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewEndOffset = std::min(EndOffset, NewAllocaEndOffset);
-
-    assert(II.getRawSource() == OldPtr || II.getRawDest() == OldPtr);
-    bool IsDest = II.getRawDest() == OldPtr;
-
-    // Compute the relative offset within the transfer.
-    unsigned IntPtrWidth = DL.getPointerSizeInBits();
-    APInt RelOffset(IntPtrWidth, NewBeginOffset - BeginOffset);
+    bool IsDest = &II.getRawDestUse() == OldUse;
+    assert((IsDest && II.getRawDest() == OldPtr) ||
+           (!IsDest && II.getRawSource() == OldPtr));
 
-    unsigned Align = II.getAlignment();
-    uint64_t PartitionOffset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
-    if (Align > 1)
-      Align = MinAlign(
-          RelOffset.zextOrTrunc(64).getZExtValue(),
-          MinAlign(II.getAlignment(), getOffsetAlign(PartitionOffset)));
+    unsigned SliceAlign = getSliceAlign();
 
     // For unsplit intrinsics, we simply modify the source and destination
     // pointers in place. This isn't just an optimization, it is a matter of
@@ -2386,19 +2509,20 @@ private:
     // memcpy, and so simply updating the pointers is the necessary for us to
     // update both source and dest of a single call.
     if (!IsSplittable) {
-      Value *OldOp = IsDest ? II.getRawDest() : II.getRawSource();
+      Value *AdjustedPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
       if (IsDest)
-        II.setDest(
-            getAdjustedAllocaPtr(IRB, BeginOffset, II.getRawDest()->getType()));
+        II.setDest(AdjustedPtr);
       else
-        II.setSource(getAdjustedAllocaPtr(IRB, BeginOffset,
-                                          II.getRawSource()->getType()));
+        II.setSource(AdjustedPtr);
 
-      Type *CstTy = II.getAlignmentCst()->getType();
-      II.setAlignment(ConstantInt::get(CstTy, Align));
+      if (II.getAlignment() > SliceAlign) {
+        Type *CstTy = II.getAlignmentCst()->getType();
+        II.setAlignment(
+            ConstantInt::get(CstTy, MinAlign(II.getAlignment(), SliceAlign)));
+      }
 
       DEBUG(dbgs() << "          to: " << II << "\n");
-      deleteIfTriviallyDead(OldOp);
+      deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
       return false;
     }
     // For split transfer intrinsics we have an incredibly useful assurance:
@@ -2434,37 +2558,39 @@ private:
     // alloca that should be re-examined after rewriting this instruction.
     Value *OtherPtr = IsDest ? II.getRawSource() : II.getRawDest();
     if (AllocaInst *AI
-          = dyn_cast<AllocaInst>(OtherPtr->stripInBoundsOffsets()))
+          = dyn_cast<AllocaInst>(OtherPtr->stripInBoundsOffsets())) {
+      assert(AI != &OldAI && AI != &NewAI &&
+             "Splittable transfers cannot reach the same alloca on both ends.");
       Pass.Worklist.insert(AI);
+    }
 
-    if (EmitMemCpy) {
-      Type *OtherPtrTy = IsDest ? II.getRawSource()->getType()
-                                : II.getRawDest()->getType();
+    Type *OtherPtrTy = OtherPtr->getType();
+    unsigned OtherAS = OtherPtrTy->getPointerAddressSpace();
+
+    // Compute the relative offset for the other pointer within the transfer.
+    unsigned IntPtrWidth = DL.getPointerSizeInBits(OtherAS);
+    APInt OtherOffset(IntPtrWidth, NewBeginOffset - BeginOffset);
+    unsigned OtherAlign = MinAlign(II.getAlignment() ? II.getAlignment() : 1,
+                                   OtherOffset.zextOrTrunc(64).getZExtValue());
 
+    if (EmitMemCpy) {
       // Compute the other pointer, folding as much as possible to produce
       // a single, simple GEP in most cases.
-      OtherPtr = getAdjustedPtr(IRB, DL, OtherPtr, RelOffset, OtherPtrTy);
+      OtherPtr = getAdjustedPtr(IRB, DL, OtherPtr, OtherOffset, OtherPtrTy,
+                                OtherPtr->getName() + ".");
 
-      Value *OurPtr = getAdjustedAllocaPtr(
-          IRB, NewBeginOffset,
-          IsDest ? II.getRawDest()->getType() : II.getRawSource()->getType());
+      Value *OurPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
       Type *SizeTy = II.getLength()->getType();
       Constant *Size = ConstantInt::get(SizeTy, NewEndOffset - NewBeginOffset);
 
-      CallInst *New = IRB.CreateMemCpy(IsDest ? OurPtr : OtherPtr,
-                                       IsDest ? OtherPtr : OurPtr,
-                                       Size, Align, II.isVolatile());
+      CallInst *New = IRB.CreateMemCpy(
+          IsDest ? OurPtr : OtherPtr, IsDest ? OtherPtr : OurPtr, Size,
+          MinAlign(SliceAlign, OtherAlign), II.isVolatile());
       (void)New;
       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
       return false;
     }
 
-    // Note that we clamp the alignment to 1 here as a 0 alignment for a memcpy
-    // is equivalent to 1, but that isn't true if we end up rewriting this as
-    // a load or store.
-    if (!Align)
-      Align = 1;
-
     bool IsWholeAlloca = NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
                          NewEndOffset == NewAllocaEndOffset;
     uint64_t Size = NewEndOffset - NewBeginOffset;
@@ -2472,24 +2598,32 @@ private:
     unsigned EndIndex = VecTy ? getIndex(NewEndOffset) : 0;
     unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
     IntegerType *SubIntTy
-      = IntTy ? Type::getIntNTy(IntTy->getContext(), Size*8) : 0;
+      = IntTy ? Type::getIntNTy(IntTy->getContext(), Size*8) : nullptr;
 
-    Type *OtherPtrTy = NewAI.getType();
+    // Reset the other pointer type to match the register type we're going to
+    // use, but using the address space of the original other pointer.
     if (VecTy && !IsWholeAlloca) {
       if (NumElements == 1)
         OtherPtrTy = VecTy->getElementType();
       else
         OtherPtrTy = VectorType::get(VecTy->getElementType(), NumElements);
 
-      OtherPtrTy = OtherPtrTy->getPointerTo();
+      OtherPtrTy = OtherPtrTy->getPointerTo(OtherAS);
     } else if (IntTy && !IsWholeAlloca) {
-      OtherPtrTy = SubIntTy->getPointerTo();
+      OtherPtrTy = SubIntTy->getPointerTo(OtherAS);
+    } else {
+      OtherPtrTy = NewAllocaTy->getPointerTo(OtherAS);
     }
 
-    Value *SrcPtr = getAdjustedPtr(IRB, DL, OtherPtr, RelOffset, OtherPtrTy);
+    Value *SrcPtr = getAdjustedPtr(IRB, DL, OtherPtr, OtherOffset, OtherPtrTy,
+                                   OtherPtr->getName() + ".");
+    unsigned SrcAlign = OtherAlign;
     Value *DstPtr = &NewAI;
-    if (!IsDest)
+    unsigned DstAlign = SliceAlign;
+    if (!IsDest) {
       std::swap(SrcPtr, DstPtr);
+      std::swap(SrcAlign, DstAlign);
+    }
 
     Value *Src;
     if (VecTy && !IsWholeAlloca && !IsDest) {
@@ -2503,7 +2637,7 @@ private:
       uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
       Src = extractInteger(DL, IRB, Src, SubIntTy, Offset, "extract");
     } else {
-      Src = IRB.CreateAlignedLoad(SrcPtr, Align, II.isVolatile(),
+      Src = IRB.CreateAlignedLoad(SrcPtr, SrcAlign, II.isVolatile(),
                                   "copyload");
     }
 
@@ -2521,7 +2655,7 @@ private:
     }
 
     StoreInst *Store = cast<StoreInst>(
-      IRB.CreateAlignedStore(Src, DstPtr, Align, II.isVolatile()));
+        IRB.CreateAlignedStore(Src, DstPtr, DstAlign, II.isVolatile()));
     (void)Store;
     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
     return !II.isVolatile();
@@ -2533,20 +2667,13 @@ private:
     DEBUG(dbgs() << "    original: " << II << "\n");
     assert(II.getArgOperand(1) == OldPtr);
 
-    // Compute the intersecting offset range.
-    assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
-    assert(EndOffset > NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewBeginOffset = std::max(BeginOffset, NewAllocaBeginOffset);
-    uint64_t NewEndOffset = std::min(EndOffset, NewAllocaEndOffset);
-
     // Record this instruction for deletion.
     Pass.DeadInsts.insert(&II);
 
     ConstantInt *Size
       = ConstantInt::get(cast<IntegerType>(II.getArgOperand(0)->getType()),
                          NewEndOffset - NewBeginOffset);
-    Value *Ptr =
-        getAdjustedAllocaPtr(IRB, NewBeginOffset, II.getArgOperand(1)->getType());
+    Value *Ptr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
     Value *New;
     if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start)
       New = IRB.CreateLifetimeStart(Ptr, Size);
@@ -2567,27 +2694,22 @@ private:
     // as local as possible to the PHI. To do that, we re-use the location of
     // the old pointer, which necessarily must be in the right position to
     // dominate the PHI.
-    IRBuilderTy PtrBuilder(cast<Instruction>(OldPtr));
-    PtrBuilder.SetNamePrefix(Twine(NewAI.getName()) + "." + Twine(BeginOffset) +
-                             ".");
+    IRBuilderTy PtrBuilder(IRB);
+    PtrBuilder.SetInsertPoint(OldPtr);
+    PtrBuilder.SetCurrentDebugLocation(OldPtr->getDebugLoc());
 
-    Value *NewPtr =
-        getAdjustedAllocaPtr(PtrBuilder, BeginOffset, OldPtr->getType());
+    Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(PtrBuilder, OldPtr->getType());
     // Replace the operands which were using the old pointer.
     std::replace(PN.op_begin(), PN.op_end(), cast<Value>(OldPtr), NewPtr);
 
     DEBUG(dbgs() << "          to: " << PN << "\n");
     deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
 
-    // Check whether we can speculate this PHI node, and if so remember that
-    // fact and return that this alloca remains viable for promotion to an SSA
-    // value.
-    if (isSafePHIToSpeculate(PN, &DL)) {
-      Pass.SpeculatablePHIs.insert(&PN);
-      return true;
-    }
-
-    return false; // PHIs can't be promoted on their own.
+    // PHIs can't be promoted on their own, but often can be speculated. We
+    // check the speculation outside of the rewriter so that we see the
+    // fully-rewritten alloca.
+    PHIUsers.insert(&PN);
+    return true;
   }
 
   bool visitSelectInst(SelectInst &SI) {
@@ -2597,7 +2719,7 @@ private:
     assert(BeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "Selects are unsplittable");
     assert(EndOffset <= NewAllocaEndOffset && "Selects are unsplittable");
 
-    Value *NewPtr = getAdjustedAllocaPtr(IRB, BeginOffset, OldPtr->getType());
+    Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
     // Replace the operands which were using the old pointer.
     if (SI.getOperand(1) == OldPtr)
       SI.setOperand(1, NewPtr);
@@ -2607,15 +2729,11 @@ private:
     DEBUG(dbgs() << "          to: " << SI << "\n");
     deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
 
-    // Check whether we can speculate this select instruction, and if so
-    // remember that fact and return that this alloca remains viable for
-    // promotion to an SSA value.
-    if (isSafeSelectToSpeculate(SI, &DL)) {
-      Pass.SpeculatableSelects.insert(&SI);
-      return true;
-    }
-
-    return false; // Selects can't be promoted on their own.
+    // Selects can't be promoted on their own, but often can be speculated. We
+    // check the speculation outside of the rewriter so that we see the
+    // fully-rewritten alloca.
+    SelectUsers.insert(&SI);
+    return true;
   }
 
 };
@@ -2663,10 +2781,9 @@ private:
   /// Enqueue all the users of the given instruction for further processing.
   /// This uses a set to de-duplicate users.
   void enqueueUsers(Instruction &I) {
-    for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end(); UI != UE;
-         ++UI)
-      if (Visited.insert(*UI))
-        Queue.push_back(&UI.getUse());
+    for (Use &U : I.uses())
+      if (Visited.insert(U.getUser()))
+        Queue.push_back(&U);
   }
 
   // Conservative default is to not rewrite anything.
@@ -2879,22 +2996,22 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty,
     return stripAggregateTypeWrapping(DL, Ty);
   if (Offset > DL.getTypeAllocSize(Ty) ||
       (DL.getTypeAllocSize(Ty) - Offset) < Size)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   if (SequentialType *SeqTy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
     // We can't partition pointers...
     if (SeqTy->isPointerTy())
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     Type *ElementTy = SeqTy->getElementType();
     uint64_t ElementSize = DL.getTypeAllocSize(ElementTy);
     uint64_t NumSkippedElements = Offset / ElementSize;
     if (ArrayType *ArrTy = dyn_cast<ArrayType>(SeqTy)) {
       if (NumSkippedElements >= ArrTy->getNumElements())
-        return 0;
+        return nullptr;
     } else if (VectorType *VecTy = dyn_cast<VectorType>(SeqTy)) {
       if (NumSkippedElements >= VecTy->getNumElements())
-        return 0;
+        return nullptr;
     }
     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
 
@@ -2902,7 +3019,7 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty,
     if (Offset > 0 || Size < ElementSize) {
       // Bail if the partition ends in a different array element.
       if ((Offset + Size) > ElementSize)
-        return 0;
+        return nullptr;
       // Recurse through the element type trying to peel off offset bytes.
       return getTypePartition(DL, ElementTy, Offset, Size);
     }
@@ -2913,20 +3030,20 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty,
     assert(Size > ElementSize);
     uint64_t NumElements = Size / ElementSize;
     if (NumElements * ElementSize != Size)
-      return 0;
+      return nullptr;
     return ArrayType::get(ElementTy, NumElements);
   }
 
   StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
   if (!STy)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
   if (Offset >= SL->getSizeInBytes())
-    return 0;
+    return nullptr;
   uint64_t EndOffset = Offset + Size;
   if (EndOffset > SL->getSizeInBytes())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(Offset);
   Offset -= SL->getElementOffset(Index);
@@ -2934,12 +3051,12 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty,
   Type *ElementTy = STy->getElementType(Index);
   uint64_t ElementSize = DL.getTypeAllocSize(ElementTy);
   if (Offset >= ElementSize)
-    return 0; // The offset points into alignment padding.
+    return nullptr; // The offset points into alignment padding.
 
   // See if any partition must be contained by the element.
   if (Offset > 0 || Size < ElementSize) {
     if ((Offset + Size) > ElementSize)
-      return 0;
+      return nullptr;
     return getTypePartition(DL, ElementTy, Offset, Size);
   }
   assert(Offset == 0);
@@ -2952,14 +3069,14 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty,
   if (EndOffset < SL->getSizeInBytes()) {
     unsigned EndIndex = SL->getElementContainingOffset(EndOffset);
     if (Index == EndIndex)
-      return 0; // Within a single element and its padding.
+      return nullptr; // Within a single element and its padding.
 
     // Don't try to form "natural" types if the elements don't line up with the
     // expected size.
     // FIXME: We could potentially recurse down through the last element in the
     // sub-struct to find a natural end point.
     if (SL->getElementOffset(EndIndex) != EndOffset)
-      return 0;
+      return nullptr;
 
     assert(Index < EndIndex);
     EE = STy->element_begin() + EndIndex;
@@ -2970,7 +3087,7 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty,
                                       STy->isPacked());
   const StructLayout *SubSL = DL.getStructLayout(SubTy);
   if (Size != SubSL->getSizeInBytes())
-    return 0; // The sub-struct doesn't have quite the size needed.
+    return nullptr; // The sub-struct doesn't have quite the size needed.
 
   return SubTy;
 }
@@ -2985,47 +3102,45 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty,
 /// appropriate new offsets. It also evaluates how successful the rewrite was
 /// at enabling promotion and if it was successful queues the alloca to be
 /// promoted.
-bool SROA::rewritePartitions(AllocaInst &AI, AllocaPartitioning &P,
-                             AllocaPartitioning::iterator B,
-                             AllocaPartitioning::iterator E,
-                             int64_t BeginOffset, int64_t EndOffset,
-                             ArrayRef<AllocaPartitioning::iterator> SplitUses) {
+bool SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &S,
+                            AllocaSlices::iterator B, AllocaSlices::iterator E,
+                            int64_t BeginOffset, int64_t EndOffset,
+                            ArrayRef<AllocaSlices::iterator> SplitUses) {
   assert(BeginOffset < EndOffset);
-  uint64_t PartitionSize = EndOffset - BeginOffset;
+  uint64_t SliceSize = EndOffset - BeginOffset;
 
   // Try to compute a friendly type for this partition of the alloca. This
   // won't always succeed, in which case we fall back to a legal integer type
   // or an i8 array of an appropriate size.
-  Type *PartitionTy = 0;
+  Type *SliceTy = nullptr;
   if (Type *CommonUseTy = findCommonType(B, E, EndOffset))
-    if (DL->getTypeAllocSize(CommonUseTy) >= PartitionSize)
-      PartitionTy = CommonUseTy;
-  if (!PartitionTy)
+    if (DL->getTypeAllocSize(CommonUseTy) >= SliceSize)
+      SliceTy = CommonUseTy;
+  if (!SliceTy)
     if (Type *TypePartitionTy = getTypePartition(*DL, AI.getAllocatedType(),
-                                                 BeginOffset, PartitionSize))
-      PartitionTy = TypePartitionTy;
-  if ((!PartitionTy || (PartitionTy->isArrayTy() &&
-                        PartitionTy->getArrayElementType()->isIntegerTy())) &&
-      DL->isLegalInteger(PartitionSize * 8))
-    PartitionTy = Type::getIntNTy(*C, PartitionSize * 8);
-  if (!PartitionTy)
-    PartitionTy = ArrayType::get(Type::getInt8Ty(*C), PartitionSize);
-  assert(DL->getTypeAllocSize(PartitionTy) >= PartitionSize);
+                                                 BeginOffset, SliceSize))
+      SliceTy = TypePartitionTy;
+  if ((!SliceTy || (SliceTy->isArrayTy() &&
+                    SliceTy->getArrayElementType()->isIntegerTy())) &&
+      DL->isLegalInteger(SliceSize * 8))
+    SliceTy = Type::getIntNTy(*C, SliceSize * 8);
+  if (!SliceTy)
+    SliceTy = ArrayType::get(Type::getInt8Ty(*C), SliceSize);
+  assert(DL->getTypeAllocSize(SliceTy) >= SliceSize);
 
   bool IsVectorPromotable = isVectorPromotionViable(
-      *DL, PartitionTy, P, BeginOffset, EndOffset, B, E, SplitUses);
+      *DL, SliceTy, S, BeginOffset, EndOffset, B, E, SplitUses);
 
   bool IsIntegerPromotable =
       !IsVectorPromotable &&
-      isIntegerWideningViable(*DL, PartitionTy, BeginOffset, P, B, E,
-                              SplitUses);
+      isIntegerWideningViable(*DL, SliceTy, BeginOffset, S, B, E, SplitUses);
 
   // Check for the case where we're going to rewrite to a new alloca of the
   // exact same type as the original, and with the same access offsets. In that
   // case, re-use the existing alloca, but still run through the rewriter to
   // perform phi and select speculation.
   AllocaInst *NewAI;
-  if (PartitionTy == AI.getAllocatedType()) {
+  if (SliceTy == AI.getAllocatedType()) {
     assert(BeginOffset == 0 &&
            "Non-zero begin offset but same alloca type");
     NewAI = &AI;
@@ -3042,10 +3157,10 @@ bool SROA::rewritePartitions(AllocaInst &AI, AllocaPartitioning &P,
     Alignment = MinAlign(Alignment, BeginOffset);
     // If we will get at least this much alignment from the type alone, leave
     // the alloca's alignment unconstrained.
-    if (Alignment <= DL->getABITypeAlignment(PartitionTy))
+    if (Alignment <= DL->getABITypeAlignment(SliceTy))
       Alignment = 0;
-    NewAI = new AllocaInst(PartitionTy, 0, Alignment,
-                           AI.getName() + ".sroa." + Twine(B - P.begin()), &AI);
+    NewAI = new AllocaInst(SliceTy, nullptr, Alignment,
+                           AI.getName() + ".sroa." + Twine(B - S.begin()), &AI);
     ++NumNewAllocas;
   }
 
@@ -3053,76 +3168,94 @@ bool SROA::rewritePartitions(AllocaInst &AI, AllocaPartitioning &P,
                << "[" << BeginOffset << "," << EndOffset << ") to: " << *NewAI
                << "\n");
 
-  // Track the high watermark on several worklists that are only relevant for
+  // Track the high watermark on the worklist as it is only relevant for
   // promoted allocas. We will reset it to this point if the alloca is not in
   // fact scheduled for promotion.
   unsigned PPWOldSize = PostPromotionWorklist.size();
-  unsigned SPOldSize = SpeculatablePHIs.size();
-  unsigned SSOldSize = SpeculatableSelects.size();
+  unsigned NumUses = 0;
+  SmallPtrSet<PHINode *, 8> PHIUsers;
+  SmallPtrSet<SelectInst *, 8> SelectUsers;
 
-  AllocaPartitionRewriter Rewriter(*DL, P, *this, AI, *NewAI, BeginOffset,
-                                   EndOffset, IsVectorPromotable,
-                                   IsIntegerPromotable);
+  AllocaSliceRewriter Rewriter(*DL, S, *this, AI, *NewAI, BeginOffset,
+                               EndOffset, IsVectorPromotable,
+                               IsIntegerPromotable, PHIUsers, SelectUsers);
   bool Promotable = true;
-  for (ArrayRef<AllocaPartitioning::iterator>::const_iterator
-           SUI = SplitUses.begin(),
-           SUE = SplitUses.end();
+  for (ArrayRef<AllocaSlices::iterator>::const_iterator SUI = SplitUses.begin(),
+                                                        SUE = SplitUses.end();
        SUI != SUE; ++SUI) {
     DEBUG(dbgs() << "  rewriting split ");
-    DEBUG(P.printPartition(dbgs(), *SUI, ""));
+    DEBUG(S.printSlice(dbgs(), *SUI, ""));
     Promotable &= Rewriter.visit(*SUI);
+    ++NumUses;
   }
-  for (AllocaPartitioning::iterator I = B; I != E; ++I) {
+  for (AllocaSlices::iterator I = B; I != E; ++I) {
     DEBUG(dbgs() << "  rewriting ");
-    DEBUG(P.printPartition(dbgs(), I, ""));
+    DEBUG(S.printSlice(dbgs(), I, ""));
     Promotable &= Rewriter.visit(I);
+    ++NumUses;
   }
 
-  if (Promotable && (SpeculatablePHIs.size() > SPOldSize ||
-                     SpeculatableSelects.size() > SSOldSize)) {
-    // If we have a promotable alloca except for some unspeculated loads below
-    // PHIs or Selects, iterate once. We will speculate the loads and on the
-    // next iteration rewrite them into a promotable form.
-    Worklist.insert(NewAI);
-  } else if (Promotable) {
-    DEBUG(dbgs() << "  and queuing for promotion\n");
-    PromotableAllocas.push_back(NewAI);
-  } else if (NewAI != &AI) {
+  NumAllocaPartitionUses += NumUses;
+  MaxUsesPerAllocaPartition =
+      std::max<unsigned>(NumUses, MaxUsesPerAllocaPartition);
+
+  // Now that we've processed all the slices in the new partition, check if any
+  // PHIs or Selects would block promotion.
+  for (SmallPtrSetImpl<PHINode *>::iterator I = PHIUsers.begin(),
+                                            E = PHIUsers.end();
+       I != E; ++I)
+    if (!isSafePHIToSpeculate(**I, DL)) {
+      Promotable = false;
+      PHIUsers.clear();
+      SelectUsers.clear();
+      break;
+    }
+  for (SmallPtrSetImpl<SelectInst *>::iterator I = SelectUsers.begin(),
+                                               E = SelectUsers.end();
+       I != E; ++I)
+    if (!isSafeSelectToSpeculate(**I, DL)) {
+      Promotable = false;
+      PHIUsers.clear();
+      SelectUsers.clear();
+      break;
+    }
+
+  if (Promotable) {
+    if (PHIUsers.empty() && SelectUsers.empty()) {
+      // Promote the alloca.
+      PromotableAllocas.push_back(NewAI);
+    } else {
+      // If we have either PHIs or Selects to speculate, add them to those
+      // worklists and re-queue the new alloca so that we promote in on the
+      // next iteration.
+      for (SmallPtrSetImpl<PHINode *>::iterator I = PHIUsers.begin(),
+                                                E = PHIUsers.end();
+           I != E; ++I)
+        SpeculatablePHIs.insert(*I);
+      for (SmallPtrSetImpl<SelectInst *>::iterator I = SelectUsers.begin(),
+                                                   E = SelectUsers.end();
+           I != E; ++I)
+        SpeculatableSelects.insert(*I);
+      Worklist.insert(NewAI);
+    }
+  } else {
     // If we can't promote the alloca, iterate on it to check for new
     // refinements exposed by splitting the current alloca. Don't iterate on an
     // alloca which didn't actually change and didn't get promoted.
-    // FIXME: We should actually track whether the rewriter changed anything.
-    Worklist.insert(NewAI);
-  }
+    if (NewAI != &AI)
+      Worklist.insert(NewAI);
 
-  // Drop any post-promotion work items if promotion didn't happen.
-  if (!Promotable) {
+    // Drop any post-promotion work items if promotion didn't happen.
     while (PostPromotionWorklist.size() > PPWOldSize)
       PostPromotionWorklist.pop_back();
-    while (SpeculatablePHIs.size() > SPOldSize)
-      SpeculatablePHIs.pop_back();
-    while (SpeculatableSelects.size() > SSOldSize)
-      SpeculatableSelects.pop_back();
   }
 
   return true;
 }
 
-namespace {
-  struct IsPartitionEndLessOrEqualTo {
-    uint64_t UpperBound;
-
-    IsPartitionEndLessOrEqualTo(uint64_t UpperBound) : UpperBound(UpperBound) {}
-
-    bool operator()(const AllocaPartitioning::iterator &I) {
-      return I->endOffset() <= UpperBound;
-    }
-  };
-}
-
-static void removeFinishedSplitUses(
-    SmallVectorImpl<AllocaPartitioning::iterator> &SplitUses,
-    uint64_t &MaxSplitUseEndOffset, uint64_t Offset) {
+static void
+removeFinishedSplitUses(SmallVectorImpl<AllocaSlices::iterator> &SplitUses,
+                        uint64_t &MaxSplitUseEndOffset, uint64_t Offset) {
   if (Offset >= MaxSplitUseEndOffset) {
     SplitUses.clear();
     MaxSplitUseEndOffset = 0;
@@ -3131,127 +3264,153 @@ static void removeFinishedSplitUses(
 
   size_t SplitUsesOldSize = SplitUses.size();
   SplitUses.erase(std::remove_if(SplitUses.begin(), SplitUses.end(),
-                                 IsPartitionEndLessOrEqualTo(Offset)),
+                                 [Offset](const AllocaSlices::iterator &I) {
+                    return I->endOffset() <= Offset;
+                  }),
                   SplitUses.end());
   if (SplitUsesOldSize == SplitUses.size())
     return;
 
   // Recompute the max. While this is linear, so is remove_if.
   MaxSplitUseEndOffset = 0;
-  for (SmallVectorImpl<AllocaPartitioning::iterator>::iterator
+  for (SmallVectorImpl<AllocaSlices::iterator>::iterator
            SUI = SplitUses.begin(),
            SUE = SplitUses.end();
        SUI != SUE; ++SUI)
     MaxSplitUseEndOffset = std::max((*SUI)->endOffset(), MaxSplitUseEndOffset);
 }
 
-/// \brief Walks the partitioning of an alloca rewriting uses of each partition.
-bool SROA::splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaPartitioning &P) {
-  if (P.begin() == P.end())
+/// \brief Walks the slices of an alloca and form partitions based on them,
+/// rewriting each of their uses.
+bool SROA::splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaSlices &S) {
+  if (S.begin() == S.end())
     return false;
 
+  unsigned NumPartitions = 0;
   bool Changed = false;
-  SmallVector<AllocaPartitioning::iterator, 4> SplitUses;
+  SmallVector<AllocaSlices::iterator, 4> SplitUses;
   uint64_t MaxSplitUseEndOffset = 0;
 
-  uint64_t BeginOffset = P.begin()->beginOffset();
+  uint64_t BeginOffset = S.begin()->beginOffset();
 
-  for (AllocaPartitioning::iterator PI = P.begin(), PJ = llvm::next(PI),
-                                    PE = P.end();
-       PI != PE; PI = PJ) {
-    uint64_t MaxEndOffset = PI->endOffset();
+  for (AllocaSlices::iterator SI = S.begin(), SJ = std::next(SI), SE = S.end();
+       SI != SE; SI = SJ) {
+    uint64_t MaxEndOffset = SI->endOffset();
 
-    if (!PI->isSplittable()) {
-      // When we're forming an unsplittable region, it must always start at he
-      // first partitioning use and will extend through its end.
-      assert(BeginOffset == PI->beginOffset());
+    if (!SI->isSplittable()) {
+      // When we're forming an unsplittable region, it must always start at the
+      // first slice and will extend through its end.
+      assert(BeginOffset == SI->beginOffset());
 
-      // Rewrite a partition including all of the overlapping uses with this
-      // unsplittable partition.
-      while (PJ != PE && PJ->beginOffset() < MaxEndOffset) {
-        if (!PJ->isSplittable())
-          MaxEndOffset = std::max(MaxEndOffset, PJ->endOffset());
-        ++PJ;
+      // Form a partition including all of the overlapping slices with this
+      // unsplittable slice.
+      while (SJ != SE && SJ->beginOffset() < MaxEndOffset) {
+        if (!SJ->isSplittable())
+          MaxEndOffset = std::max(MaxEndOffset, SJ->endOffset());
+        ++SJ;
       }
     } else {
-      assert(PI->isSplittable()); // Established above.
+      assert(SI->isSplittable()); // Established above.
 
-      // Collect all of the overlapping splittable partitions.
-      while (PJ != PE && PJ->beginOffset() < MaxEndOffset &&
-             PJ->isSplittable()) {
-        MaxEndOffset = std::max(MaxEndOffset, PJ->endOffset());
-        ++PJ;
+      // Collect all of the overlapping splittable slices.
+      while (SJ != SE && SJ->beginOffset() < MaxEndOffset &&
+             SJ->isSplittable()) {
+        MaxEndOffset = std::max(MaxEndOffset, SJ->endOffset());
+        ++SJ;
       }
 
-      // Back up MaxEndOffset and PJ if we ended the span early when
-      // encountering an unsplittable partition.
-      if (PJ != PE && PJ->beginOffset() < MaxEndOffset) {
-        assert(!PJ->isSplittable());
-        MaxEndOffset = PJ->beginOffset();
+      // Back up MaxEndOffset and SJ if we ended the span early when
+      // encountering an unsplittable slice.
+      if (SJ != SE && SJ->beginOffset() < MaxEndOffset) {
+        assert(!SJ->isSplittable());
+        MaxEndOffset = SJ->beginOffset();
       }
     }
 
     // Check if we have managed to move the end offset forward yet. If so,
     // we'll have to rewrite uses and erase old split uses.
     if (BeginOffset < MaxEndOffset) {
-      // Rewrite a sequence of overlapping partition uses.
-      Changed |= rewritePartitions(AI, P, PI, PJ, BeginOffset,
-                                   MaxEndOffset, SplitUses);
+      // Rewrite a sequence of overlapping slices.
+      Changed |=
+          rewritePartition(AI, S, SI, SJ, BeginOffset, MaxEndOffset, SplitUses);
+      ++NumPartitions;
 
       removeFinishedSplitUses(SplitUses, MaxSplitUseEndOffset, MaxEndOffset);
     }
 
-    // Accumulate all the splittable partitions from the [PI,PJ) region which
+    // Accumulate all the splittable slices from the [SI,SJ) region which
     // overlap going forward.
-    for (AllocaPartitioning::iterator PII = PI, PIE = PJ; PII != PIE; ++PII)
-      if (PII->isSplittable() && PII->endOffset() > MaxEndOffset) {
-        SplitUses.push_back(PII);
-        MaxSplitUseEndOffset = std::max(PII->endOffset(), MaxSplitUseEndOffset);
+    for (AllocaSlices::iterator SK = SI; SK != SJ; ++SK)
+      if (SK->isSplittable() && SK->endOffset() > MaxEndOffset) {
+        SplitUses.push_back(SK);
+        MaxSplitUseEndOffset = std::max(SK->endOffset(), MaxSplitUseEndOffset);
       }
 
     // If we're already at the end and we have no split uses, we're done.
-    if (PJ == PE && SplitUses.empty())
+    if (SJ == SE && SplitUses.empty())
       break;
 
     // If we have no split uses or no gap in offsets, we're ready to move to
-    // the next partitioning use.
-    if (SplitUses.empty() || (PJ != PE && MaxEndOffset == PJ->beginOffset())) {
-      BeginOffset = PJ->beginOffset();
+    // the next slice.
+    if (SplitUses.empty() || (SJ != SE && MaxEndOffset == SJ->beginOffset())) {
+      BeginOffset = SJ->beginOffset();
       continue;
     }
 
-    // Even if we have split uses, if the next partitioning use is splittable
-    // and the split uses reach it, we can simply set up the beginning offset
-    // to bridge between them.
-    if (PJ != PE && PJ->isSplittable() && MaxSplitUseEndOffset > PJ->beginOffset()) {
+    // Even if we have split slices, if the next slice is splittable and the
+    // split slices reach it, we can simply set up the beginning offset of the
+    // next iteration to bridge between them.
+    if (SJ != SE && SJ->isSplittable() &&
+        MaxSplitUseEndOffset > SJ->beginOffset()) {
       BeginOffset = MaxEndOffset;
       continue;
     }
 
-    // Otherwise, we have a tail of split uses. Rewrite them with an empty
-    // range of partitioning uses.
+    // Otherwise, we have a tail of split slices. Rewrite them with an empty
+    // range of slices.
     uint64_t PostSplitEndOffset =
-        PJ == PE ? MaxSplitUseEndOffset : PJ->beginOffset();
+        SJ == SE ? MaxSplitUseEndOffset : SJ->beginOffset();
+
+    Changed |= rewritePartition(AI, S, SJ, SJ, MaxEndOffset, PostSplitEndOffset,
+                                SplitUses);
+    ++NumPartitions;
 
-    Changed |= rewritePartitions(AI, P, PJ, PJ, MaxEndOffset,
-                                 PostSplitEndOffset, SplitUses);
-    if (PJ == PE)
+    if (SJ == SE)
       break; // Skip the rest, we don't need to do any cleanup.
 
     removeFinishedSplitUses(SplitUses, MaxSplitUseEndOffset,
                             PostSplitEndOffset);
 
     // Now just reset the begin offset for the next iteration.
-    BeginOffset = PJ->beginOffset();
+    BeginOffset = SJ->beginOffset();
   }
 
+  NumAllocaPartitions += NumPartitions;
+  MaxPartitionsPerAlloca =
+      std::max<unsigned>(NumPartitions, MaxPartitionsPerAlloca);
+
   return Changed;
 }
 
+/// \brief Clobber a use with undef, deleting the used value if it becomes dead.
+void SROA::clobberUse(Use &U) {
+  Value *OldV = U;
+  // Replace the use with an undef value.
+  U = UndefValue::get(OldV->getType());
+
+  // Check for this making an instruction dead. We have to garbage collect
+  // all the dead instructions to ensure the uses of any alloca end up being
+  // minimal.
+  if (Instruction *OldI = dyn_cast<Instruction>(OldV))
+    if (isInstructionTriviallyDead(OldI)) {
+      DeadInsts.insert(OldI);
+    }
+}
+
 /// \brief Analyze an alloca for SROA.
 ///
 /// This analyzes the alloca to ensure we can reason about it, builds
-/// a partitioning of the alloca, and then hands it off to be split and
+/// the slices of the alloca, and then hands it off to be split and
 /// rewritten as needed.
 bool SROA::runOnAlloca(AllocaInst &AI) {
   DEBUG(dbgs() << "SROA alloca: " << AI << "\n");
@@ -3275,38 +3434,39 @@ bool SROA::runOnAlloca(AllocaInst &AI) {
   AggLoadStoreRewriter AggRewriter(*DL);
   Changed |= AggRewriter.rewrite(AI);
 
-  // Build the partition set using a recursive instruction-visiting builder.
-  AllocaPartitioning P(*DL, AI);
-  DEBUG(P.print(dbgs()));
-  if (P.isEscaped())
+  // Build the slices using a recursive instruction-visiting builder.
+  AllocaSlices S(*DL, AI);
+  DEBUG(S.print(dbgs()));
+  if (S.isEscaped())
     return Changed;
 
   // Delete all the dead users of this alloca before splitting and rewriting it.
-  for (AllocaPartitioning::dead_user_iterator DI = P.dead_user_begin(),
-                                              DE = P.dead_user_end();
+  for (AllocaSlices::dead_user_iterator DI = S.dead_user_begin(),
+                                        DE = S.dead_user_end();
        DI != DE; ++DI) {
-    Changed = true;
+    // Free up everything used by this instruction.
+    for (Use &DeadOp : (*DI)->operands())
+      clobberUse(DeadOp);
+
+    // Now replace the uses of this instruction.
     (*DI)->replaceAllUsesWith(UndefValue::get((*DI)->getType()));
+
+    // And mark it for deletion.
     DeadInsts.insert(*DI);
+    Changed = true;
   }
-  for (AllocaPartitioning::dead_op_iterator DO = P.dead_op_begin(),
-                                            DE = P.dead_op_end();
+  for (AllocaSlices::dead_op_iterator DO = S.dead_op_begin(),
+                                      DE = S.dead_op_end();
        DO != DE; ++DO) {
-    Value *OldV = **DO;
-    // Clobber the use with an undef value.
-    **DO = UndefValue::get(OldV->getType());
-    if (Instruction *OldI = dyn_cast<Instruction>(OldV))
-      if (isInstructionTriviallyDead(OldI)) {
-        Changed = true;
-        DeadInsts.insert(OldI);
-      }
+    clobberUse(**DO);
+    Changed = true;
   }
 
-  // No partitions to split. Leave the dead alloca for a later pass to clean up.
-  if (P.begin() == P.end())
+  // No slices to split. Leave the dead alloca for a later pass to clean up.
+  if (S.begin() == S.end())
     return Changed;
 
-  Changed |= splitAlloca(AI, P);
+  Changed |= splitAlloca(AI, S);
 
   DEBUG(dbgs() << "  Speculating PHIs\n");
   while (!SpeculatablePHIs.empty())
@@ -3335,10 +3495,10 @@ void SROA::deleteDeadInstructions(SmallPtrSet<AllocaInst*, 4> &DeletedAllocas) {
 
     I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
 
-    for (User::op_iterator OI = I->op_begin(), E = I->op_end(); OI != E; ++OI)
-      if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(*OI)) {
+    for (Use &Operand : I->operands())
+      if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Operand)) {
         // Zero out the operand and see if it becomes trivially dead.
-        *OI = 0;
+        Operand = nullptr;
         if (isInstructionTriviallyDead(U))
           DeadInsts.insert(U);
       }
@@ -3351,6 +3511,14 @@ void SROA::deleteDeadInstructions(SmallPtrSet<AllocaInst*, 4> &DeletedAllocas) {
   }
 }
 
+static void enqueueUsersInWorklist(Instruction &I,
+                                   SmallVectorImpl<Instruction *> &Worklist,
+                                   SmallPtrSet<Instruction *, 8> &Visited) {
+  for (User *U : I.users())
+    if (Visited.insert(cast<Instruction>(U)))
+      Worklist.push_back(cast<Instruction>(U));
+}
+
 /// \brief Promote the allocas, using the best available technique.
 ///
 /// This attempts to promote whatever allocas have been identified as viable in
@@ -3375,25 +3543,28 @@ bool SROA::promoteAllocas(Function &F) {
   DEBUG(dbgs() << "Promoting allocas with SSAUpdater...\n");
   SSAUpdater SSA;
   DIBuilder DIB(*F.getParent());
-  SmallVector<Instruction*, 64> Insts;
+  SmallVector<Instruction *, 64> Insts;
+
+  // We need a worklist to walk the uses of each alloca.
+  SmallVector<Instruction *, 8> Worklist;
+  SmallPtrSet<Instruction *, 8> Visited;
+  SmallVector<Instruction *, 32> DeadInsts;
 
   for (unsigned Idx = 0, Size = PromotableAllocas.size(); Idx != Size; ++Idx) {
     AllocaInst *AI = PromotableAllocas[Idx];
-    for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), UE = AI->use_end();
-         UI != UE;) {
-      Instruction *I = cast<Instruction>(*UI++);
+    Insts.clear();
+    Worklist.clear();
+    Visited.clear();
+
+    enqueueUsersInWorklist(*AI, Worklist, Visited);
+
+    while (!Worklist.empty()) {
+      Instruction *I = Worklist.pop_back_val();
+
       // FIXME: Currently the SSAUpdater infrastructure doesn't reason about
       // lifetime intrinsics and so we strip them (and the bitcasts+GEPs
       // leading to them) here. Eventually it should use them to optimize the
       // scalar values produced.
-      if (isa<BitCastInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I)) {
-        assert(onlyUsedByLifetimeMarkers(I) &&
-               "Found a bitcast used outside of a lifetime marker.");
-        while (!I->use_empty())
-          cast<Instruction>(*I->use_begin())->eraseFromParent();
-        I->eraseFromParent();
-        continue;
-      }
       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
         assert(II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
                II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end);
@@ -3401,42 +3572,54 @@ bool SROA::promoteAllocas(Function &F) {
         continue;
       }
 
-      Insts.push_back(I);
+      // Push the loads and stores we find onto the list. SROA will already
+      // have validated that all loads and stores are viable candidates for
+      // promotion.
+      if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
+        assert(LI->getType() == AI->getAllocatedType());
+        Insts.push_back(LI);
+        continue;
+      }
+      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
+        assert(SI->getValueOperand()->getType() == AI->getAllocatedType());
+        Insts.push_back(SI);
+        continue;
+      }
+
+      // For everything else, we know that only no-op bitcasts and GEPs will
+      // make it this far, just recurse through them and recall them for later
+      // removal.
+      DeadInsts.push_back(I);
+      enqueueUsersInWorklist(*I, Worklist, Visited);
     }
     AllocaPromoter(Insts, SSA, *AI, DIB).run(Insts);
-    Insts.clear();
+    while (!DeadInsts.empty())
+      DeadInsts.pop_back_val()->eraseFromParent();
+    AI->eraseFromParent();
   }
 
   PromotableAllocas.clear();
   return true;
 }
 
-namespace {
-  /// \brief A predicate to test whether an alloca belongs to a set.
-  class IsAllocaInSet {
-    typedef SmallPtrSet<AllocaInst *, 4> SetType;
-    const SetType &Set;
-
-  public:
-    typedef AllocaInst *argument_type;
-
-    IsAllocaInSet(const SetType &Set) : Set(Set) {}
-    bool operator()(AllocaInst *AI) const { return Set.count(AI); }
-  };
-}
-
 bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
+  if (skipOptnoneFunction(F))
+    return false;
+
   DEBUG(dbgs() << "SROA function: " << F.getName() << "\n");
   C = &F.getContext();
-  DL = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-  if (!DL) {
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  if (!DLP) {
     DEBUG(dbgs() << "  Skipping SROA -- no target data!\n");
     return false;
   }
-  DT = getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
+  DL = &DLP->getDataLayout();
+  DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
+      getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
+  DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
 
   BasicBlock &EntryBB = F.getEntryBlock();
-  for (BasicBlock::iterator I = EntryBB.begin(), E = llvm::prior(EntryBB.end());
+  for (BasicBlock::iterator I = EntryBB.begin(), E = std::prev(EntryBB.end());
        I != E; ++I)
     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
       Worklist.insert(AI);
@@ -3454,11 +3637,14 @@ bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
       // Remove the deleted allocas from various lists so that we don't try to
       // continue processing them.
       if (!DeletedAllocas.empty()) {
-        Worklist.remove_if(IsAllocaInSet(DeletedAllocas));
-        PostPromotionWorklist.remove_if(IsAllocaInSet(DeletedAllocas));
+        auto IsInSet = [&](AllocaInst *AI) {
+          return DeletedAllocas.count(AI);
+        };
+        Worklist.remove_if(IsInSet);
+        PostPromotionWorklist.remove_if(IsInSet);
         PromotableAllocas.erase(std::remove_if(PromotableAllocas.begin(),
                                                PromotableAllocas.end(),
-                                               IsAllocaInSet(DeletedAllocas)),
+                                               IsInSet),
                                 PromotableAllocas.end());
         DeletedAllocas.clear();
       }
@@ -3475,6 +3661,6 @@ bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
 
 void SROA::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   if (RequiresDomTree)
-    AU.addRequired<DominatorTree>();
+    AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
   AU.setPreservesCFG();
 }