split rewriting of single-store allocas into its own
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / PromoteMemoryToRegister.cpp
index 18119ac614de375dd22a4ab85131d85380158d06..6be25d6dfe215c390b374b8a7c80558eb2f2396a 100644 (file)
@@ -1,37 +1,64 @@
 //===- PromoteMemoryToRegister.cpp - Convert allocas to registers ---------===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file promote memory references to be register references.  It promotes
-// alloca instructions which only have loads and stores as uses (or that have
-// PHI nodes which are only loaded from).  An alloca is transformed by using
-// dominator frontiers to place PHI nodes, then traversing the function in
-// depth-first order to rewrite loads and stores as appropriate.  This is just
-// the standard SSA construction algorithm to construct "pruned" SSA form.
+// alloca instructions which only have loads and stores as uses.  An alloca is
+// transformed by using dominator frontiers to place PHI nodes, then traversing
+// the function in depth-first order to rewrite loads and stores as appropriate.
+// This is just the standard SSA construction algorithm to construct "pruned"
+// SSA form.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "mem2reg"
 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/Constant.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "llvm/Support/StableBasicBlockNumbering.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
+#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumLocalPromoted, "Number of alloca's promoted within one block");
+STATISTIC(NumSingleStore,   "Number of alloca's promoted with a single store");
+STATISTIC(NumDeadAlloca,    "Number of dead alloca's removed");
+
+// Provide DenseMapKeyInfo for all pointers.
+namespace llvm {
+template<>
+struct DenseMapKeyInfo<std::pair<BasicBlock*, unsigned> > {
+  static inline std::pair<BasicBlock*, unsigned> getEmptyKey() {
+    return std::make_pair((BasicBlock*)-1, ~0U);
+  }
+  static inline std::pair<BasicBlock*, unsigned> getTombstoneKey() {
+    return std::make_pair((BasicBlock*)-2, 0U);
+  }
+  static unsigned getHashValue(const std::pair<BasicBlock*, unsigned> &Val) {
+    return DenseMapKeyInfo<void*>::getHashValue(Val.first) + Val.second*2;
+  }
+  static bool isPod() { return true; }
+};
+}
+
 /// isAllocaPromotable - Return true if this alloca is legal for promotion.
-/// This is true if there are only loads and stores to the alloca... of if there
-/// is a PHI node using the address which can be trivially transformed.
+/// This is true if there are only loads and stores to the alloca.
 ///
-bool llvm::isAllocaPromotable(const AllocaInst *AI, const TargetData &TD) {
+bool llvm::isAllocaPromotable(const AllocaInst *AI) {
   // FIXME: If the memory unit is of pointer or integer type, we can permit
   // assignments to subsections of the memory unit.
 
@@ -43,119 +70,172 @@ bool llvm::isAllocaPromotable(const AllocaInst *AI, const TargetData &TD) {
     } else if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
       if (SI->getOperand(0) == AI)
         return false;   // Don't allow a store OF the AI, only INTO the AI.
-    } else if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
-      // We only support PHI nodes in a few simple cases.  The PHI node is only
-      // allowed to have one use, which must be a load instruction, and can only
-      // use alloca instructions (no random pointers).  Also, there cannot be
-      // any accesses to AI between the PHI node and the use of the PHI.
-      if (!PN->hasOneUse()) return false;
-
-      // Our transformation causes the unconditional loading of all pointer
-      // operands to the PHI node.  Because this could cause a fault if there is
-      // a critical edge in the CFG and if one of the pointers is illegal, we
-      // refuse to promote PHI nodes unless they are obviously safe.  For now,
-      // obviously safe means that all of the operands are allocas.
-      //
-      // If we wanted to extend this code to break critical edges, this
-      // restriction could be relaxed, and we could even handle uses of the PHI
-      // node that are volatile loads or stores.
-      //
-      for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-        if (!isa<AllocaInst>(PN->getIncomingValue(i)))
-          return false;
-      
-      // Now make sure the one user instruction is in the same basic block as
-      // the PHI, and that there are no loads or stores between the PHI node and
-      // the access.
-      BasicBlock::const_iterator UI = cast<Instruction>(PN->use_back());
-      if (!isa<LoadInst>(UI) || cast<LoadInst>(UI)->isVolatile()) return false;
-      
-      // Scan looking for memory accesses.
-      // FIXME: this should REALLY use alias analysis.
-      for (--UI; !isa<PHINode>(UI); --UI)
-        if (isa<LoadInst>(UI) || isa<StoreInst>(UI) || isa<CallInst>(UI))
-          return false;
-
-      // If we got this far, we can promote the PHI use.
-    } else if (const SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*UI)) {
-      // We only support selects in a few simple cases.  The select is only
-      // allowed to have one use, which must be a load instruction, and can only
-      // use alloca instructions (no random pointers).  Also, there cannot be
-      // any accesses to AI between the PHI node and the use of the PHI.
-      if (!SI->hasOneUse()) return false;
-
-      // Our transformation causes the unconditional loading of all pointer
-      // operands of the select.  Because this could cause a fault if there is a
-      // critical edge in the CFG and if one of the pointers is illegal, we
-      // refuse to promote the select unless it is obviously safe.  For now,
-      // obviously safe means that all of the operands are allocas.
-      //
-      if (!isa<AllocaInst>(SI->getOperand(1)) ||
-          !isa<AllocaInst>(SI->getOperand(2)))
-        return false;
-      
-      // Now make sure the one user instruction is in the same basic block as
-      // the PHI, and that there are no loads or stores between the PHI node and
-      // the access.
-      BasicBlock::const_iterator UI = cast<Instruction>(SI->use_back());
-      if (!isa<LoadInst>(UI) || cast<LoadInst>(UI)->isVolatile()) return false;
-      
-      // Scan looking for memory accesses.
-      // FIXME: this should REALLY use alias analysis.
-      for (--UI; &*UI != SI; --UI)
-        if (isa<LoadInst>(UI) || isa<StoreInst>(UI) || isa<CallInst>(UI))
-          return false;
-
-      // If we got this far, we can promote the select use.
     } else {
-      return false;   // Not a load, store, or promotable PHI?
+      return false;   // Not a load or store.
     }
-  
+
   return true;
 }
 
 namespace {
-  struct PromoteMem2Reg {
-    // Allocas - The alloca instructions being promoted
+  struct AllocaInfo;
+
+  // Data package used by RenamePass()
+  class VISIBILITY_HIDDEN RenamePassData {
+  public:
+    typedef std::vector<Value *> ValVector;
+    
+    RenamePassData() {}
+    RenamePassData(BasicBlock *B, BasicBlock *P,
+                   const ValVector &V) : BB(B), Pred(P), Values(V) {}
+    BasicBlock *BB;
+    BasicBlock *Pred;
+    ValVector Values;
+    
+    void swap(RenamePassData &RHS) {
+      std::swap(BB, RHS.BB);
+      std::swap(Pred, RHS.Pred);
+      Values.swap(RHS.Values);
+    }
+  };
+
+  struct VISIBILITY_HIDDEN PromoteMem2Reg {
+    /// Allocas - The alloca instructions being promoted.
+    ///
     std::vector<AllocaInst*> Allocas;
+    SmallVector<AllocaInst*, 16> &RetryList;
     DominatorTree &DT;
     DominanceFrontier &DF;
-    const TargetData &TD;
-
-    // AllocaLookup - Reverse mapping of Allocas
-    std::map<AllocaInst*, unsigned>  AllocaLookup;
 
-    // NewPhiNodes - The PhiNodes we're adding.
-    std::map<BasicBlock*, std::vector<PHINode*> > NewPhiNodes;
+    /// AST - An AliasSetTracker object to update.  If null, don't update it.
+    ///
+    AliasSetTracker *AST;
 
-    // Visited - The set of basic blocks the renamer has already visited.
-    std::set<BasicBlock*> Visited;
+    /// AllocaLookup - Reverse mapping of Allocas.
+    ///
+    std::map<AllocaInst*, unsigned>  AllocaLookup;
 
-    // BBNumbers - Contains a stable numbering of basic blocks to avoid
-    // non-determinstic behavior.
-    StableBasicBlockNumbering BBNumbers;
+    /// NewPhiNodes - The PhiNodes we're adding.
+    ///
+    DenseMap<std::pair<BasicBlock*, unsigned>, PHINode*> NewPhiNodes;
+    
+    /// PhiToAllocaMap - For each PHI node, keep track of which entry in Allocas
+    /// it corresponds to.
+    DenseMap<PHINode*, unsigned> PhiToAllocaMap;
+    
+    /// PointerAllocaValues - If we are updating an AliasSetTracker, then for
+    /// each alloca that is of pointer type, we keep track of what to copyValue
+    /// to the inserted PHI nodes here.
+    ///
+    std::vector<Value*> PointerAllocaValues;
+
+    /// Visited - The set of basic blocks the renamer has already visited.
+    ///
+    SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> Visited;
+
+    /// BBNumbers - Contains a stable numbering of basic blocks to avoid
+    /// non-determinstic behavior.
+    DenseMap<BasicBlock*, unsigned> BBNumbers;
 
   public:
-    PromoteMem2Reg(const std::vector<AllocaInst*> &A, DominatorTree &dt,
-                   DominanceFrontier &df, const TargetData &td)
-      : Allocas(A), DT(dt), DF(df), TD(td) {}
+    PromoteMem2Reg(const std::vector<AllocaInst*> &A,
+                   SmallVector<AllocaInst*, 16> &Retry, DominatorTree &dt,
+                   DominanceFrontier &df, AliasSetTracker *ast)
+      : Allocas(A), RetryList(Retry), DT(dt), DF(df), AST(ast) {}
 
     void run();
 
+    /// properlyDominates - Return true if I1 properly dominates I2.
+    ///
+    bool properlyDominates(Instruction *I1, Instruction *I2) const {
+      if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I1))
+        I1 = II->getNormalDest()->begin();
+      return DT.properlyDominates(I1->getParent(), I2->getParent());
+    }
+    
+    /// dominates - Return true if BB1 dominates BB2 using the DominatorTree.
+    ///
+    bool dominates(BasicBlock *BB1, BasicBlock *BB2) const {
+      return DT.dominates(BB1, BB2);
+    }
+
   private:
+    void RemoveFromAllocasList(unsigned &AllocaIdx) {
+      Allocas[AllocaIdx] = Allocas.back();
+      Allocas.pop_back();
+      --AllocaIdx;
+    }
+    
+    void RewriteSingleStoreAlloca(AllocaInst *AI, AllocaInfo &Info);
+
     void MarkDominatingPHILive(BasicBlock *BB, unsigned AllocaNum,
-                               std::set<PHINode*> &DeadPHINodes);
-    void PromoteLocallyUsedAlloca(BasicBlock *BB, AllocaInst *AI);
-    void PromoteLocallyUsedAllocas(BasicBlock *BB, 
+                               SmallPtrSet<PHINode*, 16> &DeadPHINodes);
+    bool PromoteLocallyUsedAlloca(BasicBlock *BB, AllocaInst *AI);
+    void PromoteLocallyUsedAllocas(BasicBlock *BB,
                                    const std::vector<AllocaInst*> &AIs);
 
     void RenamePass(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
-                    std::vector<Value*> &IncVals);
+                    RenamePassData::ValVector &IncVals,
+                    std::vector<RenamePassData> &Worklist);
     bool QueuePhiNode(BasicBlock *BB, unsigned AllocaIdx, unsigned &Version,
-                      std::set<PHINode*> &InsertedPHINodes);
+                      SmallPtrSet<PHINode*, 16> &InsertedPHINodes);
+  };
+  
+  struct AllocaInfo {
+    std::vector<BasicBlock*> DefiningBlocks;
+    std::vector<BasicBlock*> UsingBlocks;
+    
+    StoreInst  *OnlyStore;
+    BasicBlock *OnlyBlock;
+    bool OnlyUsedInOneBlock;
+    
+    Value *AllocaPointerVal;
+    
+    void clear() {
+      DefiningBlocks.clear();
+      UsingBlocks.clear();
+      OnlyStore = 0;
+      OnlyBlock = 0;
+      OnlyUsedInOneBlock = true;
+      AllocaPointerVal = 0;
+    }
+    
+    /// AnalyzeAlloca - Scan the uses of the specified alloca, filling in our
+    /// ivars.
+    void AnalyzeAlloca(AllocaInst *AI) {
+      clear();
+      
+      // As we scan the uses of the alloca instruction, keep track of stores,
+      // and decide whether all of the loads and stores to the alloca are within
+      // the same basic block.
+      for (Value::use_iterator U = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
+           U != E; ++U){
+        Instruction *User = cast<Instruction>(*U);
+        if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
+          // Remember the basic blocks which define new values for the alloca
+          DefiningBlocks.push_back(SI->getParent());
+          AllocaPointerVal = SI->getOperand(0);
+          OnlyStore = SI;
+        } else {
+          LoadInst *LI = cast<LoadInst>(User);
+          // Otherwise it must be a load instruction, keep track of variable reads
+          UsingBlocks.push_back(LI->getParent());
+          AllocaPointerVal = LI;
+        }
+        
+        if (OnlyUsedInOneBlock) {
+          if (OnlyBlock == 0)
+            OnlyBlock = User->getParent();
+          else if (OnlyBlock != User->getParent())
+            OnlyUsedInOneBlock = false;
+        }
+      }
+    }
   };
+
 }  // end of anonymous namespace
 
+
 void PromoteMem2Reg::run() {
   Function &F = *DF.getRoot()->getParent();
 
@@ -166,136 +246,78 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
   // that are live in a single basic block by the basic block they are live in.
   std::map<BasicBlock*, std::vector<AllocaInst*> > LocallyUsedAllocas;
 
+  if (AST) PointerAllocaValues.resize(Allocas.size());
+
+  AllocaInfo Info;
 
   for (unsigned AllocaNum = 0; AllocaNum != Allocas.size(); ++AllocaNum) {
     AllocaInst *AI = Allocas[AllocaNum];
 
-    assert(isAllocaPromotable(AI, TD) &&
+    assert(isAllocaPromotable(AI) &&
            "Cannot promote non-promotable alloca!");
     assert(AI->getParent()->getParent() == &F &&
            "All allocas should be in the same function, which is same as DF!");
 
     if (AI->use_empty()) {
       // If there are no uses of the alloca, just delete it now.
-      AI->getParent()->getInstList().erase(AI);
+      if (AST) AST->deleteValue(AI);
+      AI->eraseFromParent();
 
       // Remove the alloca from the Allocas list, since it has been processed
-      Allocas[AllocaNum] = Allocas.back();
-      Allocas.pop_back();
-      --AllocaNum;
+      RemoveFromAllocasList(AllocaNum);
+      ++NumDeadAlloca;
       continue;
     }
-
+    
     // Calculate the set of read and write-locations for each alloca.  This is
     // analogous to finding the 'uses' and 'definitions' of each variable.
-    std::vector<BasicBlock*> DefiningBlocks;
-    std::vector<BasicBlock*> UsingBlocks;
-
-    BasicBlock *OnlyBlock = 0;
-    bool OnlyUsedInOneBlock = true;
-
-    // As we scan the uses of the alloca instruction, keep track of stores, and
-    // decide whether all of the loads and stores to the alloca are within the
-    // same basic block.
-  RestartUseScan:
-    for (Value::use_iterator U =AI->use_begin(), E = AI->use_end(); U != E;++U){
-      Instruction *User = cast<Instruction>(*U);
-      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
-        // Remember the basic blocks which define new values for the alloca
-        DefiningBlocks.push_back(SI->getParent());
-      } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
-        // Otherwise it must be a load instruction, keep track of variable reads
-        UsingBlocks.push_back(LI->getParent());
-      } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(User)) {
-        // Because of the restrictions we placed on Select instruction uses
-        // above things are very simple.  Transform the PHI of addresses into a
-        // select of loaded values.
-        LoadInst *Load = cast<LoadInst>(SI->use_back());
-        std::string LoadName = Load->getName(); Load->setName("");
-
-        Value *TrueVal = new LoadInst(SI->getOperand(1), 
-                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val", SI);
-        Value *FalseVal = new LoadInst(SI->getOperand(2), 
-                                       SI->getOperand(2)->getName()+".val", SI);
-
-        Value *NewSI = new SelectInst(SI->getOperand(0), TrueVal,
-                                      FalseVal, Load->getName(), SI);
-        Load->replaceAllUsesWith(NewSI);
-        Load->getParent()->getInstList().erase(Load);
-        SI->getParent()->getInstList().erase(SI);
-
-        // Restart our scan of uses...
-        DefiningBlocks.clear();
-        UsingBlocks.clear();
-        goto RestartUseScan;
-      } else {
-        // Because of the restrictions we placed on PHI node uses above, the PHI
-        // node reads the block in any using predecessors.  Transform the PHI of
-        // addresses into a PHI of loaded values.
-        PHINode *PN = cast<PHINode>(User);
-        assert(PN->hasOneUse() && "Cannot handle PHI Node with != 1 use!");
-        LoadInst *PNUser = cast<LoadInst>(PN->use_back());
-        std::string PNUserName = PNUser->getName(); PNUser->setName("");
-
-        // Create the new PHI node and insert load instructions as appropriate.
-        PHINode *NewPN = new PHINode(AI->getAllocatedType(), PNUserName, PN);
-        std::map<BasicBlock*, LoadInst*> NewLoads;
-        for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-          BasicBlock *Pred = PN->getIncomingBlock(i);
-          LoadInst *&NewLoad = NewLoads[Pred];
-          if (NewLoad == 0)  // Insert the new load in the predecessor
-            NewLoad = new LoadInst(PN->getIncomingValue(i),
-                                   PN->getIncomingValue(i)->getName()+".val",
-                                   Pred->getTerminator());
-          NewPN->addIncoming(NewLoad, Pred);
-        }
-
-        // Remove the old load.
-        PNUser->replaceAllUsesWith(NewPN);
-        PNUser->getParent()->getInstList().erase(PNUser);
-
-        // Remove the old PHI node.
-        PN->getParent()->getInstList().erase(PN);
-
-        // Restart our scan of uses...
-        DefiningBlocks.clear();
-        UsingBlocks.clear();
-        goto RestartUseScan;
-      }
-
-      if (OnlyUsedInOneBlock) {
-        if (OnlyBlock == 0)
-          OnlyBlock = User->getParent();
-        else if (OnlyBlock != User->getParent())
-          OnlyUsedInOneBlock = false;
-      }
-    }
+    Info.AnalyzeAlloca(AI);
 
     // If the alloca is only read and written in one basic block, just perform a
     // linear sweep over the block to eliminate it.
-    if (OnlyUsedInOneBlock) {
-      LocallyUsedAllocas[OnlyBlock].push_back(AI);
+    if (Info.OnlyUsedInOneBlock) {
+      LocallyUsedAllocas[Info.OnlyBlock].push_back(AI);
 
       // Remove the alloca from the Allocas list, since it will be processed.
-      Allocas[AllocaNum] = Allocas.back();
-      Allocas.pop_back();
-      --AllocaNum;
+      RemoveFromAllocasList(AllocaNum);
       continue;
     }
 
+    // If there is only a single store to this value, replace any loads of
+    // it that are directly dominated by the definition with the value stored.
+    if (Info.DefiningBlocks.size() == 1) {
+      RewriteSingleStoreAlloca(AI, Info);
+
+      // Finally, after the scan, check to see if the store is all that is left.
+      if (Info.UsingBlocks.empty()) {
+        ++NumSingleStore;
+        // The alloca has been processed, move on.
+        RemoveFromAllocasList(AllocaNum);
+        continue;
+      }
+    }
+    
+    
+    if (AST)
+      PointerAllocaValues[AllocaNum] = Info.AllocaPointerVal;
+
     // If we haven't computed a numbering for the BB's in the function, do so
     // now.
-    BBNumbers.compute(F);
+    if (BBNumbers.empty()) {
+      unsigned ID = 0;
+      for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
+        BBNumbers[I] = ID++;
+    }
 
     // Compute the locations where PhiNodes need to be inserted.  Look at the
     // dominance frontier of EACH basic-block we have a write in.
     //
     unsigned CurrentVersion = 0;
-    std::set<PHINode*> InsertedPHINodes;
-    std::vector<unsigned> DFBlocks;
-    while (!DefiningBlocks.empty()) {
-      BasicBlock *BB = DefiningBlocks.back();
-      DefiningBlocks.pop_back();
+    SmallPtrSet<PHINode*, 16> InsertedPHINodes;
+    std::vector<std::pair<unsigned, BasicBlock*> > DFBlocks;
+    while (!Info.DefiningBlocks.empty()) {
+      BasicBlock *BB = Info.DefiningBlocks.back();
+      Info.DefiningBlocks.pop_back();
 
       // Look up the DF for this write, add it to PhiNodes
       DominanceFrontier::const_iterator it = DF.find(BB);
@@ -307,17 +329,17 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
         // (unspecified) ordering of basic blocks in the dominance frontier,
         // which would give PHI nodes non-determinstic subscripts.  Fix this by
         // processing blocks in order of the occurance in the function.
-        for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator P = S.begin(),PE = S.end();
-             P != PE; ++P)
-          DFBlocks.push_back(BBNumbers.getNumber(*P));
+        for (DominanceFrontier::DomSetType::const_iterator P = S.begin(),
+             PE = S.end(); P != PE; ++P)
+          DFBlocks.push_back(std::make_pair(BBNumbers[*P], *P));
 
         // Sort by which the block ordering in the function.
         std::sort(DFBlocks.begin(), DFBlocks.end());
 
         for (unsigned i = 0, e = DFBlocks.size(); i != e; ++i) {
-          BasicBlock *BB = BBNumbers.getBlock(DFBlocks[i]);
+          BasicBlock *BB = DFBlocks[i].second;
           if (QueuePhiNode(BB, AllocaNum, CurrentVersion, InsertedPHINodes))
-            DefiningBlocks.push_back(BB);
+            Info.DefiningBlocks.push_back(BB);
         }
         DFBlocks.clear();
       }
@@ -330,47 +352,46 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
     // marked alive because of loads which are dominated by stores, but there
     // will be no unmarked PHI nodes which are actually used.
     //
-    for (unsigned i = 0, e = UsingBlocks.size(); i != e; ++i)
-      MarkDominatingPHILive(UsingBlocks[i], AllocaNum, InsertedPHINodes);
-    UsingBlocks.clear();
+    for (unsigned i = 0, e = Info.UsingBlocks.size(); i != e; ++i)
+      MarkDominatingPHILive(Info.UsingBlocks[i], AllocaNum, InsertedPHINodes);
+    Info.UsingBlocks.clear();
 
     // If there are any PHI nodes which are now known to be dead, remove them!
-    for (std::set<PHINode*>::iterator I = InsertedPHINodes.begin(),
+    for (SmallPtrSet<PHINode*, 16>::iterator I = InsertedPHINodes.begin(),
            E = InsertedPHINodes.end(); I != E; ++I) {
       PHINode *PN = *I;
-      std::vector<PHINode*> &BBPNs = NewPhiNodes[PN->getParent()];
-      BBPNs[AllocaNum] = 0;
-
-      // Check to see if we just removed the last inserted PHI node from this
-      // basic block.  If so, remove the entry for the basic block.
-      bool HasOtherPHIs = false;
-      for (unsigned i = 0, e = BBPNs.size(); i != e; ++i)
-        if (BBPNs[i]) {
-          HasOtherPHIs = true;
-          break;
-        }
-      if (!HasOtherPHIs)
-        NewPhiNodes.erase(PN->getParent());
-
-      PN->getParent()->getInstList().erase(PN);      
+      bool Erased=NewPhiNodes.erase(std::make_pair(PN->getParent(), AllocaNum));
+      Erased=Erased;
+      assert(Erased && "PHI already removed?");
+      
+      if (AST && isa<PointerType>(PN->getType()))
+        AST->deleteValue(PN);
+      PN->eraseFromParent();
+      PhiToAllocaMap.erase(PN);
     }
 
-    // Keep the reverse mapping of the 'Allocas' array. 
+    // Keep the reverse mapping of the 'Allocas' array.
     AllocaLookup[Allocas[AllocaNum]] = AllocaNum;
   }
-  
+
   // Process all allocas which are only used in a single basic block.
   for (std::map<BasicBlock*, std::vector<AllocaInst*> >::iterator I =
          LocallyUsedAllocas.begin(), E = LocallyUsedAllocas.end(); I != E; ++I){
-    const std::vector<AllocaInst*> &Allocas = I->second;
-    assert(!Allocas.empty() && "empty alloca list??");
+    const std::vector<AllocaInst*> &LocAllocas = I->second;
+    assert(!LocAllocas.empty() && "empty alloca list??");
 
     // It's common for there to only be one alloca in the list.  Handle it
     // efficiently.
-    if (Allocas.size() == 1)
-      PromoteLocallyUsedAlloca(I->first, Allocas[0]);
-    else
-      PromoteLocallyUsedAllocas(I->first, Allocas);
+    if (LocAllocas.size() == 1) {
+      // If we can do the quick promotion pass, do so now.
+      if (PromoteLocallyUsedAlloca(I->first, LocAllocas[0]))
+        RetryList.push_back(LocAllocas[0]);  // Failed, retry later.
+    } else {
+      // Locally promote anything possible.  Note that if this is unable to
+      // promote a particular alloca, it puts the alloca onto the Allocas vector
+      // for global processing.
+      PromoteLocallyUsedAllocas(I->first, LocAllocas);
+    }
   }
 
   if (Allocas.empty())
@@ -380,19 +401,27 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
   // the alloca's.  We do this in case there is a load of a value that has not
   // been stored yet.  In this case, it will get this null value.
   //
-  std::vector<Value *> Values(Allocas.size());
+  RenamePassData::ValVector Values(Allocas.size());
   for (unsigned i = 0, e = Allocas.size(); i != e; ++i)
-    Values[i] = Constant::getNullValue(Allocas[i]->getAllocatedType());
+    Values[i] = UndefValue::get(Allocas[i]->getAllocatedType());
 
   // Walks all basic blocks in the function performing the SSA rename algorithm
   // and inserting the phi nodes we marked as necessary
   //
-  RenamePass(F.begin(), 0, Values);
-
+  std::vector<RenamePassData> RenamePassWorkList;
+  RenamePassWorkList.push_back(RenamePassData(F.begin(), 0, Values));
+  while (!RenamePassWorkList.empty()) {
+    RenamePassData RPD;
+    RPD.swap(RenamePassWorkList.back());
+    RenamePassWorkList.pop_back();
+    // RenamePass may add new worklist entries.
+    RenamePass(RPD.BB, RPD.Pred, RPD.Values, RenamePassWorkList);
+  }
+  
   // The renamer uses the Visited set to avoid infinite loops.  Clear it now.
   Visited.clear();
 
-  // Remove the allocas themselves from the function...
+  // Remove the allocas themselves from the function.
   for (unsigned i = 0, e = Allocas.size(); i != e; ++i) {
     Instruction *A = Allocas[i];
 
@@ -401,62 +430,153 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
     // Just delete the users now.
     //
     if (!A->use_empty())
-      A->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(A->getType()));
-    A->getParent()->getInstList().erase(A);
+      A->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(A->getType()));
+    if (AST) AST->deleteValue(A);
+    A->eraseFromParent();
   }
 
+  
+  // Loop over all of the PHI nodes and see if there are any that we can get
+  // rid of because they merge all of the same incoming values.  This can
+  // happen due to undef values coming into the PHI nodes.  This process is
+  // iterative, because eliminating one PHI node can cause others to be removed.
+  bool EliminatedAPHI = true;
+  while (EliminatedAPHI) {
+    EliminatedAPHI = false;
+    
+    for (DenseMap<std::pair<BasicBlock*, unsigned>, PHINode*>::iterator I =
+           NewPhiNodes.begin(), E = NewPhiNodes.end(); I != E;) {
+      PHINode *PN = I->second;
+      
+      // If this PHI node merges one value and/or undefs, get the value.
+      if (Value *V = PN->hasConstantValue(true)) {
+        if (!isa<Instruction>(V) ||
+            properlyDominates(cast<Instruction>(V), PN)) {
+          if (AST && isa<PointerType>(PN->getType()))
+            AST->deleteValue(PN);
+          PN->replaceAllUsesWith(V);
+          PN->eraseFromParent();
+          NewPhiNodes.erase(I++);
+          EliminatedAPHI = true;
+          continue;
+        }
+      }
+      ++I;
+    }
+  }
+  
   // At this point, the renamer has added entries to PHI nodes for all reachable
-  // code.  Unfortunately, there may be blocks which are not reachable, which
-  // the renamer hasn't traversed.  If this is the case, the PHI nodes may not
+  // code.  Unfortunately, there may be unreachable blocks which the renamer
+  // hasn't traversed.  If this is the case, the PHI nodes may not
   // have incoming values for all predecessors.  Loop over all PHI nodes we have
-  // created, inserting null constants if they are missing any incoming values.
+  // created, inserting undef values if they are missing any incoming values.
   //
-  for (std::map<BasicBlock*, std::vector<PHINode *> >::iterator I = 
+  for (DenseMap<std::pair<BasicBlock*, unsigned>, PHINode*>::iterator I =
          NewPhiNodes.begin(), E = NewPhiNodes.end(); I != E; ++I) {
+    // We want to do this once per basic block.  As such, only process a block
+    // when we find the PHI that is the first entry in the block.
+    PHINode *SomePHI = I->second;
+    BasicBlock *BB = SomePHI->getParent();
+    if (&BB->front() != SomePHI)
+      continue;
 
-    std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(I->first), pred_end(I->first));
-    std::vector<PHINode*> &PNs = I->second;
-    assert(!PNs.empty() && "Empty PHI node list??");
+    // Count the number of preds for BB.
+    SmallVector<BasicBlock*, 16> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
 
     // Only do work here if there the PHI nodes are missing incoming values.  We
     // know that all PHI nodes that were inserted in a block will have the same
-    // number of incoming values, so we can just check any PHI node.
-    PHINode *FirstPHI;
-    for (unsigned i = 0; (FirstPHI = PNs[i]) == 0; ++i)
-      /*empty*/;
-
-    if (Preds.size() != FirstPHI->getNumIncomingValues()) {
-      // Ok, now we know that all of the PHI nodes are missing entries for some
-      // basic blocks.  Start by sorting the incoming predecessors for efficient
-      // access.
-      std::sort(Preds.begin(), Preds.end());
-
-      // Now we loop through all BB's which have entries in FirstPHI and remove
-      // them from the Preds list.
-      for (unsigned i = 0, e = FirstPHI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-        // Do a log(n) search of the Preds list for the entry we want.
-        std::vector<BasicBlock*>::iterator EntIt =
-          std::lower_bound(Preds.begin(), Preds.end(),
-                           FirstPHI->getIncomingBlock(i));
-        assert(EntIt != Preds.end() && *EntIt == FirstPHI->getIncomingBlock(i)&&
-               "PHI node has entry for a block which is not a predecessor!");
-
-        // Remove the entry
-        Preds.erase(EntIt);
-      }
+    // number of incoming values, so we can just check any of them.
+    if (SomePHI->getNumIncomingValues() == Preds.size())
+      continue;
+    
+    // Ok, now we know that all of the PHI nodes are missing entries for some
+    // basic blocks.  Start by sorting the incoming predecessors for efficient
+    // access.
+    std::sort(Preds.begin(), Preds.end());
+    
+    // Now we loop through all BB's which have entries in SomePHI and remove
+    // them from the Preds list.
+    for (unsigned i = 0, e = SomePHI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+      // Do a log(n) search of the Preds list for the entry we want.
+      SmallVector<BasicBlock*, 16>::iterator EntIt =
+        std::lower_bound(Preds.begin(), Preds.end(),
+                         SomePHI->getIncomingBlock(i));
+      assert(EntIt != Preds.end() && *EntIt == SomePHI->getIncomingBlock(i)&&
+             "PHI node has entry for a block which is not a predecessor!");
+
+      // Remove the entry
+      Preds.erase(EntIt);
+    }
+
+    // At this point, the blocks left in the preds list must have dummy
+    // entries inserted into every PHI nodes for the block.  Update all the phi
+    // nodes in this block that we are inserting (there could be phis before
+    // mem2reg runs).
+    unsigned NumBadPreds = SomePHI->getNumIncomingValues();
+    BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
+    while ((SomePHI = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) &&
+           SomePHI->getNumIncomingValues() == NumBadPreds) {
+      Value *UndefVal = UndefValue::get(SomePHI->getType());
+      for (unsigned pred = 0, e = Preds.size(); pred != e; ++pred)
+        SomePHI->addIncoming(UndefVal, Preds[pred]);
+    }
+  }
+        
+  NewPhiNodes.clear();
+}
+
 
-      // At this point, the blocks left in the preds list must have dummy
-      // entries inserted into every PHI nodes for the block.
-      for (unsigned i = 0, e = PNs.size(); i != e; ++i)
-        if (PHINode *PN = PNs[i]) {
-          Value *NullVal = Constant::getNullValue(PN->getType());
-          for (unsigned pred = 0, e = Preds.size(); pred != e; ++pred)
-            PN->addIncoming(NullVal, Preds[pred]);
+/// RewriteSingleStoreAlloca - If there is only a single store to this value,
+/// replace any loads of it that are directly dominated by the definition with
+/// the value stored.
+void PromoteMem2Reg::RewriteSingleStoreAlloca(AllocaInst *AI,
+                                              AllocaInfo &Info) {
+  // Be aware of loads before the store.
+  std::set<BasicBlock*> ProcessedBlocks;
+  for (unsigned i = 0, e = Info.UsingBlocks.size(); i != e; ++i) {
+    // If the store dominates the block and if we haven't processed it yet,
+    // do so now.
+    if (!dominates(Info.OnlyStore->getParent(), Info.UsingBlocks[i]))
+      continue;
+    
+    if (!ProcessedBlocks.insert(Info.UsingBlocks[i]).second)
+      continue;
+    
+    BasicBlock *UseBlock = Info.UsingBlocks[i];
+    
+    // If the use and store are in the same block, do a quick scan to
+    // verify that there are no uses before the store.
+    if (UseBlock == Info.OnlyStore->getParent()) {
+      BasicBlock::iterator I = UseBlock->begin();
+      for (; &*I != Info.OnlyStore; ++I) { // scan block for store.
+        if (isa<LoadInst>(I) && I->getOperand(0) == AI)
+          break;
+      }
+      if (&*I != Info.OnlyStore) break;  // Do not handle this case.
+    }
+    
+    // Otherwise, if this is a different block or if all uses happen
+    // after the store, do a simple linear scan to replace loads with
+    // the stored value.
+    for (BasicBlock::iterator I = UseBlock->begin(),E = UseBlock->end();
+         I != E; ) {
+      if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I++)) {
+        if (LI->getOperand(0) == AI) {
+          LI->replaceAllUsesWith(Info.OnlyStore->getOperand(0));
+          if (AST && isa<PointerType>(LI->getType()))
+            AST->deleteValue(LI);
+          LI->eraseFromParent();
         }
+      }
     }
+    
+    // Finally, remove this block from the UsingBlock set.
+    Info.UsingBlocks[i] = Info.UsingBlocks.back();
+    --i; --e;
   }
 }
 
+
 // MarkDominatingPHILive - Mem2Reg wants to construct "pruned" SSA form, not
 // "minimal" SSA form.  To do this, it inserts all of the PHI nodes on the IDF
 // as usual (inserting the PHI nodes in the DeadPHINodes set), then processes
@@ -466,24 +586,21 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
 // DeadPHINodes set are removed.
 //
 void PromoteMem2Reg::MarkDominatingPHILive(BasicBlock *BB, unsigned AllocaNum,
-                                           std::set<PHINode*> &DeadPHINodes) {
+                                      SmallPtrSet<PHINode*, 16> &DeadPHINodes) {
   // Scan the immediate dominators of this block looking for a block which has a
   // PHI node for Alloca num.  If we find it, mark the PHI node as being alive!
-  for (DominatorTree::Node *N = DT[BB]; N; N = N->getIDom()) {
-    BasicBlock *DomBB = N->getBlock();
-    std::map<BasicBlock*, std::vector<PHINode*> >::iterator
-      I = NewPhiNodes.find(DomBB);
-    if (I != NewPhiNodes.end() && I->second[AllocaNum]) {
+  DomTreeNode *IDomNode = DT.getNode(BB);
+  for (DomTreeNode *IDom = IDomNode; IDom; IDom = IDom->getIDom()) {
+    BasicBlock *DomBB = IDom->getBlock();
+    DenseMap<std::pair<BasicBlock*, unsigned>, PHINode*>::iterator
+      I = NewPhiNodes.find(std::make_pair(DomBB, AllocaNum));
+    if (I != NewPhiNodes.end()) {
       // Ok, we found an inserted PHI node which dominates this value.
-      PHINode *DominatingPHI = I->second[AllocaNum];
-
-      // Find out if we previously thought it was dead.
-      std::set<PHINode*>::iterator DPNI = DeadPHINodes.find(DominatingPHI);
-      if (DPNI != DeadPHINodes.end()) {
-        // Ok, until now, we thought this PHI node was dead.  Mark it as being
-        // alive/needed.
-        DeadPHINodes.erase(DPNI);
+      PHINode *DominatingPHI = I->second;
 
+      // Find out if we previously thought it was dead.  If so, mark it as being
+      // live by removing it from the DeadPHINodes set.
+      if (DeadPHINodes.erase(DominatingPHI)) {
         // Now that we have marked the PHI node alive, also mark any PHI nodes
         // which it might use as being alive as well.
         for (pred_iterator PI = pred_begin(DomBB), PE = pred_end(DomBB);
@@ -499,7 +616,16 @@ void PromoteMem2Reg::MarkDominatingPHILive(BasicBlock *BB, unsigned AllocaNum,
 /// potentially useless PHI nodes by just performing a single linear pass over
 /// the basic block using the Alloca.
 ///
-void PromoteMem2Reg::PromoteLocallyUsedAlloca(BasicBlock *BB, AllocaInst *AI) {
+/// If we cannot promote this alloca (because it is read before it is written),
+/// return true.  This is necessary in cases where, due to control flow, the
+/// alloca is potentially undefined on some control flow paths.  e.g. code like
+/// this is potentially correct:
+///
+///   for (...) { if (c) { A = undef; undef = B; } }
+///
+/// ... so long as A is not used before undef is set.
+///
+bool PromoteMem2Reg::PromoteLocallyUsedAlloca(BasicBlock *BB, AllocaInst *AI) {
   assert(!AI->use_empty() && "There are no uses of the alloca!");
 
   // Handle degenerate cases quickly.
@@ -507,22 +633,28 @@ void PromoteMem2Reg::PromoteLocallyUsedAlloca(BasicBlock *BB, AllocaInst *AI) {
     Instruction *U = cast<Instruction>(AI->use_back());
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U)) {
       // Must be a load of uninitialized value.
-      LI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(AI->getAllocatedType()));
+      LI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(AI->getAllocatedType()));
+      if (AST && isa<PointerType>(LI->getType()))
+        AST->deleteValue(LI);
     } else {
       // Otherwise it must be a store which is never read.
       assert(isa<StoreInst>(U));
     }
     BB->getInstList().erase(U);
   } else {
-    // Uses of the uninitialized memory location shall get zero...
-    Value *CurVal = Constant::getNullValue(AI->getAllocatedType());
-  
+    // Uses of the uninitialized memory location shall get undef.
+    Value *CurVal = 0;
+
     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
       Instruction *Inst = I++;
       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
         if (LI->getOperand(0) == AI) {
+          if (!CurVal) return true;  // Could not locally promote!
+
           // Loads just returns the "current value"...
           LI->replaceAllUsesWith(CurVal);
+          if (AST && isa<PointerType>(LI->getType()))
+            AST->deleteValue(LI);
           BB->getInstList().erase(LI);
         }
       } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
@@ -538,7 +670,11 @@ void PromoteMem2Reg::PromoteLocallyUsedAlloca(BasicBlock *BB, AllocaInst *AI) {
   // After traversing the basic block, there should be no more uses of the
   // alloca, remove it now.
   assert(AI->use_empty() && "Uses of alloca from more than one BB??");
+  if (AST) AST->deleteValue(AI);
   AI->getParent()->getInstList().erase(AI);
+  
+  ++NumLocalPromoted;
+  return false;
 }
 
 /// PromoteLocallyUsedAllocas - This method is just like
@@ -559,11 +695,19 @@ PromoteLocallyUsedAllocas(BasicBlock *BB, const std::vector<AllocaInst*> &AIs) {
       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(LI->getOperand(0))) {
         std::map<AllocaInst*, Value*>::iterator AIt = CurValues.find(AI);
         if (AIt != CurValues.end()) {
-          // Loads just returns the "current value"...
-          if (AIt->second == 0)   // Uninitialized value??
-            AIt->second =Constant::getNullValue(AIt->first->getAllocatedType());
-          LI->replaceAllUsesWith(AIt->second);
-          BB->getInstList().erase(LI);
+          // If loading an uninitialized value, allow the inter-block case to
+          // handle it.  Due to control flow, this might actually be ok.
+          if (AIt->second == 0) {  // Use of locally uninitialized value??
+            RetryList.push_back(AI);   // Retry elsewhere.
+            CurValues.erase(AIt);   // Stop tracking this here.
+            if (CurValues.empty()) return;
+          } else {
+            // Loads just returns the "current value"...
+            LI->replaceAllUsesWith(AIt->second);
+            if (AST && isa<PointerType>(LI->getType()))
+              AST->deleteValue(LI);
+            BB->getInstList().erase(LI);
+          }
         }
       }
     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
@@ -586,20 +730,25 @@ PromoteLocallyUsedAllocas(BasicBlock *BB, const std::vector<AllocaInst*> &AIs) {
 //
 bool PromoteMem2Reg::QueuePhiNode(BasicBlock *BB, unsigned AllocaNo,
                                   unsigned &Version,
-                                  std::set<PHINode*> &InsertedPHINodes) {
-  // Look up the basic-block in question
-  std::vector<PHINode*> &BBPNs = NewPhiNodes[BB];
-  if (BBPNs.empty()) BBPNs.resize(Allocas.size());
+                                  SmallPtrSet<PHINode*, 16> &InsertedPHINodes) {
+  // Look up the basic-block in question.
+  PHINode *&PN = NewPhiNodes[std::make_pair(BB, AllocaNo)];
 
   // If the BB already has a phi node added for the i'th alloca then we're done!
-  if (BBPNs[AllocaNo]) return false;
+  if (PN) return false;
 
   // Create a PhiNode using the dereferenced type... and add the phi-node to the
   // BasicBlock.
-  BBPNs[AllocaNo] = new PHINode(Allocas[AllocaNo]->getAllocatedType(),
-                                Allocas[AllocaNo]->getName() + "." +
-                                        utostr(Version++), BB->begin());
-  InsertedPHINodes.insert(BBPNs[AllocaNo]);
+  PN = new PHINode(Allocas[AllocaNo]->getAllocatedType(),
+                   Allocas[AllocaNo]->getName() + "." +
+                   utostr(Version++), BB->begin());
+  PhiToAllocaMap[PN] = AllocaNo;
+  
+  InsertedPHINodes.insert(PN);
+
+  if (AST && isa<PointerType>(PN->getType()))
+    AST->copyValue(PointerAllocaValues[AllocaNo], PN);
+
   return true;
 }
 
@@ -609,29 +758,67 @@ bool PromoteMem2Reg::QueuePhiNode(BasicBlock *BB, unsigned AllocaNo,
 // value each Alloca contains on exit from the predecessor block Pred.
 //
 void PromoteMem2Reg::RenamePass(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
-                                std::vector<Value*> &IncomingVals) {
-
-  // If this BB needs a PHI node, update the PHI node for each variable we need
-  // PHI nodes for.
-  std::map<BasicBlock*, std::vector<PHINode *> >::iterator
-    BBPNI = NewPhiNodes.find(BB);
-  if (BBPNI != NewPhiNodes.end()) {
-    std::vector<PHINode *> &BBPNs = BBPNI->second;
-    for (unsigned k = 0; k != BBPNs.size(); ++k)
-      if (PHINode *PN = BBPNs[k]) {
-        // Add this incoming value to the PHI node.
-        PN->addIncoming(IncomingVals[k], Pred);
-
-        // The currently active variable for this block is now the PHI.
-        IncomingVals[k] = PN;
+                                RenamePassData::ValVector &IncomingVals,
+                                std::vector<RenamePassData> &Worklist) {
+  // If we are inserting any phi nodes into this BB, they will already be in the
+  // block.
+  if (PHINode *APN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
+    // Pred may have multiple edges to BB.  If so, we want to add N incoming
+    // values to each PHI we are inserting on the first time we see the edge.
+    // Check to see if APN already has incoming values from Pred.  This also
+    // prevents us from modifying PHI nodes that are not currently being
+    // inserted.
+    bool HasPredEntries = false;
+    for (unsigned i = 0, e = APN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+      if (APN->getIncomingBlock(i) == Pred) {
+        HasPredEntries = true;
+        break;
+      }
+    }
+    
+    // If we have PHI nodes to update, compute the number of edges from Pred to
+    // BB.
+    if (!HasPredEntries) {
+      TerminatorInst *PredTerm = Pred->getTerminator();
+      unsigned NumEdges = 0;
+      for (unsigned i = 0, e = PredTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
+        if (PredTerm->getSuccessor(i) == BB)
+          ++NumEdges;
       }
+      assert(NumEdges && "Must be at least one edge from Pred to BB!");
+      
+      // Add entries for all the phis.
+      BasicBlock::iterator PNI = BB->begin();
+      do {
+        unsigned AllocaNo = PhiToAllocaMap[APN];
+        
+        // Add N incoming values to the PHI node.
+        for (unsigned i = 0; i != NumEdges; ++i)
+          APN->addIncoming(IncomingVals[AllocaNo], Pred);
+        
+        // The currently active variable for this block is now the PHI.
+        IncomingVals[AllocaNo] = APN;
+        
+        // Get the next phi node.
+        ++PNI;
+        APN = dyn_cast<PHINode>(PNI);
+        if (APN == 0) break;
+        
+        // Verify it doesn't already have entries for Pred.  If it does, it is
+        // not being inserted by this mem2reg invocation.
+        HasPredEntries = false;
+        for (unsigned i = 0, e = APN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+          if (APN->getIncomingBlock(i) == Pred) {
+            HasPredEntries = true;
+            break;
+          }
+        }
+      } while (!HasPredEntries);
+    }
   }
-
-  // don't revisit nodes
-  if (Visited.count(BB)) return;
   
-  // mark as visited
-  Visited.insert(BB);
+  // Don't revisit blocks.
+  if (!Visited.insert(BB)) return;
 
   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(); !isa<TerminatorInst>(II); ) {
     Instruction *I = II++; // get the instruction, increment iterator
@@ -644,6 +831,8 @@ void PromoteMem2Reg::RenamePass(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
 
           // walk the use list of this load and replace all uses with r
           LI->replaceAllUsesWith(V);
+          if (AST && isa<PointerType>(LI->getType()))
+            AST->deleteValue(LI);
           BB->getInstList().erase(LI);
         }
       }
@@ -663,10 +852,8 @@ void PromoteMem2Reg::RenamePass(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
 
   // Recurse to our successors.
   TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
-  for (unsigned i = 0; i != TI->getNumSuccessors(); i++) {
-    std::vector<Value*> OutgoingVals(IncomingVals);
-    RenamePass(TI->getSuccessor(i), BB, OutgoingVals);
-  }
+  for (unsigned i = 0; i != TI->getNumSuccessors(); i++)
+    Worklist.push_back(RenamePassData(TI->getSuccessor(i), BB, IncomingVals));
 }
 
 /// PromoteMemToReg - Promote the specified list of alloca instructions into
@@ -674,10 +861,35 @@ void PromoteMem2Reg::RenamePass(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
 /// use of DominanceFrontier information.  This function does not modify the CFG
 /// of the function at all.  All allocas must be from the same function.
 ///
+/// If AST is specified, the specified tracker is updated to reflect changes
+/// made to the IR.
+///
 void llvm::PromoteMemToReg(const std::vector<AllocaInst*> &Allocas,
                            DominatorTree &DT, DominanceFrontier &DF,
-                           const TargetData &TD) {
+                           AliasSetTracker *AST) {
   // If there is nothing to do, bail out...
   if (Allocas.empty()) return;
-  PromoteMem2Reg(Allocas, DT, DF, TD).run();
+
+  SmallVector<AllocaInst*, 16> RetryList;
+  PromoteMem2Reg(Allocas, RetryList, DT, DF, AST).run();
+
+  // PromoteMem2Reg may not have been able to promote all of the allocas in one
+  // pass, run it again if needed.
+  std::vector<AllocaInst*> NewAllocas;
+  while (!RetryList.empty()) {
+    // If we need to retry some allocas, this is due to there being no store
+    // before a read in a local block.  To counteract this, insert a store of
+    // undef into the alloca right after the alloca itself.
+    for (unsigned i = 0, e = RetryList.size(); i != e; ++i) {
+      BasicBlock::iterator BBI = RetryList[i];
+
+      new StoreInst(UndefValue::get(RetryList[i]->getAllocatedType()),
+                    RetryList[i], ++BBI);
+    }
+
+    NewAllocas.assign(RetryList.begin(), RetryList.end());
+    RetryList.clear();
+    PromoteMem2Reg(NewAllocas, RetryList, DT, DF, AST).run();
+    NewAllocas.clear();
+  }
 }