[SROA] Fix PR24463, a crash I introduced in SROA by allowing it to
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / SROA.cpp
index a7c1dc14713d5391657342f54b45e26b1cb68886..cd9f8bfaa683e957fb4266f69b952e20596ce4f8 100644 (file)
@@ -28,7 +28,7 @@
 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/Analysis/AssumptionTracker.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
 #include "llvm/Analysis/PtrUseVisitor.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
@@ -55,7 +55,6 @@
 #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
@@ -77,11 +76,6 @@ STATISTIC(NumLoadsSpeculated, "Number of loads speculated to allow promotion");
 STATISTIC(NumDeleted, "Number of instructions deleted");
 STATISTIC(NumVectorized, "Number of vectorized aggregates");
 
-/// Hidden option to force the pass to not use DomTree and mem2reg, instead
-/// forming SSA values through the SSAUpdater infrastructure.
-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",
@@ -237,6 +231,22 @@ public:
   const_iterator end() const { return Slices.end(); }
   /// @}
 
+  /// \brief Erase a range of slices.
+  void erase(iterator Start, iterator Stop) { Slices.erase(Start, Stop); }
+
+  /// \brief Insert new slices for this alloca.
+  ///
+  /// This moves the slices into the alloca's slices collection, and re-sorts
+  /// everything so that the usual ordering properties of the alloca's slices
+  /// hold.
+  void insert(ArrayRef<Slice> NewSlices) {
+    int OldSize = Slices.size();
+    Slices.append(NewSlices.begin(), NewSlices.end());
+    auto SliceI = Slices.begin() + OldSize;
+    std::sort(SliceI, Slices.end());
+    std::inplace_merge(Slices.begin(), SliceI, Slices.end());
+  }
+
   // Forward declare an iterator to befriend it.
   class partition_iterator;
 
@@ -254,14 +264,15 @@ public:
     friend class AllocaSlices;
     friend class AllocaSlices::partition_iterator;
 
-    /// \brief The begining and ending offsets of the alloca for this partition.
+    /// \brief The beginning and ending offsets of the alloca for this
+    /// partition.
     uint64_t BeginOffset, EndOffset;
 
     /// \brief The start end end iterators of this partition.
     iterator SI, SJ;
 
-    /// \brief A collection of split slices.
-    SmallVector<Slice *, 4> SplitSlices;
+    /// \brief A collection of split slice tails overlapping the partition.
+    SmallVector<Slice *, 4> SplitTails;
 
     /// \brief Raw constructor builds an empty partition starting and ending at
     /// the given iterator.
@@ -290,16 +301,25 @@ public:
     /// a region occupied by split slices.
     bool empty() const { return SI == SJ; }
 
-    /// \name Iterate contained slices.
-    /// All of these slices are fully contained in the partition. They may be
-    /// splittable or unsplittable.
+    /// \name Iterate slices that start within the partition.
+    /// These may be splittable or unsplittable. They have a begin offset >= the
+    /// partition begin offset.
     /// @{
+    // FIXME: We should probably define a "concat_iterator" helper and use that
+    // to stitch together pointee_iterators over the split tails and the
+    // contiguous iterators of the partition. That would give a much nicer
+    // interface here. We could then additionally expose filtered iterators for
+    // split, unsplit, and unsplittable splices based on the usage patterns.
     iterator begin() const { return SI; }
     iterator end() const { return SJ; }
     /// @}
 
-    /// \brief Get the sequence of split slices.
-    ArrayRef<Slice *> splitSlices() const { return SplitSlices; }
+    /// \brief Get the sequence of split slice tails.
+    ///
+    /// These tails are of slices which start before this partition but are
+    /// split and overlap into the partition. We accumulate these while forming
+    /// partitions.
+    ArrayRef<Slice *> splitSliceTails() const { return SplitTails; }
   };
 
   /// \brief An iterator over partitions of the alloca's slices.
@@ -341,30 +361,30 @@ public:
     ///
     /// Requires that the iterator not be at the end of the slices.
     void advance() {
-      assert((P.SI != SE || !P.SplitSlices.empty()) &&
+      assert((P.SI != SE || !P.SplitTails.empty()) &&
              "Cannot advance past the end of the slices!");
 
       // Clear out any split uses which have ended.
-      if (!P.SplitSlices.empty()) {
+      if (!P.SplitTails.empty()) {
         if (P.EndOffset >= MaxSplitSliceEndOffset) {
           // If we've finished all splits, this is easy.
-          P.SplitSlices.clear();
+          P.SplitTails.clear();
           MaxSplitSliceEndOffset = 0;
         } else {
           // Remove the uses which have ended in the prior partition. This
           // cannot change the max split slice end because we just checked that
           // the prior partition ended prior to that max.
-          P.SplitSlices.erase(
+          P.SplitTails.erase(
               std::remove_if(
-                  P.SplitSlices.begin(), P.SplitSlices.end(),
+                  P.SplitTails.begin(), P.SplitTails.end(),
                   [&](Slice *S) { return S->endOffset() <= P.EndOffset; }),
-              P.SplitSlices.end());
-          assert(std::any_of(P.SplitSlices.begin(), P.SplitSlices.end(),
+              P.SplitTails.end());
+          assert(std::any_of(P.SplitTails.begin(), P.SplitTails.end(),
                              [&](Slice *S) {
                                return S->endOffset() == MaxSplitSliceEndOffset;
                              }) &&
                  "Could not find the current max split slice offset!");
-          assert(std::all_of(P.SplitSlices.begin(), P.SplitSlices.end(),
+          assert(std::all_of(P.SplitTails.begin(), P.SplitTails.end(),
                              [&](Slice *S) {
                                return S->endOffset() <= MaxSplitSliceEndOffset;
                              }) &&
@@ -375,7 +395,7 @@ public:
       // If P.SI is already at the end, then we've cleared the split tail and
       // now have an end iterator.
       if (P.SI == SE) {
-        assert(P.SplitSlices.empty() && "Failed to clear the split slices!");
+        assert(P.SplitTails.empty() && "Failed to clear the split slices!");
         return;
       }
 
@@ -386,7 +406,7 @@ public:
         // partition into the split list.
         for (Slice &S : P)
           if (S.isSplittable() && S.endOffset() > P.EndOffset) {
-            P.SplitSlices.push_back(&S);
+            P.SplitTails.push_back(&S);
             MaxSplitSliceEndOffset =
                 std::max(S.endOffset(), MaxSplitSliceEndOffset);
           }
@@ -404,7 +424,7 @@ public:
         // If the we have split slices and the next slice is after a gap and is
         // not splittable immediately form an empty partition for the split
         // slices up until the next slice begins.
-        if (!P.SplitSlices.empty() && P.SI->beginOffset() != P.EndOffset &&
+        if (!P.SplitTails.empty() && P.SI->beginOffset() != P.EndOffset &&
             !P.SI->isSplittable()) {
           P.BeginOffset = P.EndOffset;
           P.EndOffset = P.SI->beginOffset();
@@ -414,10 +434,10 @@ public:
 
       // OK, we need to consume new slices. Set the end offset based on the
       // current slice, and step SJ past it. The beginning offset of the
-      // parttion is the beginning offset of the next slice unless we have
+      // partition is the beginning offset of the next slice unless we have
       // pre-existing split slices that are continuing, in which case we begin
       // at the prior end offset.
-      P.BeginOffset = P.SplitSlices.empty() ? P.SI->beginOffset() : P.EndOffset;
+      P.BeginOffset = P.SplitTails.empty() ? P.SI->beginOffset() : P.EndOffset;
       P.EndOffset = P.SI->endOffset();
       ++P.SJ;
 
@@ -468,17 +488,17 @@ public:
              "End iterators don't match between compared partition iterators!");
 
       // The observed positions of partitions is marked by the P.SI iterator and
-      // the emptyness of the split slices. The latter is only relevant when
+      // the emptiness of the split slices. The latter is only relevant when
       // P.SI == SE, as the end iterator will additionally have an empty split
       // slices list, but the prior may have the same P.SI and a tail of split
       // slices.
       if (P.SI == RHS.P.SI &&
-          P.SplitSlices.empty() == RHS.P.SplitSlices.empty()) {
+          P.SplitTails.empty() == RHS.P.SplitTails.empty()) {
         assert(P.SJ == RHS.P.SJ &&
                "Same set of slices formed two different sized partitions!");
-        assert(P.SplitSlices.size() == RHS.P.SplitSlices.size() &&
+        assert(P.SplitTails.size() == RHS.P.SplitTails.size() &&
                "Same slice position with differently sized non-empty split "
-               "slices sets!");
+               "slice tails!");
         return true;
       }
       return false;
@@ -676,6 +696,7 @@ private:
       // by writing out the code here where we have tho underlying allocation
       // size readily available.
       APInt GEPOffset = Offset;
+      const DataLayout &DL = GEPI.getModule()->getDataLayout();
       for (gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPI),
                              GTE = gep_type_end(GEPI);
            GTI != GTE; ++GTI) {
@@ -710,16 +731,10 @@ private:
 
   void handleLoadOrStore(Type *Ty, Instruction &I, const APInt &Offset,
                          uint64_t Size, bool IsVolatile) {
-    // We allow splitting of loads and stores where the type is an integer type
-    // and cover the entire alloca. This prevents us from splitting over
-    // eagerly.
-    // FIXME: In the great blue eventually, we should eagerly split all integer
-    // loads and stores, and then have a separate step that merges adjacent
-    // alloca partitions into a single partition suitable for integer widening.
-    // Or we should skip the merge step and rely on GVN and other passes to
-    // merge adjacent loads and stores that survive mem2reg.
-    bool IsSplittable =
-        Ty->isIntegerTy() && !IsVolatile && Offset == 0 && Size >= AllocSize;
+    // We allow splitting of non-volatile loads and stores where the type is an
+    // integer type. These may be used to implement 'memcpy' or other "transfer
+    // of bits" patterns.
+    bool IsSplittable = Ty->isIntegerTy() && !IsVolatile;
 
     insertUse(I, Offset, Size, IsSplittable);
   }
@@ -731,6 +746,7 @@ private:
     if (!IsOffsetKnown)
       return PI.setAborted(&LI);
 
+    const DataLayout &DL = LI.getModule()->getDataLayout();
     uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(LI.getType());
     return handleLoadOrStore(LI.getType(), LI, Offset, Size, LI.isVolatile());
   }
@@ -742,6 +758,7 @@ private:
     if (!IsOffsetKnown)
       return PI.setAborted(&SI);
 
+    const DataLayout &DL = SI.getModule()->getDataLayout();
     uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(ValOp->getType());
 
     // If this memory access can be shown to *statically* extend outside the
@@ -879,6 +896,7 @@ private:
     SmallVector<std::pair<Instruction *, Instruction *>, 4> Uses;
     Visited.insert(Root);
     Uses.push_back(std::make_pair(cast<Instruction>(*U), Root));
+    const DataLayout &DL = Root->getModule()->getDataLayout();
     // If there are no loads or stores, the access is dead. We mark that as
     // a size zero access.
     Size = 0;
@@ -1013,6 +1031,7 @@ AllocaSlices::AllocaSlices(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI)
 void AllocaSlices::print(raw_ostream &OS, const_iterator I,
                          StringRef Indent) const {
   printSlice(OS, I, Indent);
+  OS << "\n";
   printUse(OS, I, Indent);
 }
 
@@ -1020,7 +1039,7 @@ void AllocaSlices::printSlice(raw_ostream &OS, const_iterator I,
                               StringRef Indent) const {
   OS << Indent << "[" << I->beginOffset() << "," << I->endOffset() << ")"
      << " slice #" << (I - begin())
-     << (I->isSplittable() ? " (splittable)" : "") << "\n";
+     << (I->isSplittable() ? " (splittable)" : "");
 }
 
 void AllocaSlices::printUse(raw_ostream &OS, const_iterator I,
@@ -1048,109 +1067,6 @@ LLVM_DUMP_METHOD void AllocaSlices::dump() const { print(dbgs()); }
 
 #endif // !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 
-namespace {
-/// \brief Implementation of LoadAndStorePromoter for promoting allocas.
-///
-/// This subclass of LoadAndStorePromoter adds overrides to handle promoting
-/// the loads and stores of an alloca instruction, as well as updating its
-/// debug information. This is used when a domtree is unavailable and thus
-/// mem2reg in its full form can't be used to handle promotion of allocas to
-/// scalar values.
-class AllocaPromoter : public LoadAndStorePromoter {
-  AllocaInst &AI;
-  DIBuilder &DIB;
-
-  SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> DDIs;
-  SmallVector<DbgValueInst *, 4> DVIs;
-
-public:
-  AllocaPromoter(const SmallVectorImpl<Instruction *> &Insts, SSAUpdater &S,
-                 AllocaInst &AI, DIBuilder &DIB)
-      : LoadAndStorePromoter(Insts, S), AI(AI), DIB(DIB) {}
-
-  void run(const SmallVectorImpl<Instruction *> &Insts) {
-    // Retain the debug information attached to the alloca for use when
-    // rewriting loads and stores.
-    if (auto *L = LocalAsMetadata::getIfExists(&AI)) {
-      if (auto *DebugNode = MetadataAsValue::getIfExists(AI.getContext(), L)) {
-        for (User *U : DebugNode->users())
-          if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(U))
-            DDIs.push_back(DDI);
-          else if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(U))
-            DVIs.push_back(DVI);
-      }
-    }
-
-    LoadAndStorePromoter::run(Insts);
-
-    // 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();
-  }
-
-  bool
-  isInstInList(Instruction *I,
-               const SmallVectorImpl<Instruction *> &Insts) const override {
-    Value *Ptr;
-    if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
-      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).second);
-
-    return false;
-  }
-
-  void updateDebugInfo(Instruction *Inst) const override {
-    for (DbgDeclareInst *DDI : DDIs)
-      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))
-        ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
-      else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst))
-        ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
-    for (DbgValueInst *DVI : DVIs) {
-      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.
-        if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
-          Arg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
-        else if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
-          Arg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
-        if (!Arg)
-          Arg = SI->getValueOperand();
-      } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
-        Arg = LI->getPointerOperand();
-      } else {
-        continue;
-      }
-      Instruction *DbgVal =
-          DIB.insertDbgValueIntrinsic(Arg, 0, DIVariable(DVI->getVariable()),
-                                      DIExpression(DVI->getExpression()), Inst);
-      DbgVal->setDebugLoc(DVI->getDebugLoc());
-    }
-  }
-};
-} // end anon namespace
-
 namespace {
 /// \brief An optimization pass providing Scalar Replacement of Aggregates.
 ///
@@ -1171,12 +1087,9 @@ namespace {
 ///    this form. By doing so, it will enable promotion of vector aggregates to
 ///    SSA vector values.
 class SROA : public FunctionPass {
-  const bool RequiresDomTree;
-
   LLVMContext *C;
-  const DataLayout *DL;
   DominatorTree *DT;
-  AssumptionTracker *AT;
+  AssumptionCache *AC;
 
   /// \brief Worklist of alloca instructions to simplify.
   ///
@@ -1221,9 +1134,7 @@ class SROA : public FunctionPass {
   SetVector<SelectInst *, SmallVector<SelectInst *, 2>> SpeculatableSelects;
 
 public:
-  SROA(bool RequiresDomTree = true)
-      : FunctionPass(ID), RequiresDomTree(RequiresDomTree), C(nullptr),
-        DL(nullptr), DT(nullptr) {
+  SROA() : FunctionPass(ID), C(nullptr), DT(nullptr) {
     initializeSROAPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   }
   bool runOnFunction(Function &F) override;
@@ -1236,8 +1147,9 @@ private:
   friend class PHIOrSelectSpeculator;
   friend class AllocaSliceRewriter;
 
-  bool rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
-                        AllocaSlices::Partition &P);
+  bool presplitLoadsAndStores(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS);
+  AllocaInst *rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
+                               AllocaSlices::Partition &P);
   bool splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS);
   bool runOnAlloca(AllocaInst &AI);
   void clobberUse(Use &U);
@@ -1248,13 +1160,13 @@ private:
 
 char SROA::ID = 0;
 
-FunctionPass *llvm::createSROAPass(bool RequiresDomTree) {
-  return new SROA(RequiresDomTree);
+FunctionPass *llvm::createSROAPass() {
+  return new SROA();
 }
 
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SROA, "sroa", "Scalar Replacement Of Aggregates", false,
                       false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_END(SROA, "sroa", "Scalar Replacement Of Aggregates", false,
                     false)
@@ -1328,7 +1240,7 @@ static Type *findCommonType(AllocaSlices::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 = nullptr) {
+static bool isSafePHIToSpeculate(PHINode &PN) {
   // 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.
@@ -1360,6 +1272,8 @@ static bool isSafePHIToSpeculate(PHINode &PN, const DataLayout *DL = nullptr) {
   if (!HaveLoad)
     return false;
 
+  const DataLayout &DL = PN.getModule()->getDataLayout();
+
   // We can only transform this if it is safe to push the loads into the
   // predecessor blocks. The only thing to watch out for is that we can't put
   // a possibly trapping load in the predecessor if it is a critical edge.
@@ -1381,8 +1295,8 @@ static bool isSafePHIToSpeculate(PHINode &PN, const DataLayout *DL = nullptr) {
     // If this pointer is always safe to load, or if we can prove that there
     // is already a load in the block, then we can move the load to the pred
     // block.
-    if (InVal->isDereferenceablePointer(DL) ||
-        isSafeToLoadUnconditionally(InVal, TI, MaxAlign, DL))
+    if (isDereferenceablePointer(InVal, DL) ||
+        isSafeToLoadUnconditionally(InVal, TI, MaxAlign))
       continue;
 
     return false;
@@ -1447,12 +1361,12 @@ 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 = nullptr) {
+static bool isSafeSelectToSpeculate(SelectInst &SI) {
   Value *TValue = SI.getTrueValue();
   Value *FValue = SI.getFalseValue();
-  bool TDerefable = TValue->isDereferenceablePointer(DL);
-  bool FDerefable = FValue->isDereferenceablePointer(DL);
+  const DataLayout &DL = SI.getModule()->getDataLayout();
+  bool TDerefable = isDereferenceablePointer(TValue, DL);
+  bool FDerefable = isDereferenceablePointer(FValue, DL);
 
   for (User *U : SI.users()) {
     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U);
@@ -1463,10 +1377,10 @@ static bool isSafeSelectToSpeculate(SelectInst &SI,
     // absolutely (e.g. allocas) or at this point because we can see other
     // accesses to it.
     if (!TDerefable &&
-        !isSafeToLoadUnconditionally(TValue, LI, LI->getAlignment(), DL))
+        !isSafeToLoadUnconditionally(TValue, LI, LI->getAlignment()))
       return false;
     if (!FDerefable &&
-        !isSafeToLoadUnconditionally(FValue, LI, LI->getAlignment(), DL))
+        !isSafeToLoadUnconditionally(FValue, LI, LI->getAlignment()))
       return false;
   }
 
@@ -1526,7 +1440,8 @@ static Value *buildGEP(IRBuilderTy &IRB, Value *BasePtr,
   if (Indices.size() == 1 && cast<ConstantInt>(Indices.back())->isZero())
     return BasePtr;
 
-  return IRB.CreateInBoundsGEP(BasePtr, Indices, NamePrefix + "sroa_idx");
+  return IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, BasePtr, Indices,
+                               NamePrefix + "sroa_idx");
 }
 
 /// \brief Get a natural GEP off of the BasePtr walking through Ty toward
@@ -1706,8 +1621,9 @@ static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL, Value *Ptr,
 
   // 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.
+  // fall back to it, so keep it and the base it was computed from around here.
   Value *OffsetPtr = nullptr;
+  Value *OffsetBasePtr;
 
   // Remember any i8 pointer we come across to re-use if we need to do a raw
   // byte offset.
@@ -1732,16 +1648,19 @@ static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL, Value *Ptr,
     Indices.clear();
     if (Value *P = getNaturalGEPWithOffset(IRB, DL, Ptr, Offset, TargetTy,
                                            Indices, NamePrefix)) {
-      if (P->getType() == PointerTy) {
-        // Zap any offset pointer that we ended up computing in previous rounds.
-        if (OffsetPtr && OffsetPtr->use_empty())
-          if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(OffsetPtr))
-            I->eraseFromParent();
+      // If we have a new natural pointer at the offset, clear out any old
+      // offset pointer we computed. Unless it is the base pointer or
+      // a non-instruction, we built a GEP we don't need. Zap it.
+      if (OffsetPtr && OffsetPtr != OffsetBasePtr)
+        if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(OffsetPtr)) {
+          assert(I->use_empty() && "Built a GEP with uses some how!");
+          I->eraseFromParent();
+        }
+      OffsetPtr = P;
+      OffsetBasePtr = Ptr;
+      // If we also found a pointer of the right type, we're done.
+      if (P->getType() == PointerTy)
         return P;
-      }
-      if (!OffsetPtr) {
-        OffsetPtr = P;
-      }
     }
 
     // Stash this pointer if we've found an i8*.
@@ -1773,7 +1692,8 @@ static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL, Value *Ptr,
 
     OffsetPtr = Int8PtrOffset == 0
                     ? Int8Ptr
-                    : IRB.CreateInBoundsGEP(Int8Ptr, IRB.getInt(Int8PtrOffset),
+                    : IRB.CreateInBoundsGEP(IRB.getInt8Ty(), Int8Ptr,
+                                            IRB.getInt(Int8PtrOffset),
                                             NamePrefix + "sroa_raw_idx");
   }
   Ptr = OffsetPtr;
@@ -1785,6 +1705,27 @@ static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL, Value *Ptr,
   return Ptr;
 }
 
+/// \brief Compute the adjusted alignment for a load or store from an offset.
+static unsigned getAdjustedAlignment(Instruction *I, uint64_t Offset,
+                                     const DataLayout &DL) {
+  unsigned Alignment;
+  Type *Ty;
+  if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
+    Alignment = LI->getAlignment();
+    Ty = LI->getType();
+  } else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
+    Alignment = SI->getAlignment();
+    Ty = SI->getValueOperand()->getType();
+  } else {
+    llvm_unreachable("Only loads and stores are allowed!");
+  }
+
+  if (!Alignment)
+    Alignment = DL.getABITypeAlignment(Ty);
+
+  return MinAlign(Alignment, Offset);
+}
+
 /// \brief Test whether we can convert a value from the old to the new type.
 ///
 /// This predicate should be used to guard calls to convertValue in order to
@@ -1794,10 +1735,17 @@ static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL, Value *Ptr,
 static bool canConvertValue(const DataLayout &DL, Type *OldTy, Type *NewTy) {
   if (OldTy == NewTy)
     return true;
-  if (IntegerType *OldITy = dyn_cast<IntegerType>(OldTy))
-    if (IntegerType *NewITy = dyn_cast<IntegerType>(NewTy))
-      if (NewITy->getBitWidth() >= OldITy->getBitWidth())
-        return true;
+
+  // For integer types, we can't handle any bit-width differences. This would
+  // break both vector conversions with extension and introduce endianness
+  // issues when in conjunction with loads and stores.
+  if (isa<IntegerType>(OldTy) && isa<IntegerType>(NewTy)) {
+    assert(cast<IntegerType>(OldTy)->getBitWidth() !=
+               cast<IntegerType>(NewTy)->getBitWidth() &&
+           "We can't have the same bitwidth for different int types");
+    return false;
+  }
+
   if (DL.getTypeSizeInBits(NewTy) != DL.getTypeSizeInBits(OldTy))
     return false;
   if (!NewTy->isSingleValueType() || !OldTy->isSingleValueType())
@@ -1832,10 +1780,8 @@ static Value *convertValue(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *V,
   if (OldTy == NewTy)
     return V;
 
-  if (IntegerType *OldITy = dyn_cast<IntegerType>(OldTy))
-    if (IntegerType *NewITy = dyn_cast<IntegerType>(NewTy))
-      if (NewITy->getBitWidth() > OldITy->getBitWidth())
-        return IRB.CreateZExt(V, NewITy);
+  assert(!(isa<IntegerType>(OldTy) && isa<IntegerType>(NewTy)) &&
+         "Integer types must be the exact same to convert.");
 
   // See if we need inttoptr for this type pair. A cast involving both scalars
   // and vectors requires and additional bitcast.
@@ -1876,21 +1822,21 @@ static Value *convertValue(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *V,
 
 /// \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
+/// This function is called to test each entry in a partition which is slated
 /// for a single slice.
-static bool
-isVectorPromotionViableForSlice(const DataLayout &DL, uint64_t SliceBeginOffset,
-                                uint64_t SliceEndOffset, VectorType *Ty,
-                                uint64_t ElementSize, const Slice &S) {
+static bool isVectorPromotionViableForSlice(AllocaSlices::Partition &P,
+                                            const Slice &S, VectorType *Ty,
+                                            uint64_t ElementSize,
+                                            const DataLayout &DL) {
   // First validate the slice offsets.
   uint64_t BeginOffset =
-      std::max(S.beginOffset(), SliceBeginOffset) - SliceBeginOffset;
+      std::max(S.beginOffset(), P.beginOffset()) - P.beginOffset();
   uint64_t BeginIndex = BeginOffset / ElementSize;
   if (BeginIndex * ElementSize != BeginOffset ||
       BeginIndex >= Ty->getNumElements())
     return false;
   uint64_t EndOffset =
-      std::min(S.endOffset(), SliceEndOffset) - SliceBeginOffset;
+      std::min(S.endOffset(), P.endOffset()) - P.beginOffset();
   uint64_t EndIndex = EndOffset / ElementSize;
   if (EndIndex * ElementSize != EndOffset || EndIndex > Ty->getNumElements())
     return false;
@@ -1922,7 +1868,7 @@ isVectorPromotionViableForSlice(const DataLayout &DL, uint64_t SliceBeginOffset,
     if (LI->isVolatile())
       return false;
     Type *LTy = LI->getType();
-    if (SliceBeginOffset > S.beginOffset() || SliceEndOffset < S.endOffset()) {
+    if (P.beginOffset() > S.beginOffset() || P.endOffset() < S.endOffset()) {
       assert(LTy->isIntegerTy());
       LTy = SplitIntTy;
     }
@@ -1932,7 +1878,7 @@ isVectorPromotionViableForSlice(const DataLayout &DL, uint64_t SliceBeginOffset,
     if (SI->isVolatile())
       return false;
     Type *STy = SI->getValueOperand()->getType();
-    if (SliceBeginOffset > S.beginOffset() || SliceEndOffset < S.endOffset()) {
+    if (P.beginOffset() > S.beginOffset() || P.endOffset() < S.endOffset()) {
       assert(STy->isIntegerTy());
       STy = SplitIntTy;
     }
@@ -1954,11 +1900,8 @@ isVectorPromotionViableForSlice(const DataLayout &DL, uint64_t SliceBeginOffset,
 /// 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 VectorType *
-isVectorPromotionViable(const DataLayout &DL, uint64_t SliceBeginOffset,
-                        uint64_t SliceEndOffset,
-                        AllocaSlices::const_range Slices,
-                        ArrayRef<AllocaSlices::iterator> SplitUses) {
+static VectorType *isVectorPromotionViable(AllocaSlices::Partition &P,
+                                           const DataLayout &DL) {
   // Collect the candidate types for vector-based promotion. Also track whether
   // we have different element types.
   SmallVector<VectorType *, 4> CandidateTys;
@@ -1974,9 +1917,9 @@ isVectorPromotionViable(const DataLayout &DL, uint64_t SliceBeginOffset,
     }
   };
   // Consider any loads or stores that are the exact size of the slice.
-  for (const auto &S : Slices)
-    if (S.beginOffset() == SliceBeginOffset &&
-        S.endOffset() == SliceEndOffset) {
+  for (const Slice &S : P)
+    if (S.beginOffset() == P.beginOffset() &&
+        S.endOffset() == P.endOffset()) {
       if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(S.getUse()->getUser()))
         CheckCandidateType(LI->getType());
       else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(S.getUse()->getUser()))
@@ -2043,14 +1986,12 @@ isVectorPromotionViable(const DataLayout &DL, uint64_t SliceBeginOffset,
            "vector size not a multiple of element size?");
     ElementSize /= 8;
 
-    for (const auto &S : Slices)
-      if (!isVectorPromotionViableForSlice(DL, SliceBeginOffset, SliceEndOffset,
-                                           VTy, ElementSize, S))
+    for (const Slice &S : P)
+      if (!isVectorPromotionViableForSlice(P, S, VTy, ElementSize, DL))
         return false;
 
-    for (const auto &SI : SplitUses)
-      if (!isVectorPromotionViableForSlice(DL, SliceBeginOffset, SliceEndOffset,
-                                           VTy, ElementSize, *SI))
+    for (const Slice *S : P.splitSliceTails())
+      if (!isVectorPromotionViableForSlice(P, *S, VTy, ElementSize, DL))
         return false;
 
     return true;
@@ -2066,16 +2007,18 @@ isVectorPromotionViable(const DataLayout &DL, uint64_t SliceBeginOffset,
 ///
 /// This implements the necessary checking for the \c isIntegerWideningViable
 /// test below on a single slice of the alloca.
-static bool isIntegerWideningViableForSlice(const DataLayout &DL,
-                                            Type *AllocaTy,
+static bool isIntegerWideningViableForSlice(const Slice &S,
                                             uint64_t AllocBeginOffset,
-                                            uint64_t Size, const Slice &S,
+                                            Type *AllocaTy,
+                                            const DataLayout &DL,
                                             bool &WholeAllocaOp) {
+  uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(AllocaTy);
+
   uint64_t RelBegin = S.beginOffset() - AllocBeginOffset;
   uint64_t RelEnd = S.endOffset() - AllocBeginOffset;
 
   // We can't reasonably handle cases where the load or store extends past
-  // the end of the aloca's type and into its padding.
+  // the end of the alloca's type and into its padding.
   if (RelEnd > Size)
     return false;
 
@@ -2084,6 +2027,9 @@ static bool isIntegerWideningViableForSlice(const DataLayout &DL,
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser())) {
     if (LI->isVolatile())
       return false;
+    // We can't handle loads that extend past the allocated memory.
+    if (DL.getTypeStoreSize(LI->getType()) > Size)
+      return false;
     // Note that we don't count vector loads or stores as whole-alloca
     // operations which enable integer widening because we would prefer to use
     // vector widening instead.
@@ -2102,6 +2048,9 @@ static bool isIntegerWideningViableForSlice(const DataLayout &DL,
     Type *ValueTy = SI->getValueOperand()->getType();
     if (SI->isVolatile())
       return false;
+    // We can't handle stores that extend past the allocated memory.
+    if (DL.getTypeStoreSize(ValueTy) > Size)
+      return false;
     // Note that we don't count vector loads or stores as whole-alloca
     // operations which enable integer widening because we would prefer to use
     // vector widening instead.
@@ -2138,11 +2087,8 @@ static bool isIntegerWideningViableForSlice(const DataLayout &DL,
 /// This is a quick test to check whether we can rewrite the integer loads and
 /// stores to a particular alloca into wider loads and stores and be able to
 /// promote the resulting alloca.
-static bool
-isIntegerWideningViable(const DataLayout &DL, Type *AllocaTy,
-                        uint64_t AllocBeginOffset,
-                        AllocaSlices::const_range Slices,
-                        ArrayRef<AllocaSlices::iterator> SplitUses) {
+static bool isIntegerWideningViable(AllocaSlices::Partition &P, Type *AllocaTy,
+                                    const DataLayout &DL) {
   uint64_t SizeInBits = DL.getTypeSizeInBits(AllocaTy);
   // Don't create integer types larger than the maximum bitwidth.
   if (SizeInBits > IntegerType::MAX_INT_BITS)
@@ -2160,24 +2106,24 @@ isIntegerWideningViable(const DataLayout &DL, Type *AllocaTy,
       !canConvertValue(DL, IntTy, AllocaTy))
     return false;
 
-  uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(AllocaTy);
-
   // While examining uses, we ensure that the alloca has a covering load or
   // store. We don't want to widen the integer operations only to fail to
   // promote due to some other unsplittable entry (which we may make splittable
   // later). However, if there are only splittable uses, go ahead and assume
   // that we cover the alloca.
+  // FIXME: We shouldn't consider split slices that happen to start in the
+  // partition here...
   bool WholeAllocaOp =
-      Slices.begin() != Slices.end() ? false : DL.isLegalInteger(SizeInBits);
+      P.begin() != P.end() ? false : DL.isLegalInteger(SizeInBits);
 
-  for (const auto &S : Slices)
-    if (!isIntegerWideningViableForSlice(DL, AllocaTy, AllocBeginOffset, Size,
-                                         S, WholeAllocaOp))
+  for (const Slice &S : P)
+    if (!isIntegerWideningViableForSlice(S, P.beginOffset(), AllocaTy, DL,
+                                         WholeAllocaOp))
       return false;
 
-  for (const auto &SI : SplitUses)
-    if (!isIntegerWideningViableForSlice(DL, AllocaTy, AllocBeginOffset, Size,
-                                         *SI, WholeAllocaOp))
+  for (const Slice *S : P.splitSliceTails())
+    if (!isIntegerWideningViableForSlice(*S, P.beginOffset(), AllocaTy, DL,
+                                         WholeAllocaOp))
       return false;
 
   return WholeAllocaOp;
@@ -2407,6 +2353,9 @@ public:
     IsSplittable = I->isSplittable();
     IsSplit =
         BeginOffset < NewAllocaBeginOffset || EndOffset > NewAllocaEndOffset;
+    DEBUG(dbgs() << "  rewriting " << (IsSplit ? "split " : ""));
+    DEBUG(AS.printSlice(dbgs(), I, ""));
+    DEBUG(dbgs() << "\n");
 
     // Compute the intersecting offset range.
     assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
@@ -2522,9 +2471,19 @@ private:
     V = convertValue(DL, IRB, V, IntTy);
     assert(NewBeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "Out of bounds offset");
     uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
-    if (Offset > 0 || NewEndOffset < NewAllocaEndOffset)
-      V = extractInteger(DL, IRB, V, cast<IntegerType>(LI.getType()), Offset,
-                         "extract");
+    if (Offset > 0 || NewEndOffset < NewAllocaEndOffset) {
+      IntegerType *ExtractTy = Type::getIntNTy(LI.getContext(), SliceSize * 8);
+      V = extractInteger(DL, IRB, V, ExtractTy, Offset, "extract");
+    }
+    // It is possible that the extracted type is not the load type. This
+    // happens if there is a load past the end of the alloca, and as
+    // a consequence the slice is narrower but still a candidate for integer
+    // lowering. To handle this case, we just zero extend the extracted
+    // integer.
+    assert(cast<IntegerType>(LI.getType())->getBitWidth() >= SliceSize * 8 &&
+           "Can only handle an extract for an overly wide load");
+    if (cast<IntegerType>(LI.getType())->getBitWidth() > SliceSize * 8)
+      V = IRB.CreateZExt(V, LI.getType());
     return V;
   }
 
@@ -2535,6 +2494,7 @@ private:
 
     Type *TargetTy = IsSplit ? Type::getIntNTy(LI.getContext(), SliceSize * 8)
                              : LI.getType();
+    const bool IsLoadPastEnd = DL.getTypeStoreSize(TargetTy) > SliceSize;
     bool IsPtrAdjusted = false;
     Value *V;
     if (VecTy) {
@@ -2542,14 +2502,36 @@ private:
     } else if (IntTy && LI.getType()->isIntegerTy()) {
       V = rewriteIntegerLoad(LI);
     } else if (NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
-               canConvertValue(DL, NewAllocaTy, LI.getType())) {
-      V = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), LI.isVolatile(),
-                                LI.getName());
+               NewEndOffset == NewAllocaEndOffset &&
+               (canConvertValue(DL, NewAllocaTy, TargetTy) ||
+                (IsLoadPastEnd && NewAllocaTy->isIntegerTy() &&
+                 TargetTy->isIntegerTy()))) {
+      LoadInst *NewLI = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(),
+                                              LI.isVolatile(), LI.getName());
+      if (LI.isVolatile())
+        NewLI->setAtomic(LI.getOrdering(), LI.getSynchScope());
+      V = NewLI;
+
+      // If this is an integer load past the end of the slice (which means the
+      // bytes outside the slice are undef or this load is dead) just forcibly
+      // fix the integer size with correct handling of endianness.
+      if (auto *AITy = dyn_cast<IntegerType>(NewAllocaTy))
+        if (auto *TITy = dyn_cast<IntegerType>(TargetTy))
+          if (AITy->getBitWidth() < TITy->getBitWidth()) {
+            V = IRB.CreateZExt(V, TITy, "load.ext");
+            if (DL.isBigEndian())
+              V = IRB.CreateShl(V, TITy->getBitWidth() - AITy->getBitWidth(),
+                                "endian_shift");
+          }
     } else {
       Type *LTy = TargetTy->getPointerTo();
-      V = IRB.CreateAlignedLoad(getNewAllocaSlicePtr(IRB, LTy),
-                                getSliceAlign(TargetTy), LI.isVolatile(),
-                                LI.getName());
+      LoadInst *NewLI = IRB.CreateAlignedLoad(getNewAllocaSlicePtr(IRB, LTy),
+                                              getSliceAlign(TargetTy),
+                                              LI.isVolatile(), LI.getName());
+      if (LI.isVolatile())
+        NewLI->setAtomic(LI.getOrdering(), LI.getSynchScope());
+
+      V = NewLI;
       IsPtrAdjusted = true;
     }
     V = convertValue(DL, IRB, V, TargetTy);
@@ -2571,7 +2553,8 @@ private:
       // LI only used for this computation.
       Value *Placeholder =
           new LoadInst(UndefValue::get(LI.getType()->getPointerTo()));
-      V = insertInteger(DL, IRB, Placeholder, V, NewBeginOffset, "insert");
+      V = insertInteger(DL, IRB, Placeholder, V, NewBeginOffset - BeginOffset,
+                        "insert");
       LI.replaceAllUsesWith(V);
       Placeholder->replaceAllUsesWith(&LI);
       delete Placeholder;
@@ -2650,7 +2633,8 @@ private:
                  DL.getTypeStoreSizeInBits(V->getType()) &&
              "Non-byte-multiple bit width");
       IntegerType *NarrowTy = Type::getIntNTy(SI.getContext(), SliceSize * 8);
-      V = extractInteger(DL, IRB, V, NarrowTy, NewBeginOffset, "extract");
+      V = extractInteger(DL, IRB, V, NarrowTy, NewBeginOffset - BeginOffset,
+                         "extract");
     }
 
     if (VecTy)
@@ -2658,10 +2642,25 @@ private:
     if (IntTy && V->getType()->isIntegerTy())
       return rewriteIntegerStore(V, SI);
 
+    const bool IsStorePastEnd = DL.getTypeStoreSize(V->getType()) > SliceSize;
     StoreInst *NewSI;
     if (NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
         NewEndOffset == NewAllocaEndOffset &&
-        canConvertValue(DL, V->getType(), NewAllocaTy)) {
+        (canConvertValue(DL, V->getType(), NewAllocaTy) ||
+         (IsStorePastEnd && NewAllocaTy->isIntegerTy() &&
+          V->getType()->isIntegerTy()))) {
+      // If this is an integer store past the end of slice (and thus the bytes
+      // past that point are irrelevant or this is unreachable), truncate the
+      // value prior to storing.
+      if (auto *VITy = dyn_cast<IntegerType>(V->getType()))
+        if (auto *AITy = dyn_cast<IntegerType>(NewAllocaTy))
+          if (VITy->getBitWidth() > AITy->getBitWidth()) {
+            if (DL.isBigEndian())
+              V = IRB.CreateLShr(V, VITy->getBitWidth() - AITy->getBitWidth(),
+                                 "endian_shift");
+            V = IRB.CreateTrunc(V, AITy, "load.trunc");
+          }
+
       V = convertValue(DL, IRB, V, NewAllocaTy);
       NewSI = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment(),
                                      SI.isVolatile());
@@ -2670,7 +2669,8 @@ private:
       NewSI = IRB.CreateAlignedStore(V, NewPtr, getSliceAlign(V->getType()),
                                      SI.isVolatile());
     }
-    (void)NewSI;
+    if (SI.isVolatile())
+      NewSI->setAtomic(SI.getOrdering(), SI.getSynchScope());
     Pass.DeadInsts.insert(&SI);
     deleteIfTriviallyDead(OldOp);
 
@@ -3200,7 +3200,8 @@ private:
     void emitFunc(Type *Ty, Value *&Agg, const Twine &Name) {
       assert(Ty->isSingleValueType());
       // Load the single value and insert it using the indices.
-      Value *GEP = IRB.CreateInBoundsGEP(Ptr, GEPIndices, Name + ".gep");
+      Value *GEP =
+          IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, Ptr, GEPIndices, Name + ".gep");
       Value *Load = IRB.CreateLoad(GEP, Name + ".load");
       Agg = IRB.CreateInsertValue(Agg, Load, Indices, Name + ".insert");
       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Load << "\n");
@@ -3233,7 +3234,7 @@ private:
       // Extract the single value and store it using the indices.
       Value *Store = IRB.CreateStore(
           IRB.CreateExtractValue(Agg, Indices, Name + ".extract"),
-          IRB.CreateInBoundsGEP(Ptr, GEPIndices, Name + ".gep"));
+          IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, Ptr, GEPIndices, Name + ".gep"));
       (void)Store;
       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
     }
@@ -3421,6 +3422,495 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty, uint64_t Offset,
   return SubTy;
 }
 
+/// \brief Pre-split loads and stores to simplify rewriting.
+///
+/// We want to break up the splittable load+store pairs as much as
+/// possible. This is important to do as a preprocessing step, as once we
+/// start rewriting the accesses to partitions of the alloca we lose the
+/// necessary information to correctly split apart paired loads and stores
+/// which both point into this alloca. The case to consider is something like
+/// the following:
+///
+///   %a = alloca [12 x i8]
+///   %gep1 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 0
+///   %gep2 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 4
+///   %gep3 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 8
+///   %iptr1 = bitcast i8* %gep1 to i64*
+///   %iptr2 = bitcast i8* %gep2 to i64*
+///   %fptr1 = bitcast i8* %gep1 to float*
+///   %fptr2 = bitcast i8* %gep2 to float*
+///   %fptr3 = bitcast i8* %gep3 to float*
+///   store float 0.0, float* %fptr1
+///   store float 1.0, float* %fptr2
+///   %v = load i64* %iptr1
+///   store i64 %v, i64* %iptr2
+///   %f1 = load float* %fptr2
+///   %f2 = load float* %fptr3
+///
+/// Here we want to form 3 partitions of the alloca, each 4 bytes large, and
+/// promote everything so we recover the 2 SSA values that should have been
+/// there all along.
+///
+/// \returns true if any changes are made.
+bool SROA::presplitLoadsAndStores(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS) {
+  DEBUG(dbgs() << "Pre-splitting loads and stores\n");
+
+  // Track the loads and stores which are candidates for pre-splitting here, in
+  // the order they first appear during the partition scan. These give stable
+  // iteration order and a basis for tracking which loads and stores we
+  // actually split.
+  SmallVector<LoadInst *, 4> Loads;
+  SmallVector<StoreInst *, 4> Stores;
+
+  // We need to accumulate the splits required of each load or store where we
+  // can find them via a direct lookup. This is important to cross-check loads
+  // and stores against each other. We also track the slice so that we can kill
+  // all the slices that end up split.
+  struct SplitOffsets {
+    Slice *S;
+    std::vector<uint64_t> Splits;
+  };
+  SmallDenseMap<Instruction *, SplitOffsets, 8> SplitOffsetsMap;
+
+  // Track loads out of this alloca which cannot, for any reason, be pre-split.
+  // This is important as we also cannot pre-split stores of those loads!
+  // FIXME: This is all pretty gross. It means that we can be more aggressive
+  // in pre-splitting when the load feeding the store happens to come from
+  // a separate alloca. Put another way, the effectiveness of SROA would be
+  // decreased by a frontend which just concatenated all of its local allocas
+  // into one big flat alloca. But defeating such patterns is exactly the job
+  // SROA is tasked with! Sadly, to not have this discrepancy we would have
+  // change store pre-splitting to actually force pre-splitting of the load
+  // that feeds it *and all stores*. That makes pre-splitting much harder, but
+  // maybe it would make it more principled?
+  SmallPtrSet<LoadInst *, 8> UnsplittableLoads;
+
+  DEBUG(dbgs() << "  Searching for candidate loads and stores\n");
+  for (auto &P : AS.partitions()) {
+    for (Slice &S : P) {
+      Instruction *I = cast<Instruction>(S.getUse()->getUser());
+      if (!S.isSplittable() ||S.endOffset() <= P.endOffset()) {
+        // If this was a load we have to track that it can't participate in any
+        // pre-splitting!
+        if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
+          UnsplittableLoads.insert(LI);
+        continue;
+      }
+      assert(P.endOffset() > S.beginOffset() &&
+             "Empty or backwards partition!");
+
+      // Determine if this is a pre-splittable slice.
+      if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
+        assert(!LI->isVolatile() && "Cannot split volatile loads!");
+
+        // The load must be used exclusively to store into other pointers for
+        // us to be able to arbitrarily pre-split it. The stores must also be
+        // simple to avoid changing semantics.
+        auto IsLoadSimplyStored = [](LoadInst *LI) {
+          for (User *LU : LI->users()) {
+            auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(LU);
+            if (!SI || !SI->isSimple())
+              return false;
+          }
+          return true;
+        };
+        if (!IsLoadSimplyStored(LI)) {
+          UnsplittableLoads.insert(LI);
+          continue;
+        }
+
+        Loads.push_back(LI);
+      } else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(S.getUse()->getUser())) {
+        if (!SI ||
+            S.getUse() != &SI->getOperandUse(SI->getPointerOperandIndex()))
+          continue;
+        auto *StoredLoad = dyn_cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
+        if (!StoredLoad || !StoredLoad->isSimple())
+          continue;
+        assert(!SI->isVolatile() && "Cannot split volatile stores!");
+
+        Stores.push_back(SI);
+      } else {
+        // Other uses cannot be pre-split.
+        continue;
+      }
+
+      // Record the initial split.
+      DEBUG(dbgs() << "    Candidate: " << *I << "\n");
+      auto &Offsets = SplitOffsetsMap[I];
+      assert(Offsets.Splits.empty() &&
+             "Should not have splits the first time we see an instruction!");
+      Offsets.S = &S;
+      Offsets.Splits.push_back(P.endOffset() - S.beginOffset());
+    }
+
+    // Now scan the already split slices, and add a split for any of them which
+    // we're going to pre-split.
+    for (Slice *S : P.splitSliceTails()) {
+      auto SplitOffsetsMapI =
+          SplitOffsetsMap.find(cast<Instruction>(S->getUse()->getUser()));
+      if (SplitOffsetsMapI == SplitOffsetsMap.end())
+        continue;
+      auto &Offsets = SplitOffsetsMapI->second;
+
+      assert(Offsets.S == S && "Found a mismatched slice!");
+      assert(!Offsets.Splits.empty() &&
+             "Cannot have an empty set of splits on the second partition!");
+      assert(Offsets.Splits.back() ==
+                 P.beginOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
+             "Previous split does not end where this one begins!");
+
+      // Record each split. The last partition's end isn't needed as the size
+      // of the slice dictates that.
+      if (S->endOffset() > P.endOffset())
+        Offsets.Splits.push_back(P.endOffset() - Offsets.S->beginOffset());
+    }
+  }
+
+  // We may have split loads where some of their stores are split stores. For
+  // such loads and stores, we can only pre-split them if their splits exactly
+  // match relative to their starting offset. We have to verify this prior to
+  // any rewriting.
+  Stores.erase(
+      std::remove_if(Stores.begin(), Stores.end(),
+                     [&UnsplittableLoads, &SplitOffsetsMap](StoreInst *SI) {
+                       // Lookup the load we are storing in our map of split
+                       // offsets.
+                       auto *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
+                       // If it was completely unsplittable, then we're done,
+                       // and this store can't be pre-split.
+                       if (UnsplittableLoads.count(LI))
+                         return true;
+
+                       auto LoadOffsetsI = SplitOffsetsMap.find(LI);
+                       if (LoadOffsetsI == SplitOffsetsMap.end())
+                         return false; // Unrelated loads are definitely safe.
+                       auto &LoadOffsets = LoadOffsetsI->second;
+
+                       // Now lookup the store's offsets.
+                       auto &StoreOffsets = SplitOffsetsMap[SI];
+
+                       // If the relative offsets of each split in the load and
+                       // store match exactly, then we can split them and we
+                       // don't need to remove them here.
+                       if (LoadOffsets.Splits == StoreOffsets.Splits)
+                         return false;
+
+                       DEBUG(dbgs()
+                             << "    Mismatched splits for load and store:\n"
+                             << "      " << *LI << "\n"
+                             << "      " << *SI << "\n");
+
+                       // We've found a store and load that we need to split
+                       // with mismatched relative splits. Just give up on them
+                       // and remove both instructions from our list of
+                       // candidates.
+                       UnsplittableLoads.insert(LI);
+                       return true;
+                     }),
+      Stores.end());
+  // Now we have to go *back* through all the stores, because a later store may
+  // have caused an earlier store's load to become unsplittable and if it is
+  // unsplittable for the later store, then we can't rely on it being split in
+  // the earlier store either.
+  Stores.erase(std::remove_if(Stores.begin(), Stores.end(),
+                              [&UnsplittableLoads](StoreInst *SI) {
+                                auto *LI =
+                                    cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
+                                return UnsplittableLoads.count(LI);
+                              }),
+               Stores.end());
+  // Once we've established all the loads that can't be split for some reason,
+  // filter any that made it into our list out.
+  Loads.erase(std::remove_if(Loads.begin(), Loads.end(),
+                             [&UnsplittableLoads](LoadInst *LI) {
+                               return UnsplittableLoads.count(LI);
+                             }),
+              Loads.end());
+
+
+  // If no loads or stores are left, there is no pre-splitting to be done for
+  // this alloca.
+  if (Loads.empty() && Stores.empty())
+    return false;
+
+  // From here on, we can't fail and will be building new accesses, so rig up
+  // an IR builder.
+  IRBuilderTy IRB(&AI);
+
+  // Collect the new slices which we will merge into the alloca slices.
+  SmallVector<Slice, 4> NewSlices;
+
+  // Track any allocas we end up splitting loads and stores for so we iterate
+  // on them.
+  SmallPtrSet<AllocaInst *, 4> ResplitPromotableAllocas;
+
+  // At this point, we have collected all of the loads and stores we can
+  // pre-split, and the specific splits needed for them. We actually do the
+  // splitting in a specific order in order to handle when one of the loads in
+  // the value operand to one of the stores.
+  //
+  // First, we rewrite all of the split loads, and just accumulate each split
+  // load in a parallel structure. We also build the slices for them and append
+  // them to the alloca slices.
+  SmallDenseMap<LoadInst *, std::vector<LoadInst *>, 1> SplitLoadsMap;
+  std::vector<LoadInst *> SplitLoads;
+  const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
+  for (LoadInst *LI : Loads) {
+    SplitLoads.clear();
+
+    IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(LI->getType());
+    uint64_t LoadSize = Ty->getBitWidth() / 8;
+    assert(LoadSize > 0 && "Cannot have a zero-sized integer load!");
+
+    auto &Offsets = SplitOffsetsMap[LI];
+    assert(LoadSize == Offsets.S->endOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
+           "Slice size should always match load size exactly!");
+    uint64_t BaseOffset = Offsets.S->beginOffset();
+    assert(BaseOffset + LoadSize > BaseOffset &&
+           "Cannot represent alloca access size using 64-bit integers!");
+
+    Instruction *BasePtr = cast<Instruction>(LI->getPointerOperand());
+    IRB.SetInsertPoint(BasicBlock::iterator(LI));
+
+    DEBUG(dbgs() << "  Splitting load: " << *LI << "\n");
+
+    uint64_t PartOffset = 0, PartSize = Offsets.Splits.front();
+    int Idx = 0, Size = Offsets.Splits.size();
+    for (;;) {
+      auto *PartTy = Type::getIntNTy(Ty->getContext(), PartSize * 8);
+      auto *PartPtrTy = PartTy->getPointerTo(LI->getPointerAddressSpace());
+      LoadInst *PLoad = IRB.CreateAlignedLoad(
+          getAdjustedPtr(IRB, DL, BasePtr,
+                         APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
+                         PartPtrTy, BasePtr->getName() + "."),
+          getAdjustedAlignment(LI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false,
+          LI->getName());
+
+      // Append this load onto the list of split loads so we can find it later
+      // to rewrite the stores.
+      SplitLoads.push_back(PLoad);
+
+      // Now build a new slice for the alloca.
+      NewSlices.push_back(
+          Slice(BaseOffset + PartOffset, BaseOffset + PartOffset + PartSize,
+                &PLoad->getOperandUse(PLoad->getPointerOperandIndex()),
+                /*IsSplittable*/ false));
+      DEBUG(dbgs() << "    new slice [" << NewSlices.back().beginOffset()
+                   << ", " << NewSlices.back().endOffset() << "): " << *PLoad
+                   << "\n");
+
+      // See if we've handled all the splits.
+      if (Idx >= Size)
+        break;
+
+      // Setup the next partition.
+      PartOffset = Offsets.Splits[Idx];
+      ++Idx;
+      PartSize = (Idx < Size ? Offsets.Splits[Idx] : LoadSize) - PartOffset;
+    }
+
+    // Now that we have the split loads, do the slow walk over all uses of the
+    // load and rewrite them as split stores, or save the split loads to use
+    // below if the store is going to be split there anyways.
+    bool DeferredStores = false;
+    for (User *LU : LI->users()) {
+      StoreInst *SI = cast<StoreInst>(LU);
+      if (!Stores.empty() && SplitOffsetsMap.count(SI)) {
+        DeferredStores = true;
+        DEBUG(dbgs() << "    Deferred splitting of store: " << *SI << "\n");
+        continue;
+      }
+
+      Value *StoreBasePtr = SI->getPointerOperand();
+      IRB.SetInsertPoint(BasicBlock::iterator(SI));
+
+      DEBUG(dbgs() << "    Splitting store of load: " << *SI << "\n");
+
+      for (int Idx = 0, Size = SplitLoads.size(); Idx < Size; ++Idx) {
+        LoadInst *PLoad = SplitLoads[Idx];
+        uint64_t PartOffset = Idx == 0 ? 0 : Offsets.Splits[Idx - 1];
+        auto *PartPtrTy =
+            PLoad->getType()->getPointerTo(SI->getPointerAddressSpace());
+
+        StoreInst *PStore = IRB.CreateAlignedStore(
+            PLoad, getAdjustedPtr(IRB, DL, StoreBasePtr,
+                                  APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
+                                  PartPtrTy, StoreBasePtr->getName() + "."),
+            getAdjustedAlignment(SI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false);
+        (void)PStore;
+        DEBUG(dbgs() << "      +" << PartOffset << ":" << *PStore << "\n");
+      }
+
+      // We want to immediately iterate on any allocas impacted by splitting
+      // this store, and we have to track any promotable alloca (indicated by
+      // a direct store) as needing to be resplit because it is no longer
+      // promotable.
+      if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(StoreBasePtr)) {
+        ResplitPromotableAllocas.insert(OtherAI);
+        Worklist.insert(OtherAI);
+      } else if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(
+                     StoreBasePtr->stripInBoundsOffsets())) {
+        Worklist.insert(OtherAI);
+      }
+
+      // Mark the original store as dead.
+      DeadInsts.insert(SI);
+    }
+
+    // Save the split loads if there are deferred stores among the users.
+    if (DeferredStores)
+      SplitLoadsMap.insert(std::make_pair(LI, std::move(SplitLoads)));
+
+    // Mark the original load as dead and kill the original slice.
+    DeadInsts.insert(LI);
+    Offsets.S->kill();
+  }
+
+  // Second, we rewrite all of the split stores. At this point, we know that
+  // all loads from this alloca have been split already. For stores of such
+  // loads, we can simply look up the pre-existing split loads. For stores of
+  // other loads, we split those loads first and then write split stores of
+  // them.
+  for (StoreInst *SI : Stores) {
+    auto *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
+    IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(LI->getType());
+    uint64_t StoreSize = Ty->getBitWidth() / 8;
+    assert(StoreSize > 0 && "Cannot have a zero-sized integer store!");
+
+    auto &Offsets = SplitOffsetsMap[SI];
+    assert(StoreSize == Offsets.S->endOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
+           "Slice size should always match load size exactly!");
+    uint64_t BaseOffset = Offsets.S->beginOffset();
+    assert(BaseOffset + StoreSize > BaseOffset &&
+           "Cannot represent alloca access size using 64-bit integers!");
+
+    Value *LoadBasePtr = LI->getPointerOperand();
+    Instruction *StoreBasePtr = cast<Instruction>(SI->getPointerOperand());
+
+    DEBUG(dbgs() << "  Splitting store: " << *SI << "\n");
+
+    // Check whether we have an already split load.
+    auto SplitLoadsMapI = SplitLoadsMap.find(LI);
+    std::vector<LoadInst *> *SplitLoads = nullptr;
+    if (SplitLoadsMapI != SplitLoadsMap.end()) {
+      SplitLoads = &SplitLoadsMapI->second;
+      assert(SplitLoads->size() == Offsets.Splits.size() + 1 &&
+             "Too few split loads for the number of splits in the store!");
+    } else {
+      DEBUG(dbgs() << "          of load: " << *LI << "\n");
+    }
+
+    uint64_t PartOffset = 0, PartSize = Offsets.Splits.front();
+    int Idx = 0, Size = Offsets.Splits.size();
+    for (;;) {
+      auto *PartTy = Type::getIntNTy(Ty->getContext(), PartSize * 8);
+      auto *PartPtrTy = PartTy->getPointerTo(SI->getPointerAddressSpace());
+
+      // Either lookup a split load or create one.
+      LoadInst *PLoad;
+      if (SplitLoads) {
+        PLoad = (*SplitLoads)[Idx];
+      } else {
+        IRB.SetInsertPoint(BasicBlock::iterator(LI));
+        PLoad = IRB.CreateAlignedLoad(
+            getAdjustedPtr(IRB, DL, LoadBasePtr,
+                           APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
+                           PartPtrTy, LoadBasePtr->getName() + "."),
+            getAdjustedAlignment(LI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false,
+            LI->getName());
+      }
+
+      // And store this partition.
+      IRB.SetInsertPoint(BasicBlock::iterator(SI));
+      StoreInst *PStore = IRB.CreateAlignedStore(
+          PLoad, getAdjustedPtr(IRB, DL, StoreBasePtr,
+                                APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
+                                PartPtrTy, StoreBasePtr->getName() + "."),
+          getAdjustedAlignment(SI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false);
+
+      // Now build a new slice for the alloca.
+      NewSlices.push_back(
+          Slice(BaseOffset + PartOffset, BaseOffset + PartOffset + PartSize,
+                &PStore->getOperandUse(PStore->getPointerOperandIndex()),
+                /*IsSplittable*/ false));
+      DEBUG(dbgs() << "    new slice [" << NewSlices.back().beginOffset()
+                   << ", " << NewSlices.back().endOffset() << "): " << *PStore
+                   << "\n");
+      if (!SplitLoads) {
+        DEBUG(dbgs() << "      of split load: " << *PLoad << "\n");
+      }
+
+      // See if we've finished all the splits.
+      if (Idx >= Size)
+        break;
+
+      // Setup the next partition.
+      PartOffset = Offsets.Splits[Idx];
+      ++Idx;
+      PartSize = (Idx < Size ? Offsets.Splits[Idx] : StoreSize) - PartOffset;
+    }
+
+    // We want to immediately iterate on any allocas impacted by splitting
+    // this load, which is only relevant if it isn't a load of this alloca and
+    // thus we didn't already split the loads above. We also have to keep track
+    // of any promotable allocas we split loads on as they can no longer be
+    // promoted.
+    if (!SplitLoads) {
+      if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(LoadBasePtr)) {
+        assert(OtherAI != &AI && "We can't re-split our own alloca!");
+        ResplitPromotableAllocas.insert(OtherAI);
+        Worklist.insert(OtherAI);
+      } else if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(
+                     LoadBasePtr->stripInBoundsOffsets())) {
+        assert(OtherAI != &AI && "We can't re-split our own alloca!");
+        Worklist.insert(OtherAI);
+      }
+    }
+
+    // Mark the original store as dead now that we've split it up and kill its
+    // slice. Note that we leave the original load in place unless this store
+    // was its only use. It may in turn be split up if it is an alloca load
+    // for some other alloca, but it may be a normal load. This may introduce
+    // redundant loads, but where those can be merged the rest of the optimizer
+    // should handle the merging, and this uncovers SSA splits which is more
+    // important. In practice, the original loads will almost always be fully
+    // split and removed eventually, and the splits will be merged by any
+    // trivial CSE, including instcombine.
+    if (LI->hasOneUse()) {
+      assert(*LI->user_begin() == SI && "Single use isn't this store!");
+      DeadInsts.insert(LI);
+    }
+    DeadInsts.insert(SI);
+    Offsets.S->kill();
+  }
+
+  // Remove the killed slices that have ben pre-split.
+  AS.erase(std::remove_if(AS.begin(), AS.end(), [](const Slice &S) {
+    return S.isDead();
+  }), AS.end());
+
+  // Insert our new slices. This will sort and merge them into the sorted
+  // sequence.
+  AS.insert(NewSlices);
+
+  DEBUG(dbgs() << "  Pre-split slices:\n");
+#ifndef NDEBUG
+  for (auto I = AS.begin(), E = AS.end(); I != E; ++I)
+    DEBUG(AS.print(dbgs(), I, "    "));
+#endif
+
+  // Finally, don't try to promote any allocas that new require re-splitting.
+  // They have already been added to the worklist above.
+  PromotableAllocas.erase(
+      std::remove_if(
+          PromotableAllocas.begin(), PromotableAllocas.end(),
+          [&](AllocaInst *AI) { return ResplitPromotableAllocas.count(AI); }),
+      PromotableAllocas.end());
+
+  return true;
+}
+
 /// \brief Rewrite an alloca partition's users.
 ///
 /// This routine drives both of the rewriting goals of the SROA pass. It tries
@@ -3431,37 +3921,32 @@ static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty, uint64_t Offset,
 /// 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::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
-                            AllocaSlices::Partition &P) {
+AllocaInst *SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
+                                   AllocaSlices::Partition &P) {
   // 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 *SliceTy = nullptr;
+  const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
   if (Type *CommonUseTy = findCommonType(P.begin(), P.end(), P.endOffset()))
-    if (DL->getTypeAllocSize(CommonUseTy) >= P.size())
+    if (DL.getTypeAllocSize(CommonUseTy) >= P.size())
       SliceTy = CommonUseTy;
   if (!SliceTy)
-    if (Type *TypePartitionTy = getTypePartition(*DL, AI.getAllocatedType(),
+    if (Type *TypePartitionTy = getTypePartition(DL, AI.getAllocatedType(),
                                                  P.beginOffset(), P.size()))
       SliceTy = TypePartitionTy;
   if ((!SliceTy || (SliceTy->isArrayTy() &&
                     SliceTy->getArrayElementType()->isIntegerTy())) &&
-      DL->isLegalInteger(P.size() * 8))
+      DL.isLegalInteger(P.size() * 8))
     SliceTy = Type::getIntNTy(*C, P.size() * 8);
   if (!SliceTy)
     SliceTy = ArrayType::get(Type::getInt8Ty(*C), P.size());
-  assert(DL->getTypeAllocSize(SliceTy) >= P.size());
+  assert(DL.getTypeAllocSize(SliceTy) >= P.size());
 
-  bool IsIntegerPromotable = isIntegerWideningViable(
-      *DL, SliceTy, P.beginOffset(),
-      AllocaSlices::const_range(P.begin(), P.end()), P.splitSlices());
+  bool IsIntegerPromotable = isIntegerWideningViable(P, SliceTy, DL);
 
   VectorType *VecTy =
-      IsIntegerPromotable
-          ? nullptr
-          : isVectorPromotionViable(
-                *DL, P.beginOffset(), P.endOffset(),
-                AllocaSlices::const_range(P.begin(), P.end()), P.splitSlices());
+      IsIntegerPromotable ? nullptr : isVectorPromotionViable(P, DL);
   if (VecTy)
     SliceTy = VecTy;
 
@@ -3476,18 +3961,19 @@ bool SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
     NewAI = &AI;
     // FIXME: We should be able to bail at this point with "nothing changed".
     // FIXME: We might want to defer PHI speculation until after here.
+    // FIXME: return nullptr;
   } else {
     unsigned Alignment = AI.getAlignment();
     if (!Alignment) {
       // The minimum alignment which users can rely on when the explicit
       // alignment is omitted or zero is that required by the ABI for this
       // type.
-      Alignment = DL->getABITypeAlignment(AI.getAllocatedType());
+      Alignment = DL.getABITypeAlignment(AI.getAllocatedType());
     }
     Alignment = MinAlign(Alignment, P.beginOffset());
     // If we will get at least this much alignment from the type alone, leave
     // the alloca's alignment unconstrained.
-    if (Alignment <= DL->getABITypeAlignment(SliceTy))
+    if (Alignment <= DL.getABITypeAlignment(SliceTy))
       Alignment = 0;
     NewAI = new AllocaInst(
         SliceTy, nullptr, Alignment,
@@ -3507,19 +3993,15 @@ bool SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
   SmallPtrSet<PHINode *, 8> PHIUsers;
   SmallPtrSet<SelectInst *, 8> SelectUsers;
 
-  AllocaSliceRewriter Rewriter(*DL, AS, *this, AI, *NewAI, P.beginOffset(),
+  AllocaSliceRewriter Rewriter(DL, AS, *this, AI, *NewAI, P.beginOffset(),
                                P.endOffset(), IsIntegerPromotable, VecTy,
                                PHIUsers, SelectUsers);
   bool Promotable = true;
-  for (Slice *S : P.splitSlices()) {
-    DEBUG(dbgs() << "  rewriting split ");
-    DEBUG(AS.printSlice(dbgs(), S, ""));
+  for (Slice *S : P.splitSliceTails()) {
     Promotable &= Rewriter.visit(S);
     ++NumUses;
   }
   for (Slice &S : P) {
-    DEBUG(dbgs() << "  rewriting ");
-    DEBUG(AS.printSlice(dbgs(), &S, ""));
     Promotable &= Rewriter.visit(&S);
     ++NumUses;
   }
@@ -3533,7 +4015,7 @@ bool SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
   for (SmallPtrSetImpl<PHINode *>::iterator I = PHIUsers.begin(),
                                             E = PHIUsers.end();
        I != E; ++I)
-    if (!isSafePHIToSpeculate(**I, DL)) {
+    if (!isSafePHIToSpeculate(**I)) {
       Promotable = false;
       PHIUsers.clear();
       SelectUsers.clear();
@@ -3542,7 +4024,7 @@ bool SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
   for (SmallPtrSetImpl<SelectInst *>::iterator I = SelectUsers.begin(),
                                                E = SelectUsers.end();
        I != E; ++I)
-    if (!isSafeSelectToSpeculate(**I, DL)) {
+    if (!isSafeSelectToSpeculate(**I)) {
       Promotable = false;
       PHIUsers.clear();
       SelectUsers.clear();
@@ -3575,7 +4057,7 @@ bool SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
       PostPromotionWorklist.pop_back();
   }
 
-  return true;
+  return NewAI;
 }
 
 /// \brief Walks the slices of an alloca and form partitions based on them,
@@ -3586,10 +4068,58 @@ bool SROA::splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS) {
 
   unsigned NumPartitions = 0;
   bool Changed = false;
+  const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
+
+  // First try to pre-split loads and stores.
+  Changed |= presplitLoadsAndStores(AI, AS);
+
+  // Now that we have identified any pre-splitting opportunities, mark any
+  // splittable (non-whole-alloca) loads and stores as unsplittable. If we fail
+  // to split these during pre-splitting, we want to force them to be
+  // rewritten into a partition.
+  bool IsSorted = true;
+  for (Slice &S : AS) {
+    if (!S.isSplittable())
+      continue;
+    // FIXME: We currently leave whole-alloca splittable loads and stores. This
+    // used to be the only splittable loads and stores and we need to be
+    // confident that the above handling of splittable loads and stores is
+    // completely sufficient before we forcibly disable the remaining handling.
+    if (S.beginOffset() == 0 &&
+        S.endOffset() >= DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()))
+      continue;
+    if (isa<LoadInst>(S.getUse()->getUser()) ||
+        isa<StoreInst>(S.getUse()->getUser())) {
+      S.makeUnsplittable();
+      IsSorted = false;
+    }
+  }
+  if (!IsSorted)
+    std::sort(AS.begin(), AS.end());
+
+  /// \brief Describes the allocas introduced by rewritePartition
+  /// in order to migrate the debug info.
+  struct Piece {
+    AllocaInst *Alloca;
+    uint64_t Offset;
+    uint64_t Size;
+    Piece(AllocaInst *AI, uint64_t O, uint64_t S)
+      : Alloca(AI), Offset(O), Size(S) {}
+  };
+  SmallVector<Piece, 4> Pieces;
 
-  // Rewrite each parttion.
+  // Rewrite each partition.
   for (auto &P : AS.partitions()) {
-    Changed |= rewritePartition(AI, AS, P);
+    if (AllocaInst *NewAI = rewritePartition(AI, AS, P)) {
+      Changed = true;
+      if (NewAI != &AI) {
+        uint64_t SizeOfByte = 8;
+        uint64_t AllocaSize = DL.getTypeSizeInBits(NewAI->getAllocatedType());
+        // Don't include any padding.
+        uint64_t Size = std::min(AllocaSize, P.size() * SizeOfByte);
+        Pieces.push_back(Piece(NewAI, P.beginOffset() * SizeOfByte, Size));
+      }
+    }
     ++NumPartitions;
   }
 
@@ -3597,6 +4127,42 @@ bool SROA::splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS) {
   MaxPartitionsPerAlloca =
       std::max<unsigned>(NumPartitions, MaxPartitionsPerAlloca);
 
+  // Migrate debug information from the old alloca to the new alloca(s)
+  // and the individual partitions.
+  if (DbgDeclareInst *DbgDecl = FindAllocaDbgDeclare(&AI)) {
+    auto *Var = DbgDecl->getVariable();
+    auto *Expr = DbgDecl->getExpression();
+    DIBuilder DIB(*AI.getParent()->getParent()->getParent(),
+                  /*AllowUnresolved*/ false);
+    bool IsSplit = Pieces.size() > 1;
+    for (auto Piece : Pieces) {
+      // Create a piece expression describing the new partition or reuse AI's
+      // expression if there is only one partition.
+      auto *PieceExpr = Expr;
+      if (IsSplit || Expr->isBitPiece()) {
+        // If this alloca is already a scalar replacement of a larger aggregate,
+        // Piece.Offset describes the offset inside the scalar.
+        uint64_t Offset = Expr->isBitPiece() ? Expr->getBitPieceOffset() : 0;
+        uint64_t Start = Offset + Piece.Offset;
+        uint64_t Size = Piece.Size;
+        if (Expr->isBitPiece()) {
+          uint64_t AbsEnd = Expr->getBitPieceOffset() + Expr->getBitPieceSize();
+          if (Start >= AbsEnd)
+            // No need to describe a SROAed padding.
+            continue;
+          Size = std::min(Size, AbsEnd - Start);
+        }
+        PieceExpr = DIB.createBitPieceExpression(Start, Size);
+      }
+
+      // Remove any existing dbg.declare intrinsic describing the same alloca.
+      if (DbgDeclareInst *OldDDI = FindAllocaDbgDeclare(Piece.Alloca))
+        OldDDI->eraseFromParent();
+
+      DIB.insertDeclare(Piece.Alloca, Var, PieceExpr, DbgDecl->getDebugLoc(),
+                        &AI);
+    }
+  }
   return Changed;
 }
 
@@ -3629,21 +4195,22 @@ bool SROA::runOnAlloca(AllocaInst &AI) {
     AI.eraseFromParent();
     return true;
   }
+  const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
 
   // Skip alloca forms that this analysis can't handle.
   if (AI.isArrayAllocation() || !AI.getAllocatedType()->isSized() ||
-      DL->getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
+      DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
     return false;
 
   bool Changed = false;
 
   // First, split any FCA loads and stores touching this alloca to promote
   // better splitting and promotion opportunities.
-  AggLoadStoreRewriter AggRewriter(*DL);
+  AggLoadStoreRewriter AggRewriter(DL);
   Changed |= AggRewriter.rewrite(AI);
 
   // Build the slices using a recursive instruction-visiting builder.
-  AllocaSlices AS(*DL, AI);
+  AllocaSlices AS(DL, AI);
   DEBUG(AS.print(dbgs()));
   if (AS.isEscaped())
     return Changed;
@@ -3708,101 +4275,30 @@ void SROA::deleteDeadInstructions(
           DeadInsts.insert(U);
       }
 
-    if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
+    if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I)) {
       DeletedAllocas.insert(AI);
+      if (DbgDeclareInst *DbgDecl = FindAllocaDbgDeclare(AI))
+        DbgDecl->eraseFromParent();
+    }
 
     ++NumDeleted;
     I->eraseFromParent();
   }
 }
 
-static void enqueueUsersInWorklist(Instruction &I,
-                                   SmallVectorImpl<Instruction *> &Worklist,
-                                   SmallPtrSetImpl<Instruction *> &Visited) {
-  for (User *U : I.users())
-    if (Visited.insert(cast<Instruction>(U)).second)
-      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
 /// the PromotableAllocas list. If that list is empty, there is nothing to do.
-/// If there is a domtree available, we attempt to promote using the full power
-/// of mem2reg. Otherwise, we build and use the AllocaPromoter above which is
-/// based on the SSAUpdater utilities. This function returns whether any
-/// promotion occurred.
+/// This function returns whether any promotion occurred.
 bool SROA::promoteAllocas(Function &F) {
   if (PromotableAllocas.empty())
     return false;
 
   NumPromoted += PromotableAllocas.size();
 
-  if (DT && !ForceSSAUpdater) {
-    DEBUG(dbgs() << "Promoting allocas with mem2reg...\n");
-    PromoteMemToReg(PromotableAllocas, *DT, nullptr, AT);
-    PromotableAllocas.clear();
-    return true;
-  }
-
-  DEBUG(dbgs() << "Promoting allocas with SSAUpdater...\n");
-  SSAUpdater SSA;
-  DIBuilder DIB(*F.getParent(), /*AllowUnresolved*/ false);
-  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];
-    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 (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
-        assert(II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
-               II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end);
-        II->eraseFromParent();
-        continue;
-      }
-
-      // 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);
-    while (!DeadInsts.empty())
-      DeadInsts.pop_back_val()->eraseFromParent();
-    AI->eraseFromParent();
-  }
-
+  DEBUG(dbgs() << "Promoting allocas with mem2reg...\n");
+  PromoteMemToReg(PromotableAllocas, *DT, nullptr, AC);
   PromotableAllocas.clear();
   return true;
 }
@@ -3813,22 +4309,15 @@ bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
 
   DEBUG(dbgs() << "SROA function: " << F.getName() << "\n");
   C = &F.getContext();
-  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
-  if (!DLP) {
-    DEBUG(dbgs() << "  Skipping SROA -- no target data!\n");
-    return false;
-  }
-  DL = &DLP->getDataLayout();
-  DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
-      getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
-  DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
-  AT = &getAnalysis<AssumptionTracker>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+  AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
 
   BasicBlock &EntryBB = F.getEntryBlock();
   for (BasicBlock::iterator I = EntryBB.begin(), E = std::prev(EntryBB.end());
-       I != E; ++I)
+       I != E; ++I) {
     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
       Worklist.insert(AI);
+  }
 
   bool Changed = false;
   // A set of deleted alloca instruction pointers which should be removed from
@@ -3864,8 +4353,7 @@ bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
 }
 
 void SROA::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.addRequired<AssumptionTracker>();
-  if (RequiresDomTree)
-    AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
+  AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
+  AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
   AU.setPreservesCFG();
 }