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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / ScalarReplAggregates.cpp
index 5bbb5aef03f0ccfccf741d3db0ed0079db7a3901..4e289e3d6913530b399ba873b96e059a3eb651c6 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     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 is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
@@ -24,6 +24,7 @@
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
+#include "llvm/GlobalVariable.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Pass.h"
@@ -42,9 +43,18 @@ using namespace llvm;
 STATISTIC(NumReplaced,  "Number of allocas broken up");
 STATISTIC(NumPromoted,  "Number of allocas promoted");
 STATISTIC(NumConverted, "Number of aggregates converted to scalar");
+STATISTIC(NumGlobals,   "Number of allocas copied from constant global");
 
 namespace {
   struct VISIBILITY_HIDDEN SROA : public FunctionPass {
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    explicit SROA(signed T = -1) : FunctionPass((intptr_t)&ID) {
+      if (T == -1)
+        SRThreshold = 128;
+      else
+        SRThreshold = T;
+    }
+
     bool runOnFunction(Function &F);
 
     bool performScalarRepl(Function &F);
@@ -60,11 +70,45 @@ namespace {
     }
 
   private:
-    int isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI);
-    int isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI);
-    bool isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MemIntrinsic *MI, AllocationInst *AI);
-    bool isSafeUseOfBitCastedAllocation(BitCastInst *User, AllocationInst *AI);
+    /// AllocaInfo - When analyzing uses of an alloca instruction, this captures
+    /// information about the uses.  All these fields are initialized to false
+    /// and set to true when something is learned.
+    struct AllocaInfo {
+      /// isUnsafe - This is set to true if the alloca cannot be SROA'd.
+      bool isUnsafe : 1;
+      
+      /// needsCanon - This is set to true if there is some use of the alloca
+      /// that requires canonicalization.
+      bool needsCanon : 1;
+      
+      /// isMemCpySrc - This is true if this aggregate is memcpy'd from.
+      bool isMemCpySrc : 1;
+
+      /// isMemCpyDst - This is true if this aggregate is memcpy'd into.
+      bool isMemCpyDst : 1;
+
+      AllocaInfo()
+        : isUnsafe(false), needsCanon(false), 
+          isMemCpySrc(false), isMemCpyDst(false) {}
+    };
+    
+    unsigned SRThreshold;
+
+    void MarkUnsafe(AllocaInfo &I) { I.isUnsafe = true; }
+
     int isSafeAllocaToScalarRepl(AllocationInst *AI);
+
+    void isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI,
+                               AllocaInfo &Info);
+    void isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI,
+                         AllocaInfo &Info);
+    void isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MemIntrinsic *MI, AllocationInst *AI,
+                                        unsigned OpNo, AllocaInfo &Info);
+    void isSafeUseOfBitCastedAllocation(BitCastInst *User, AllocationInst *AI,
+                                        AllocaInfo &Info);
+    
+    void DoScalarReplacement(AllocationInst *AI, 
+                             std::vector<AllocationInst*> &WorkList);
     void CanonicalizeAllocaUsers(AllocationInst *AI);
     AllocaInst *AddNewAlloca(Function &F, const Type *Ty, AllocationInst *Base);
     
@@ -74,13 +118,21 @@ namespace {
     const Type *CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial);
     void ConvertToScalar(AllocationInst *AI, const Type *Ty);
     void ConvertUsesToScalar(Value *Ptr, AllocaInst *NewAI, unsigned Offset);
+    Value *ConvertUsesOfLoadToScalar(LoadInst *LI, AllocaInst *NewAI, 
+                                     unsigned Offset);
+    Value *ConvertUsesOfStoreToScalar(StoreInst *SI, AllocaInst *NewAI, 
+                                      unsigned Offset);
+    static Instruction *isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AllocationInst *AI);
   };
-
-  RegisterPass<SROA> X("scalarrepl", "Scalar Replacement of Aggregates");
 }
 
+char SROA::ID = 0;
+static RegisterPass<SROA> X("scalarrepl", "Scalar Replacement of Aggregates");
+
 // Public interface to the ScalarReplAggregates pass
-FunctionPass *llvm::createScalarReplAggregatesPass() { return new SROA(); }
+FunctionPass *llvm::createScalarReplAggregatesPass(signed int Threshold) { 
+  return new SROA(Threshold);
+}
 
 
 bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
@@ -99,8 +151,7 @@ bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
 
 bool SROA::performPromotion(Function &F) {
   std::vector<AllocaInst*> Allocas;
-  const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
-  DominatorTree     &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
+  DominatorTree         &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
   DominanceFrontier &DF = getAnalysis<DominanceFrontier>();
 
   BasicBlock &BB = F.getEntryBlock();  // Get the entry node for the function
@@ -114,12 +165,12 @@ bool SROA::performPromotion(Function &F) {
     // the entry node
     for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(), E = --BB.end(); I != E; ++I)
       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))       // Is it an alloca?
-        if (isAllocaPromotable(AI, TD))
+        if (isAllocaPromotable(AI))
           Allocas.push_back(AI);
 
     if (Allocas.empty()) break;
 
-    PromoteMemToReg(Allocas, DT, DF, TD);
+    PromoteMemToReg(Allocas, DT, DF);
     NumPromoted += Allocas.size();
     Changed = true;
   }
@@ -127,6 +178,14 @@ bool SROA::performPromotion(Function &F) {
   return Changed;
 }
 
+/// getNumSAElements - Return the number of elements in the specific struct or
+/// array.
+static uint64_t getNumSAElements(const Type *T) {
+  if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(T))
+    return ST->getNumElements();
+  return cast<ArrayType>(T)->getNumElements();
+}
+
 // performScalarRepl - This algorithm is a simple worklist driven algorithm,
 // which runs on all of the malloc/alloca instructions in the function, removing
 // them if they are only used by getelementptr instructions.
@@ -140,6 +199,8 @@ bool SROA::performScalarRepl(Function &F) {
     if (AllocationInst *A = dyn_cast<AllocationInst>(I))
       WorkList.push_back(A);
 
+  const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
+  
   // Process the worklist
   bool Changed = false;
   while (!WorkList.empty()) {
@@ -163,119 +224,186 @@ bool SROA::performScalarRepl(Function &F) {
         continue;
       }
 
-    // We cannot transform the allocation instruction if it is an array
-    // allocation (allocations OF arrays are ok though), and an allocation of a
-    // scalar value cannot be decomposed at all.
-    //
-    if (AI->isArrayAllocation() ||
-        (!isa<StructType>(AI->getAllocatedType()) &&
-         !isa<ArrayType>(AI->getAllocatedType()))) continue;
-
-    // Check that all of the users of the allocation are capable of being
-    // transformed.
-    switch (isSafeAllocaToScalarRepl(AI)) {
-    default: assert(0 && "Unexpected value!");
-    case 0:  // Not safe to scalar replace.
+    // Check to see if we can perform the core SROA transformation.  We cannot
+    // transform the allocation instruction if it is an array allocation
+    // (allocations OF arrays are ok though), and an allocation of a scalar
+    // value cannot be decomposed at all.
+    if (!AI->isArrayAllocation() &&
+        (isa<StructType>(AI->getAllocatedType()) ||
+         isa<ArrayType>(AI->getAllocatedType())) &&
+        AI->getAllocatedType()->isSized() &&
+        // Do not promote any struct whose size is larger than "128" bytes.
+        TD.getABITypeSize(AI->getAllocatedType()) < SRThreshold &&
+        // Do not promote any struct into more than "32" separate vars.
+        getNumSAElements(AI->getAllocatedType()) < SRThreshold/4) {
+      // Check that all of the users of the allocation are capable of being
+      // transformed.
+      switch (isSafeAllocaToScalarRepl(AI)) {
+      default: assert(0 && "Unexpected value!");
+      case 0:  // Not safe to scalar replace.
+        break;
+      case 1:  // Safe, but requires cleanup/canonicalizations first
+        CanonicalizeAllocaUsers(AI);
+        // FALL THROUGH.
+      case 3:  // Safe to scalar replace.
+        DoScalarReplacement(AI, WorkList);
+        Changed = true;
+        continue;
+      }
+    }
+    
+    // Check to see if this allocation is only modified by a memcpy/memmove from
+    // a constant global.  If this is the case, we can change all users to use
+    // the constant global instead.  This is commonly produced by the CFE by
+    // constructs like "void foo() { int A[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9...}; }" if 'A'
+    // is only subsequently read.
+    if (Instruction *TheCopy = isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AI)) {
+      DOUT << "Found alloca equal to global: " << *AI;
+      DOUT << "  memcpy = " << *TheCopy;
+      Constant *TheSrc = cast<Constant>(TheCopy->getOperand(2));
+      AI->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(TheSrc, AI->getType()));
+      TheCopy->eraseFromParent();  // Don't mutate the global.
+      AI->eraseFromParent();
+      ++NumGlobals;
+      Changed = true;
       continue;
-    case 1:  // Safe, but requires cleanup/canonicalizations first
-      CanonicalizeAllocaUsers(AI);
-    case 3:  // Safe to scalar replace.
-      break;
     }
+        
+    // Otherwise, couldn't process this.
+  }
 
-    DOUT << "Found inst to xform: " << *AI;
-    Changed = true;
+  return Changed;
+}
 
-    SmallVector<AllocaInst*, 32> ElementAllocas;
-    if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(AI->getAllocatedType())) {
-      ElementAllocas.reserve(ST->getNumContainedTypes());
-      for (unsigned i = 0, e = ST->getNumContainedTypes(); i != e; ++i) {
-        AllocaInst *NA = new AllocaInst(ST->getContainedType(i), 0, 
-                                        AI->getAlignment(),
-                                        AI->getName() + "." + utostr(i), AI);
-        ElementAllocas.push_back(NA);
-        WorkList.push_back(NA);  // Add to worklist for recursive processing
-      }
-    } else {
-      const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(AI->getAllocatedType());
-      ElementAllocas.reserve(AT->getNumElements());
-      const Type *ElTy = AT->getElementType();
-      for (unsigned i = 0, e = AT->getNumElements(); i != e; ++i) {
-        AllocaInst *NA = new AllocaInst(ElTy, 0, AI->getAlignment(),
-                                        AI->getName() + "." + utostr(i), AI);
-        ElementAllocas.push_back(NA);
-        WorkList.push_back(NA);  // Add to worklist for recursive processing
-      }
+/// DoScalarReplacement - This alloca satisfied the isSafeAllocaToScalarRepl
+/// predicate, do SROA now.
+void SROA::DoScalarReplacement(AllocationInst *AI, 
+                               std::vector<AllocationInst*> &WorkList) {
+  DOUT << "Found inst to SROA: " << *AI;
+  SmallVector<AllocaInst*, 32> ElementAllocas;
+  if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(AI->getAllocatedType())) {
+    ElementAllocas.reserve(ST->getNumContainedTypes());
+    for (unsigned i = 0, e = ST->getNumContainedTypes(); i != e; ++i) {
+      AllocaInst *NA = new AllocaInst(ST->getContainedType(i), 0, 
+                                      AI->getAlignment(),
+                                      AI->getName() + "." + utostr(i), AI);
+      ElementAllocas.push_back(NA);
+      WorkList.push_back(NA);  // Add to worklist for recursive processing
+    }
+  } else {
+    const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(AI->getAllocatedType());
+    ElementAllocas.reserve(AT->getNumElements());
+    const Type *ElTy = AT->getElementType();
+    for (unsigned i = 0, e = AT->getNumElements(); i != e; ++i) {
+      AllocaInst *NA = new AllocaInst(ElTy, 0, AI->getAlignment(),
+                                      AI->getName() + "." + utostr(i), AI);
+      ElementAllocas.push_back(NA);
+      WorkList.push_back(NA);  // Add to worklist for recursive processing
     }
+  }
 
-    // Now that we have created the alloca instructions that we want to use,
-    // expand the getelementptr instructions to use them.
-    //
-    while (!AI->use_empty()) {
-      Instruction *User = cast<Instruction>(AI->use_back());
-      if (BitCastInst *BCInst = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
-        RewriteBitCastUserOfAlloca(BCInst, AI, ElementAllocas);
-        BCInst->eraseFromParent();
-        continue;
+  // Now that we have created the alloca instructions that we want to use,
+  // expand the getelementptr instructions to use them.
+  //
+  while (!AI->use_empty()) {
+    Instruction *User = cast<Instruction>(AI->use_back());
+    if (BitCastInst *BCInst = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
+      RewriteBitCastUserOfAlloca(BCInst, AI, ElementAllocas);
+      BCInst->eraseFromParent();
+      continue;
+    }
+    
+    // Replace:
+    //   %res = load { i32, i32 }* %alloc
+    // with:
+    //   %load.0 = load i32* %alloc.0
+    //   %insert.0 insertvalue { i32, i32 } zeroinitializer, i32 %load.0, 0 
+    //   %load.1 = load i32* %alloc.1
+    //   %insert = insertvalue { i32, i32 } %insert.0, i32 %load.1, 1 
+    // (Also works for arrays instead of structs)
+    if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
+      Value *Insert = UndefValue::get(LI->getType());
+      for (unsigned i = 0, e = ElementAllocas.size(); i != e; ++i) {
+        Value *Load = new LoadInst(ElementAllocas[i], "load", LI);
+        Insert = InsertValueInst::Create(Insert, Load, i, "insert", LI);
       }
-      
-      GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(User);
-      // We now know that the GEP is of the form: GEP <ptr>, 0, <cst>
-      unsigned Idx =
-         (unsigned)cast<ConstantInt>(GEPI->getOperand(2))->getZExtValue();
-
-      assert(Idx < ElementAllocas.size() && "Index out of range?");
-      AllocaInst *AllocaToUse = ElementAllocas[Idx];
-
-      Value *RepValue;
-      if (GEPI->getNumOperands() == 3) {
-        // Do not insert a new getelementptr instruction with zero indices, only
-        // to have it optimized out later.
-        RepValue = AllocaToUse;
-      } else {
-        // We are indexing deeply into the structure, so we still need a
-        // getelement ptr instruction to finish the indexing.  This may be
-        // expanded itself once the worklist is rerun.
-        //
-        SmallVector<Value*, 8> NewArgs;
-        NewArgs.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
-        NewArgs.append(GEPI->op_begin()+3, GEPI->op_end());
-        RepValue = new GetElementPtrInst(AllocaToUse, &NewArgs[0],
-                                         NewArgs.size(), "", GEPI);
-        RepValue->takeName(GEPI);
+      LI->replaceAllUsesWith(Insert);
+      LI->eraseFromParent();
+      continue;
+    }
+
+    // Replace:
+    //   store { i32, i32 } %val, { i32, i32 }* %alloc
+    // with:
+    //   %val.0 = extractvalue { i32, i32 } %val, 0 
+    //   store i32 %val.0, i32* %alloc.0
+    //   %val.1 = extractvalue { i32, i32 } %val, 1 
+    //   store i32 %val.1, i32* %alloc.1
+    // (Also works for arrays instead of structs)
+    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
+      Value *Val = SI->getOperand(0);
+      for (unsigned i = 0, e = ElementAllocas.size(); i != e; ++i) {
+        Value *Extract = ExtractValueInst::Create(Val, i, Val->getName(), SI);
+        new StoreInst(Extract, ElementAllocas[i], SI);
       }
-      
-      // If this GEP is to the start of the aggregate, check for memcpys.
-      if (Idx == 0) {
-        bool IsStartOfAggregateGEP = true;
-        for (unsigned i = 3, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-          if (!isa<ConstantInt>(GEPI->getOperand(i))) {
-            IsStartOfAggregateGEP = false;
-            break;
-          }
-          if (!cast<ConstantInt>(GEPI->getOperand(i))->isZero()) {
-            IsStartOfAggregateGEP = false;
-            break;
-          }
+      SI->eraseFromParent();
+      continue;
+    }
+    
+    GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(User);
+    // We now know that the GEP is of the form: GEP <ptr>, 0, <cst>
+    unsigned Idx =
+       (unsigned)cast<ConstantInt>(GEPI->getOperand(2))->getZExtValue();
+
+    assert(Idx < ElementAllocas.size() && "Index out of range?");
+    AllocaInst *AllocaToUse = ElementAllocas[Idx];
+
+    Value *RepValue;
+    if (GEPI->getNumOperands() == 3) {
+      // Do not insert a new getelementptr instruction with zero indices, only
+      // to have it optimized out later.
+      RepValue = AllocaToUse;
+    } else {
+      // We are indexing deeply into the structure, so we still need a
+      // getelement ptr instruction to finish the indexing.  This may be
+      // expanded itself once the worklist is rerun.
+      //
+      SmallVector<Value*, 8> NewArgs;
+      NewArgs.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
+      NewArgs.append(GEPI->op_begin()+3, GEPI->op_end());
+      RepValue = GetElementPtrInst::Create(AllocaToUse, NewArgs.begin(),
+                                           NewArgs.end(), "", GEPI);
+      RepValue->takeName(GEPI);
+    }
+    
+    // If this GEP is to the start of the aggregate, check for memcpys.
+    if (Idx == 0) {
+      bool IsStartOfAggregateGEP = true;
+      for (unsigned i = 3, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+        if (!isa<ConstantInt>(GEPI->getOperand(i))) {
+          IsStartOfAggregateGEP = false;
+          break;
+        }
+        if (!cast<ConstantInt>(GEPI->getOperand(i))->isZero()) {
+          IsStartOfAggregateGEP = false;
+          break;
         }
-        
-        if (IsStartOfAggregateGEP)
-          RewriteBitCastUserOfAlloca(GEPI, AI, ElementAllocas);
       }
       
-
-      // Move all of the users over to the new GEP.
-      GEPI->replaceAllUsesWith(RepValue);
-      // Delete the old GEP
-      GEPI->eraseFromParent();
+      if (IsStartOfAggregateGEP)
+        RewriteBitCastUserOfAlloca(GEPI, AI, ElementAllocas);
     }
+    
 
-    // Finally, delete the Alloca instruction
-    AI->eraseFromParent();
-    NumReplaced++;
+    // Move all of the users over to the new GEP.
+    GEPI->replaceAllUsesWith(RepValue);
+    // Delete the old GEP
+    GEPI->eraseFromParent();
   }
 
-  return Changed;
+  // Finally, delete the Alloca instruction
+  AI->eraseFromParent();
+  NumReplaced++;
 }
 
 
@@ -283,7 +411,8 @@ bool SROA::performScalarRepl(Function &F) {
 /// getelementptr instruction of an array aggregate allocation.  isFirstElt
 /// indicates whether Ptr is known to the start of the aggregate.
 ///
-int SROA::isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI) {
+void SROA::isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI,
+                            AllocaInfo &Info) {
   for (Value::use_iterator I = Ptr->use_begin(), E = Ptr->use_end();
        I != E; ++I) {
     Instruction *User = cast<Instruction>(*I);
@@ -291,7 +420,7 @@ int SROA::isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI) {
     case Instruction::Load:  break;
     case Instruction::Store:
       // Store is ok if storing INTO the pointer, not storing the pointer
-      if (User->getOperand(0) == Ptr) return 0;
+      if (User->getOperand(0) == Ptr) return MarkUnsafe(Info);
       break;
     case Instruction::GetElementPtr: {
       GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(User);
@@ -299,7 +428,8 @@ int SROA::isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI) {
       if (GEP->getNumOperands() > 1) {
         if (!isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) ||
             !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->isZero())
-          return 0;  // Using pointer arithmetic to navigate the array.
+          // Using pointer arithmetic to navigate the array.
+          return MarkUnsafe(Info);
        
         if (AreAllZeroIndices) {
           for (unsigned i = 2, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
@@ -311,28 +441,34 @@ int SROA::isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI) {
           }
         }
       }
-      if (!isSafeElementUse(GEP, AreAllZeroIndices, AI)) return 0;
+      isSafeElementUse(GEP, AreAllZeroIndices, AI, Info);
+      if (Info.isUnsafe) return;
       break;
     }
     case Instruction::BitCast:
-      if (isFirstElt &&
-          isSafeUseOfBitCastedAllocation(cast<BitCastInst>(User), AI)) 
+      if (isFirstElt) {
+        isSafeUseOfBitCastedAllocation(cast<BitCastInst>(User), AI, Info);
+        if (Info.isUnsafe) return;
         break;
+      }
       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
-      return 0;
+      return MarkUnsafe(Info);
     case Instruction::Call:
       if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(User)) {
-        if (isFirstElt && isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MI, AI))
+        if (isFirstElt) {
+          isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MI, AI, I.getOperandNo(), Info);
+          if (Info.isUnsafe) return;
           break;
+        }
       }
       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
-      return 0;
+      return MarkUnsafe(Info);
     default:
       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
-      return 0;
+      return MarkUnsafe(Info);
     }
   }
-  return 3;  // All users look ok :)
+  return;  // All users look ok :)
 }
 
 /// AllUsersAreLoads - Return true if all users of this value are loads.
@@ -347,21 +483,31 @@ static bool AllUsersAreLoads(Value *Ptr) {
 /// isSafeUseOfAllocation - Check to see if this user is an allowed use for an
 /// aggregate allocation.
 ///
-int SROA::isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI) {
+void SROA::isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI,
+                                 AllocaInfo &Info) {
   if (BitCastInst *C = dyn_cast<BitCastInst>(User))
-    return isSafeUseOfBitCastedAllocation(C, AI) ? 3 : 0;
-  if (!isa<GetElementPtrInst>(User)) return 0;
+    return isSafeUseOfBitCastedAllocation(C, AI, Info);
+
+  if (isa<LoadInst>(User))
+    return; // Loads (returning a first class aggregrate) are always rewritable
+
+  if (isa<StoreInst>(User) && User->getOperand(0) != AI)
+    return; // Store is ok if storing INTO the pointer, not storing the pointer
+  GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(User);
+  if (GEPI == 0)
+    return MarkUnsafe(Info);
 
-  GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(User);
   gep_type_iterator I = gep_type_begin(GEPI), E = gep_type_end(GEPI);
 
   // The GEP is not safe to transform if not of the form "GEP <ptr>, 0, <cst>".
   if (I == E ||
-      I.getOperand() != Constant::getNullValue(I.getOperand()->getType()))
-    return 0;
+      I.getOperand() != Constant::getNullValue(I.getOperand()->getType())) {
+    return MarkUnsafe(Info);
+  }
 
   ++I;
-  if (I == E) return 0;  // ran out of GEP indices??
+  if (I == E) return MarkUnsafe(Info);  // ran out of GEP indices??
 
   bool IsAllZeroIndices = true;
   
@@ -376,7 +522,7 @@ int SROA::isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI) {
       // something funny is going on, so we won't do the optimization.
       //
       if (Idx->getZExtValue() >= NumElements)
-        return 0;
+        return MarkUnsafe(Info);
 
       // We cannot scalar repl this level of the array unless any array
       // sub-indices are in-range constants.  In particular, consider:
@@ -393,9 +539,9 @@ int SROA::isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI) {
           NumElements = cast<VectorType>(*I)->getNumElements();
         
         ConstantInt *IdxVal = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand());
-        if (!IdxVal) return 0;
+        if (!IdxVal) return MarkUnsafe(Info);
         if (IdxVal->getZExtValue() >= NumElements)
-          return 0;
+          return MarkUnsafe(Info);
         IsAllZeroIndices &= IdxVal->isZero();
       }
       
@@ -407,53 +553,63 @@ int SROA::isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI) {
       // it, in which case we CAN promote it, but we have to canonicalize this
       // out if this is the only problem.
       if ((NumElements == 1 || NumElements == 2) &&
-          AllUsersAreLoads(GEPI))
-        return 1;  // Canonicalization required!
-      return 0;
+          AllUsersAreLoads(GEPI)) {
+        Info.needsCanon = true;
+        return;  // Canonicalization required!
+      }
+      return MarkUnsafe(Info);
     }
   }
 
   // If there are any non-simple uses of this getelementptr, make sure to reject
   // them.
-  return isSafeElementUse(GEPI, IsAllZeroIndices, AI);
+  return isSafeElementUse(GEPI, IsAllZeroIndices, AI, Info);
 }
 
 /// isSafeMemIntrinsicOnAllocation - Return true if the specified memory
 /// intrinsic can be promoted by SROA.  At this point, we know that the operand
 /// of the memintrinsic is a pointer to the beginning of the allocation.
-bool SROA::isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MemIntrinsic *MI, AllocationInst *AI){
+void SROA::isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MemIntrinsic *MI, AllocationInst *AI,
+                                          unsigned OpNo, AllocaInfo &Info) {
   // If not constant length, give up.
   ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
-  if (!Length) return false;
+  if (!Length) return MarkUnsafe(Info);
   
   // If not the whole aggregate, give up.
   const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
-  if (Length->getZExtValue() != TD.getTypeSize(AI->getType()->getElementType()))
-    return false;
+  if (Length->getZExtValue() !=
+      TD.getABITypeSize(AI->getType()->getElementType()))
+    return MarkUnsafe(Info);
   
   // We only know about memcpy/memset/memmove.
   if (!isa<MemCpyInst>(MI) && !isa<MemSetInst>(MI) && !isa<MemMoveInst>(MI))
-    return false;
-  // Otherwise, we can transform it.
-  return true;
+    return MarkUnsafe(Info);
+  
+  // Otherwise, we can transform it.  Determine whether this is a memcpy/set
+  // into or out of the aggregate.
+  if (OpNo == 1)
+    Info.isMemCpyDst = true;
+  else {
+    assert(OpNo == 2);
+    Info.isMemCpySrc = true;
+  }
 }
 
 /// isSafeUseOfBitCastedAllocation - Return true if all users of this bitcast
 /// are 
-bool SROA::isSafeUseOfBitCastedAllocation(BitCastInst *BC, AllocationInst *AI) {
+void SROA::isSafeUseOfBitCastedAllocation(BitCastInst *BC, AllocationInst *AI,
+                                          AllocaInfo &Info) {
   for (Value::use_iterator UI = BC->use_begin(), E = BC->use_end();
        UI != E; ++UI) {
     if (BitCastInst *BCU = dyn_cast<BitCastInst>(UI)) {
-      if (!isSafeUseOfBitCastedAllocation(BCU, AI)) 
-        return false;
+      isSafeUseOfBitCastedAllocation(BCU, AI, Info);
     } else if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(UI)) {
-      if (!isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MI, AI))
-        return false;
+      isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MI, AI, UI.getOperandNo(), Info);
     } else {
-      return false;
+      return MarkUnsafe(Info);
     }
+    if (Info.isUnsafe) return;
   }
-  return true;
 }
 
 /// RewriteBitCastUserOfAlloca - BCInst (transitively) bitcasts AI, or indexes
@@ -529,17 +685,17 @@ void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
       // If this is a memcpy/memmove, emit a GEP of the other element address.
       Value *OtherElt = 0;
       if (OtherPtr) {
-        OtherElt = new GetElementPtrInst(OtherPtr, Zero,
-                                         ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i),
-                                         OtherPtr->getNameStr()+"."+utostr(i),
-                                         MI);
+        Value *Idx[2] = { Zero, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i) };
+        OtherElt = GetElementPtrInst::Create(OtherPtr, Idx, Idx + 2,
+                                           OtherPtr->getNameStr()+"."+utostr(i),
+                                             MI);
       }
 
       Value *EltPtr = NewElts[i];
       const Type *EltTy =cast<PointerType>(EltPtr->getType())->getElementType();
       
       // If we got down to a scalar, insert a load or store as appropriate.
-      if (EltTy->isFirstClassType()) {
+      if (EltTy->isSingleValueType()) {
         if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
           Value *Elt = new LoadInst(SROADest ? OtherElt : EltPtr, "tmp",
                                     MI);
@@ -555,21 +711,21 @@ void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
             if (CI->isZero()) {
               StoreVal = Constant::getNullValue(EltTy);  // 0.0, null, 0, <0,0>
             } else {
-              // If EltTy is a packed type, get the element type.
+              // If EltTy is a vector type, get the element type.
               const Type *ValTy = EltTy;
               if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(ValTy))
                 ValTy = VTy->getElementType();
-              
+
               // Construct an integer with the right value.
-              unsigned EltSize = TD.getTypeSize(ValTy);
-              APInt OneVal(EltSize*8, CI->getZExtValue());
+              unsigned EltSize = TD.getTypeSizeInBits(ValTy);
+              APInt OneVal(EltSize, CI->getZExtValue());
               APInt TotalVal(OneVal);
               // Set each byte.
-              for (unsigned i = 0; i != EltSize-1; ++i) {
+              for (unsigned i = 0; 8*i < EltSize; ++i) {
                 TotalVal = TotalVal.shl(8);
                 TotalVal |= OneVal;
               }
-              
+
               // Convert the integer value to the appropriate type.
               StoreVal = ConstantInt::get(TotalVal);
               if (isa<PointerType>(ValTy))
@@ -602,7 +758,7 @@ void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
         OtherElt = new BitCastInst(OtherElt, BytePtrTy,OtherElt->getNameStr(),
                                    MI);
     
-      unsigned EltSize = TD.getTypeSize(EltTy);
+      unsigned EltSize = TD.getABITypeSize(EltTy);
 
       // Finally, insert the meminst for this element.
       if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
@@ -612,7 +768,7 @@ void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
           ConstantInt::get(MI->getOperand(3)->getType(), EltSize), // Size
           Zero  // Align
         };
-        new CallInst(TheFn, Ops, 4, "", MI);
+        CallInst::Create(TheFn, Ops, Ops + 4, "", MI);
       } else {
         assert(isa<MemSetInst>(MI));
         Value *Ops[] = {
@@ -620,7 +776,7 @@ void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
           ConstantInt::get(MI->getOperand(3)->getType(), EltSize), // Size
           Zero  // Align
         };
-        new CallInst(TheFn, Ops, 4, "", MI);
+        CallInst::Create(TheFn, Ops, Ops + 4, "", MI);
       }
     }
 
@@ -631,6 +787,46 @@ void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
   }
 }
 
+/// HasPadding - Return true if the specified type has any structure or
+/// alignment padding, false otherwise.
+static bool HasPadding(const Type *Ty, const TargetData &TD) {
+  if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
+    const StructLayout *SL = TD.getStructLayout(STy);
+    unsigned PrevFieldBitOffset = 0;
+    for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
+      unsigned FieldBitOffset = SL->getElementOffsetInBits(i);
+
+      // Padding in sub-elements?
+      if (HasPadding(STy->getElementType(i), TD))
+        return true;
+
+      // Check to see if there is any padding between this element and the
+      // previous one.
+      if (i) {
+        unsigned PrevFieldEnd =
+        PrevFieldBitOffset+TD.getTypeSizeInBits(STy->getElementType(i-1));
+        if (PrevFieldEnd < FieldBitOffset)
+          return true;
+      }
+
+      PrevFieldBitOffset = FieldBitOffset;
+    }
+
+    //  Check for tail padding.
+    if (unsigned EltCount = STy->getNumElements()) {
+      unsigned PrevFieldEnd = PrevFieldBitOffset +
+                   TD.getTypeSizeInBits(STy->getElementType(EltCount-1));
+      if (PrevFieldEnd < SL->getSizeInBits())
+        return true;
+    }
+
+  } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
+    return HasPadding(ATy->getElementType(), TD);
+  } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
+    return HasPadding(VTy->getElementType(), TD);
+  }
+  return TD.getTypeSizeInBits(Ty) != TD.getABITypeSizeInBits(Ty);
+}
 
 /// isSafeStructAllocaToScalarRepl - Check to see if the specified allocation of
 /// an aggregate can be broken down into elements.  Return 0 if not, 3 if safe,
@@ -639,18 +835,28 @@ void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
 int SROA::isSafeAllocaToScalarRepl(AllocationInst *AI) {
   // Loop over the use list of the alloca.  We can only transform it if all of
   // the users are safe to transform.
-  //
-  int isSafe = 3;
+  AllocaInfo Info;
+  
   for (Value::use_iterator I = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
        I != E; ++I) {
-    isSafe &= isSafeUseOfAllocation(cast<Instruction>(*I), AI);
-    if (isSafe == 0) {
+    isSafeUseOfAllocation(cast<Instruction>(*I), AI, Info);
+    if (Info.isUnsafe) {
       DOUT << "Cannot transform: " << *AI << "  due to user: " << **I;
       return 0;
     }
   }
-  // If we require cleanup, isSafe is now 1, otherwise it is 3.
-  return isSafe;
+  
+  // Okay, we know all the users are promotable.  If the aggregate is a memcpy
+  // source and destination, we have to be careful.  In particular, the memcpy
+  // could be moving around elements that live in structure padding of the LLVM
+  // types, but may actually be used.  In these cases, we refuse to promote the
+  // struct.
+  if (Info.isMemCpySrc && Info.isMemCpyDst &&
+      HasPadding(AI->getType()->getElementType(), getAnalysis<TargetData>()))
+    return 0;
+
+  // If we require cleanup, return 1, otherwise return 3.
+  return Info.needsCanon ? 1 : 3;
 }
 
 /// CanonicalizeAllocaUsers - If SROA reported that it can promote the specified
@@ -682,20 +888,22 @@ void SROA::CanonicalizeAllocaUsers(AllocationInst *AI) {
           // Insert the new GEP instructions, which are properly indexed.
           SmallVector<Value*, 8> Indices(GEPI->op_begin()+1, GEPI->op_end());
           Indices[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
-          Value *ZeroIdx = new GetElementPtrInst(GEPI->getOperand(0),
-                                                 &Indices[0], Indices.size(),
-                                                 GEPI->getName()+".0", GEPI);
+          Value *ZeroIdx = GetElementPtrInst::Create(GEPI->getOperand(0),
+                                                     Indices.begin(),
+                                                     Indices.end(),
+                                                     GEPI->getName()+".0", GEPI);
           Indices[1] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 1);
-          Value *OneIdx = new GetElementPtrInst(GEPI->getOperand(0),
-                                                &Indices[0], Indices.size(),
-                                                GEPI->getName()+".1", GEPI);
+          Value *OneIdx = GetElementPtrInst::Create(GEPI->getOperand(0),
+                                                    Indices.begin(),
+                                                    Indices.end(),
+                                                    GEPI->getName()+".1", GEPI);
           // Replace all loads of the variable index GEP with loads from both
           // indexes and a select.
           while (!GEPI->use_empty()) {
             LoadInst *LI = cast<LoadInst>(GEPI->use_back());
             Value *Zero = new LoadInst(ZeroIdx, LI->getName()+".0", LI);
             Value *One  = new LoadInst(OneIdx , LI->getName()+".1", LI);
-            Value *R = new SelectInst(IsOne, One, Zero, LI->getName(), LI);
+            Value *R = SelectInst::Create(IsOne, One, Zero, LI->getName(), LI);
             LI->replaceAllUsesWith(R);
             LI->eraseFromParent();
           }
@@ -755,6 +963,9 @@ static bool MergeInType(const Type *In, const Type *&Accum,
     case Type::PointerTyID: Accum = TD.getIntPtrType(); break;
     case Type::FloatTyID:   Accum = Type::Int32Ty; break;
     case Type::DoubleTyID:  Accum = Type::Int64Ty; break;
+    case Type::X86_FP80TyID:  return true;
+    case Type::FP128TyID: return true;
+    case Type::PPC_FP128TyID: return true;
     default:
       assert(Accum->isInteger() && "Unknown FP type!");
       break;
@@ -764,6 +975,9 @@ static bool MergeInType(const Type *In, const Type *&Accum,
     case Type::PointerTyID: In = TD.getIntPtrType(); break;
     case Type::FloatTyID:   In = Type::Int32Ty; break;
     case Type::DoubleTyID:  In = Type::Int64Ty; break;
+    case Type::X86_FP80TyID:  return true;
+    case Type::FP128TyID: return true;
+    case Type::PPC_FP128TyID: return true;
     default:
       assert(In->isInteger() && "Unknown FP type!");
       break;
@@ -773,10 +987,10 @@ static bool MergeInType(const Type *In, const Type *&Accum,
   return false;
 }
 
-/// getUIntAtLeastAsBitAs - Return an unsigned integer type that is at least
+/// getUIntAtLeastAsBigAs - Return an unsigned integer type that is at least
 /// as big as the specified type.  If there is no suitable type, this returns
 /// null.
-const Type *getUIntAtLeastAsBitAs(unsigned NumBits) {
+const Type *getUIntAtLeastAsBigAs(unsigned NumBits) {
   if (NumBits > 64) return 0;
   if (NumBits > 32) return Type::Int64Ty;
   if (NumBits > 16) return Type::Int32Ty;
@@ -799,12 +1013,22 @@ const Type *SROA::CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial) {
     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
     
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
+      // FIXME: Loads of a first class aggregrate value could be converted to a
+      // series of loads and insertvalues
+      if (!LI->getType()->isSingleValueType())
+        return 0;
+
       if (MergeInType(LI->getType(), UsedType, TD))
         return 0;
       
     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
       // Storing the pointer, not into the value?
       if (SI->getOperand(0) == V) return 0;
+
+      // FIXME: Stores of a first class aggregrate value could be converted to a
+      // series of extractvalues and stores
+      if (!SI->getOperand(0)->getType()->isSingleValueType())
+        return 0;
       
       // NOTE: We could handle storing of FP imms into integers here!
       
@@ -818,7 +1042,7 @@ const Type *SROA::CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial) {
       // Check to see if this is stepping over an element: GEP Ptr, int C
       if (GEP->getNumOperands() == 2 && isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))) {
         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->getZExtValue();
-        unsigned ElSize = TD.getTypeSize(PTy->getElementType());
+        unsigned ElSize = TD.getABITypeSize(PTy->getElementType());
         unsigned BitOffset = Idx*ElSize*8;
         if (BitOffset > 64 || !isPowerOf2_32(ElSize)) return 0;
         
@@ -827,7 +1051,7 @@ const Type *SROA::CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial) {
         if (SubElt == 0) return 0;
         if (SubElt != Type::VoidTy && SubElt->isInteger()) {
           const Type *NewTy = 
-            getUIntAtLeastAsBitAs(TD.getTypeSize(SubElt)*8+BitOffset);
+            getUIntAtLeastAsBigAs(TD.getABITypeSizeInBits(SubElt)+BitOffset);
           if (NewTy == 0 || MergeInType(NewTy, UsedType, TD)) return 0;
           continue;
         }
@@ -843,7 +1067,7 @@ const Type *SROA::CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial) {
         if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(AggTy)) {
           if (Idx >= ATy->getNumElements()) return 0;  // Out of range.
         } else if (const VectorType *VectorTy = dyn_cast<VectorType>(AggTy)) {
-          // Getting an element of the packed vector.
+          // Getting an element of the vector.
           if (Idx >= VectorTy->getNumElements()) return 0;  // Out of range.
 
           // Merge in the vector type.
@@ -864,7 +1088,7 @@ const Type *SROA::CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial) {
         } else {
           return 0;
         }
-        const Type *NTy = getUIntAtLeastAsBitAs(TD.getTypeSize(AggTy)*8);
+        const Type *NTy = getUIntAtLeastAsBigAs(TD.getABITypeSizeInBits(AggTy));
         if (NTy == 0 || MergeInType(NTy, UsedType, TD)) return 0;
         const Type *SubTy = CanConvertToScalar(GEP, IsNotTrivial);
         if (SubTy == 0) return 0;
@@ -911,166 +1135,30 @@ void SROA::ConvertToScalar(AllocationInst *AI, const Type *ActualTy) {
 /// Offset is an offset from the original alloca, in bits that need to be
 /// shifted to the right.  By the end of this, there should be no uses of Ptr.
 void SROA::ConvertUsesToScalar(Value *Ptr, AllocaInst *NewAI, unsigned Offset) {
-  const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
   while (!Ptr->use_empty()) {
     Instruction *User = cast<Instruction>(Ptr->use_back());
     
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
-      // The load is a bit extract from NewAI shifted right by Offset bits.
-      Value *NV = new LoadInst(NewAI, LI->getName(), LI);
-      if (NV->getType() == LI->getType()) {
-        // We win, no conversion needed.
-      } else if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(NV->getType())) {
-        // If the result alloca is a vector type, this is either an element
-        // access or a bitcast to another vector type.
-        if (isa<VectorType>(LI->getType())) {
-          NV = new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
-        } else {
-          // Must be an element access.
-          unsigned Elt = Offset/(TD.getTypeSize(PTy->getElementType())*8);
-          NV = new ExtractElementInst(
-                         NV, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt), "tmp", LI);
-        }
-      } else if (isa<PointerType>(NV->getType())) {
-        assert(isa<PointerType>(LI->getType()));
-        // Must be ptr->ptr cast.  Anything else would result in NV being
-        // an integer.
-        NV = new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
-      } else {
-        const IntegerType *NTy = cast<IntegerType>(NV->getType());
-        unsigned LIBitWidth = TD.getTypeSizeInBits(LI->getType());
-        
-        // If this is a big-endian system and the load is narrower than the
-        // full alloca type, we need to do a shift to get the right bits.
-        int ShAmt = 0;
-        if (TD.isBigEndian()) {
-          ShAmt = NTy->getBitWidth()-LIBitWidth-Offset;
-        } else {
-          ShAmt = Offset;
-        }
-        
-        // Note: we support negative bitwidths (with shl) which are not defined.
-        // We do this to support (f.e.) loads off the end of a structure where
-        // only some bits are used.
-        if (ShAmt > 0 && (unsigned)ShAmt < NTy->getBitWidth())
-          NV = BinaryOperator::createLShr(NV, 
-                                          ConstantInt::get(NV->getType(),ShAmt),
-                                          LI->getName(), LI);
-        else if (ShAmt < 0 && (unsigned)-ShAmt < NTy->getBitWidth())
-          NV = BinaryOperator::createShl(NV, 
-                                         ConstantInt::get(NV->getType(),-ShAmt),
-                                         LI->getName(), LI);
-        
-        // Finally, unconditionally truncate the integer to the right width.
-        if (LIBitWidth < NTy->getBitWidth())
-          NV = new TruncInst(NV, IntegerType::get(LIBitWidth),
-                             LI->getName(), LI);
-        
-        // If the result is an integer, this is a trunc or bitcast.
-        if (isa<IntegerType>(LI->getType())) {
-          assert(NV->getType() == LI->getType() && "Truncate wasn't enough?");
-        } else if (LI->getType()->isFloatingPoint()) {
-          // Just do a bitcast, we know the sizes match up.
-          NV = new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
-        } else {
-          // Otherwise must be a pointer.
-          NV = new IntToPtrInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
-        }
-      }
+      Value *NV = ConvertUsesOfLoadToScalar(LI, NewAI, Offset);
       LI->replaceAllUsesWith(NV);
       LI->eraseFromParent();
     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
       assert(SI->getOperand(0) != Ptr && "Consistency error!");
 
-      // Convert the stored type to the actual type, shift it left to insert
-      // then 'or' into place.
-      Value *SV = SI->getOperand(0);
-      const Type *AllocaType = NewAI->getType()->getElementType();
-      if (SV->getType() == AllocaType) {
-        // All is well.
-      } else if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(AllocaType)) {
-        Value *Old = new LoadInst(NewAI, NewAI->getName()+".in", SI);
-
-        // If the result alloca is a vector type, this is either an element
-        // access or a bitcast to another vector type.
-        if (isa<VectorType>(SV->getType())) {
-          SV = new BitCastInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
-        } else {            
-          // Must be an element insertion.
-          unsigned Elt = Offset/(TD.getTypeSize(PTy->getElementType())*8);
-          SV = new InsertElementInst(Old, SV,
-                                     ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt),
-                                     "tmp", SI);
-        }
-      } else if (isa<PointerType>(AllocaType)) {
-        // If the alloca type is a pointer, then all the elements must be
-        // pointers.
-        if (SV->getType() != AllocaType)
-          SV = new BitCastInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
-      } else {
-        Value *Old = new LoadInst(NewAI, NewAI->getName()+".in", SI);
-
-        // If SV is a float, convert it to the appropriate integer type.
-        // If it is a pointer, do the same, and also handle ptr->ptr casts
-        // here.
-        unsigned SrcWidth = TD.getTypeSizeInBits(SV->getType());
-        unsigned DestWidth = AllocaType->getPrimitiveSizeInBits();
-        if (SV->getType()->isFloatingPoint())
-          SV = new BitCastInst(SV, IntegerType::get(SrcWidth),
-                               SV->getName(), SI);
-        else if (isa<PointerType>(SV->getType()))
-          SV = new PtrToIntInst(SV, TD.getIntPtrType(), SV->getName(), SI);
-                 
-        // Always zero extend the value if needed.
-        if (SV->getType() != AllocaType)
-          SV = new ZExtInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
-        
-        // If this is a big-endian system and the store is narrower than the
-        // full alloca type, we need to do a shift to get the right bits.
-        int ShAmt = 0;
-        if (TD.isBigEndian()) {
-          ShAmt = DestWidth-SrcWidth-Offset;
-        } else {
-          ShAmt = Offset;
-        }
-        
-        // Note: we support negative bitwidths (with shr) which are not defined.
-        // We do this to support (f.e.) stores off the end of a structure where
-        // only some bits in the structure are set.
-        APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(DestWidth, SrcWidth));
-        if (ShAmt > 0 && (unsigned)ShAmt < DestWidth) {
-          SV = BinaryOperator::createShl(SV, 
-                                         ConstantInt::get(SV->getType(), ShAmt),
-                                         SV->getName(), SI);
-          Mask <<= ShAmt;
-        } else if (ShAmt < 0 && (unsigned)-ShAmt < DestWidth) {
-          SV = BinaryOperator::createLShr(SV,
-                                         ConstantInt::get(SV->getType(),-ShAmt),
-                                          SV->getName(), SI);
-          Mask = Mask.lshr(ShAmt);
-        }
-        
-        // Mask out the bits we are about to insert from the old value, and or
-        // in the new bits.
-        if (SrcWidth != DestWidth) {
-          assert(DestWidth > SrcWidth);
-          Old = BinaryOperator::createAnd(Old, ConstantInt::get(~Mask),
-                                          Old->getName()+".mask", SI);
-          SV = BinaryOperator::createOr(Old, SV, SV->getName()+".ins", SI);
-        }
-      }
+      Value *SV = ConvertUsesOfStoreToScalar(SI, NewAI, Offset);
       new StoreInst(SV, NewAI, SI);
       SI->eraseFromParent();
       
     } else if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
-       ConvertUsesToScalar(CI, NewAI, Offset);
+      ConvertUsesToScalar(CI, NewAI, Offset);
       CI->eraseFromParent();
     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(User)) {
       const PointerType *AggPtrTy = 
         cast<PointerType>(GEP->getOperand(0)->getType());
       const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
-      unsigned AggSizeInBits = TD.getTypeSize(AggPtrTy->getElementType())*8;
-      
+      unsigned AggSizeInBits =
+        TD.getABITypeSizeInBits(AggPtrTy->getElementType());
+
       // Check to see if this is stepping over an element: GEP Ptr, int C
       unsigned NewOffset = Offset;
       if (GEP->getNumOperands() == 2) {
@@ -1083,12 +1171,13 @@ void SROA::ConvertUsesToScalar(Value *Ptr, AllocaInst *NewAI, unsigned Offset) {
         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2))->getZExtValue();
         const Type *AggTy = AggPtrTy->getElementType();
         if (const SequentialType *SeqTy = dyn_cast<SequentialType>(AggTy)) {
-          unsigned ElSizeBits = TD.getTypeSize(SeqTy->getElementType())*8;
+          unsigned ElSizeBits =
+            TD.getABITypeSizeInBits(SeqTy->getElementType());
 
           NewOffset += ElSizeBits*Idx;
         } else if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(AggTy)) {
           unsigned EltBitOffset =
-            TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(Idx)*8;
+            TD.getStructLayout(STy)->getElementOffsetInBits(Idx);
           
           NewOffset += EltBitOffset;
         } else {
@@ -1107,3 +1196,278 @@ void SROA::ConvertUsesToScalar(Value *Ptr, AllocaInst *NewAI, unsigned Offset) {
     }
   }
 }
+
+/// ConvertUsesOfLoadToScalar - Convert all of the users the specified load to
+/// use the new alloca directly, returning the value that should replace the
+/// load.  This happens when we are converting an "integer union" to a
+/// single integer scalar, or when we are converting a "vector union" to a
+/// vector with insert/extractelement instructions.
+///
+/// Offset is an offset from the original alloca, in bits that need to be
+/// shifted to the right.  By the end of this, there should be no uses of Ptr.
+Value *SROA::ConvertUsesOfLoadToScalar(LoadInst *LI, AllocaInst *NewAI, 
+                                       unsigned Offset) {
+  // The load is a bit extract from NewAI shifted right by Offset bits.
+  Value *NV = new LoadInst(NewAI, LI->getName(), LI);
+  
+  if (NV->getType() == LI->getType() && Offset == 0) {
+    // We win, no conversion needed.
+    return NV;
+  } 
+
+  // If the result type of the 'union' is a pointer, then this must be ptr->ptr
+  // cast.  Anything else would result in NV being an integer.
+  if (isa<PointerType>(NV->getType())) {
+    assert(isa<PointerType>(LI->getType()));
+    return new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
+  }
+  
+  if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(NV->getType())) {
+    // If the result alloca is a vector type, this is either an element
+    // access or a bitcast to another vector type.
+    if (isa<VectorType>(LI->getType()))
+      return new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
+
+    // Otherwise it must be an element access.
+    const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
+    unsigned Elt = 0;
+    if (Offset) {
+      unsigned EltSize = TD.getABITypeSizeInBits(VTy->getElementType());
+      Elt = Offset/EltSize;
+      Offset -= EltSize*Elt;
+    }
+    NV = new ExtractElementInst(NV, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt),
+                                "tmp", LI);
+    
+    // If we're done, return this element.
+    if (NV->getType() == LI->getType() && Offset == 0)
+      return NV;
+  }
+  
+  const IntegerType *NTy = cast<IntegerType>(NV->getType());
+  
+  // If this is a big-endian system and the load is narrower than the
+  // full alloca type, we need to do a shift to get the right bits.
+  int ShAmt = 0;
+  const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
+  if (TD.isBigEndian()) {
+    // On big-endian machines, the lowest bit is stored at the bit offset
+    // from the pointer given by getTypeStoreSizeInBits.  This matters for
+    // integers with a bitwidth that is not a multiple of 8.
+    ShAmt = TD.getTypeStoreSizeInBits(NTy) -
+    TD.getTypeStoreSizeInBits(LI->getType()) - Offset;
+  } else {
+    ShAmt = Offset;
+  }
+  
+  // Note: we support negative bitwidths (with shl) which are not defined.
+  // We do this to support (f.e.) loads off the end of a structure where
+  // only some bits are used.
+  if (ShAmt > 0 && (unsigned)ShAmt < NTy->getBitWidth())
+    NV = BinaryOperator::CreateLShr(NV, 
+                                    ConstantInt::get(NV->getType(),ShAmt),
+                                    LI->getName(), LI);
+  else if (ShAmt < 0 && (unsigned)-ShAmt < NTy->getBitWidth())
+    NV = BinaryOperator::CreateShl(NV, 
+                                   ConstantInt::get(NV->getType(),-ShAmt),
+                                   LI->getName(), LI);
+  
+  // Finally, unconditionally truncate the integer to the right width.
+  unsigned LIBitWidth = TD.getTypeSizeInBits(LI->getType());
+  if (LIBitWidth < NTy->getBitWidth())
+    NV = new TruncInst(NV, IntegerType::get(LIBitWidth),
+                       LI->getName(), LI);
+  
+  // If the result is an integer, this is a trunc or bitcast.
+  if (isa<IntegerType>(LI->getType())) {
+    // Should be done.
+  } else if (LI->getType()->isFloatingPoint()) {
+    // Just do a bitcast, we know the sizes match up.
+    NV = new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
+  } else {
+    // Otherwise must be a pointer.
+    NV = new IntToPtrInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
+  }
+  assert(NV->getType() == LI->getType() && "Didn't convert right?");
+  return NV;
+}
+
+
+/// ConvertUsesOfStoreToScalar - Convert the specified store to a load+store
+/// pair of the new alloca directly, returning the value that should be stored
+/// to the alloca.  This happens when we are converting an "integer union" to a
+/// single integer scalar, or when we are converting a "vector union" to a
+/// vector with insert/extractelement instructions.
+///
+/// Offset is an offset from the original alloca, in bits that need to be
+/// shifted to the right.  By the end of this, there should be no uses of Ptr.
+Value *SROA::ConvertUsesOfStoreToScalar(StoreInst *SI, AllocaInst *NewAI, 
+                                        unsigned Offset) {
+  
+  // Convert the stored type to the actual type, shift it left to insert
+  // then 'or' into place.
+  Value *SV = SI->getOperand(0);
+  const Type *AllocaType = NewAI->getType()->getElementType();
+  if (SV->getType() == AllocaType && Offset == 0) {
+    // All is well.
+  } else if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(AllocaType)) {
+    Value *Old = new LoadInst(NewAI, NewAI->getName()+".in", SI);
+    
+    // If the result alloca is a vector type, this is either an element
+    // access or a bitcast to another vector type.
+    if (isa<VectorType>(SV->getType())) {
+      SV = new BitCastInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
+    } else {
+      // Must be an element insertion.
+      const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
+      unsigned Elt = Offset/TD.getABITypeSizeInBits(PTy->getElementType());
+      SV = InsertElementInst::Create(Old, SV,
+                                     ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt),
+                                     "tmp", SI);
+    }
+  } else if (isa<PointerType>(AllocaType)) {
+    // If the alloca type is a pointer, then all the elements must be
+    // pointers.
+    if (SV->getType() != AllocaType)
+      SV = new BitCastInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
+  } else {
+    Value *Old = new LoadInst(NewAI, NewAI->getName()+".in", SI);
+    
+    // If SV is a float, convert it to the appropriate integer type.
+    // If it is a pointer, do the same, and also handle ptr->ptr casts
+    // here.
+    const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
+    unsigned SrcWidth = TD.getTypeSizeInBits(SV->getType());
+    unsigned DestWidth = TD.getTypeSizeInBits(AllocaType);
+    unsigned SrcStoreWidth = TD.getTypeStoreSizeInBits(SV->getType());
+    unsigned DestStoreWidth = TD.getTypeStoreSizeInBits(AllocaType);
+    if (SV->getType()->isFloatingPoint())
+      SV = new BitCastInst(SV, IntegerType::get(SrcWidth),
+                           SV->getName(), SI);
+    else if (isa<PointerType>(SV->getType()))
+      SV = new PtrToIntInst(SV, TD.getIntPtrType(), SV->getName(), SI);
+    
+    // Always zero extend the value if needed.
+    if (SV->getType() != AllocaType)
+      SV = new ZExtInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
+    
+    // If this is a big-endian system and the store is narrower than the
+    // full alloca type, we need to do a shift to get the right bits.
+    int ShAmt = 0;
+    if (TD.isBigEndian()) {
+      // On big-endian machines, the lowest bit is stored at the bit offset
+      // from the pointer given by getTypeStoreSizeInBits.  This matters for
+      // integers with a bitwidth that is not a multiple of 8.
+      ShAmt = DestStoreWidth - SrcStoreWidth - Offset;
+    } else {
+      ShAmt = Offset;
+    }
+    
+    // Note: we support negative bitwidths (with shr) which are not defined.
+    // We do this to support (f.e.) stores off the end of a structure where
+    // only some bits in the structure are set.
+    APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(DestWidth, SrcWidth));
+    if (ShAmt > 0 && (unsigned)ShAmt < DestWidth) {
+      SV = BinaryOperator::CreateShl(SV, 
+                                     ConstantInt::get(SV->getType(), ShAmt),
+                                     SV->getName(), SI);
+      Mask <<= ShAmt;
+    } else if (ShAmt < 0 && (unsigned)-ShAmt < DestWidth) {
+      SV = BinaryOperator::CreateLShr(SV,
+                                      ConstantInt::get(SV->getType(),-ShAmt),
+                                      SV->getName(), SI);
+      Mask = Mask.lshr(ShAmt);
+    }
+    
+    // Mask out the bits we are about to insert from the old value, and or
+    // in the new bits.
+    if (SrcWidth != DestWidth) {
+      assert(DestWidth > SrcWidth);
+      Old = BinaryOperator::CreateAnd(Old, ConstantInt::get(~Mask),
+                                      Old->getName()+".mask", SI);
+      SV = BinaryOperator::CreateOr(Old, SV, SV->getName()+".ins", SI);
+    }
+  }
+  return SV;
+}
+
+
+
+/// PointsToConstantGlobal - Return true if V (possibly indirectly) points to
+/// some part of a constant global variable.  This intentionally only accepts
+/// constant expressions because we don't can't rewrite arbitrary instructions.
+static bool PointsToConstantGlobal(Value *V) {
+  if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
+    return GV->isConstant();
+  if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
+    if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast || 
+        CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
+      return PointsToConstantGlobal(CE->getOperand(0));
+  return false;
+}
+
+/// isOnlyCopiedFromConstantGlobal - Recursively walk the uses of a (derived)
+/// pointer to an alloca.  Ignore any reads of the pointer, return false if we
+/// see any stores or other unknown uses.  If we see pointer arithmetic, keep
+/// track of whether it moves the pointer (with isOffset) but otherwise traverse
+/// the uses.  If we see a memcpy/memmove that targets an unoffseted pointer to
+/// the alloca, and if the source pointer is a pointer to a constant  global, we
+/// can optimize this.
+static bool isOnlyCopiedFromConstantGlobal(Value *V, Instruction *&TheCopy,
+                                           bool isOffset) {
+  for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI!=E; ++UI) {
+    if (isa<LoadInst>(*UI)) {
+      // Ignore loads, they are always ok.
+      continue;
+    }
+    if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(*UI)) {
+      // If uses of the bitcast are ok, we are ok.
+      if (!isOnlyCopiedFromConstantGlobal(BCI, TheCopy, isOffset))
+        return false;
+      continue;
+    }
+    if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI)) {
+      // If the GEP has all zero indices, it doesn't offset the pointer.  If it
+      // doesn't, it does.
+      if (!isOnlyCopiedFromConstantGlobal(GEP, TheCopy,
+                                         isOffset || !GEP->hasAllZeroIndices()))
+        return false;
+      continue;
+    }
+    
+    // If this is isn't our memcpy/memmove, reject it as something we can't
+    // handle.
+    if (!isa<MemCpyInst>(*UI) && !isa<MemMoveInst>(*UI))
+      return false;
+
+    // If we already have seen a copy, reject the second one.
+    if (TheCopy) return false;
+    
+    // If the pointer has been offset from the start of the alloca, we can't
+    // safely handle this.
+    if (isOffset) return false;
+
+    // If the memintrinsic isn't using the alloca as the dest, reject it.
+    if (UI.getOperandNo() != 1) return false;
+    
+    MemIntrinsic *MI = cast<MemIntrinsic>(*UI);
+    
+    // If the source of the memcpy/move is not a constant global, reject it.
+    if (!PointsToConstantGlobal(MI->getOperand(2)))
+      return false;
+    
+    // Otherwise, the transform is safe.  Remember the copy instruction.
+    TheCopy = MI;
+  }
+  return true;
+}
+
+/// isOnlyCopiedFromConstantGlobal - Return true if the specified alloca is only
+/// modified by a copy from a constant global.  If we can prove this, we can
+/// replace any uses of the alloca with uses of the global directly.
+Instruction *SROA::isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AllocationInst *AI) {
+  Instruction *TheCopy = 0;
+  if (::isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AI, TheCopy, false))
+    return TheCopy;
+  return 0;
+}