Remove ImmediateDominator analysis. The same information can be obtained from DomTre...
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / Type.cpp
index 44e59d01fecc90739f7e60ed938dd29aff760dba..10063126e54d2c50f345128ff1806b83100e4f6a 100644 (file)
-//===-- Type.cpp - Implement the Type class ----------------------*- C++ -*--=//
+//===-- Type.cpp - Implement the Type class -------------------------------===//
+//
+//                     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 implements the Type class for the VMCore library.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#include "llvm/AbstractTypeUser.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
-#include "llvm/Support/StringExtras.h"
-#include "llvm/CodeGen/TargetMachine.h"
+#include "llvm/ParameterAttributes.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
+#include "llvm/ADT/StringExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SCCIterator.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Support/MathExtras.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include <algorithm>
+using namespace llvm;
+
+// DEBUG_MERGE_TYPES - Enable this #define to see how and when derived types are
+// created and later destroyed, all in an effort to make sure that there is only
+// a single canonical version of a type.
+//
+// #define DEBUG_MERGE_TYPES 1
+
+AbstractTypeUser::~AbstractTypeUser() {}
+
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//                         Type Class Implementation
+//                         Type PATypeHolder Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-static unsigned CurUID = 0;
-static vector<const Type *> UIDMappings;
+/// get - This implements the forwarding part of the union-find algorithm for
+/// abstract types.  Before every access to the Type*, we check to see if the
+/// type we are pointing to is forwarding to a new type.  If so, we drop our
+/// reference to the type.
+///
+Type* PATypeHolder::get() const {
+  const Type *NewTy = Ty->getForwardedType();
+  if (!NewTy) return const_cast<Type*>(Ty);
+  return *const_cast<PATypeHolder*>(this) = NewTy;
+}
 
-Type::Type(const string &name, PrimitiveID id) 
-  : Value(Type::TypeTy, Value::TypeVal, name) {
-  ID = id;
-  ConstRulesImpl = 0;
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                         Type Class Implementation
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
-  UID = CurUID++;       // Assign types UID's as they are created
-  UIDMappings.push_back(this);
+// Concrete/Abstract TypeDescriptions - We lazily calculate type descriptions
+// for types as they are needed.  Because resolution of types must invalidate
+// all of the abstract type descriptions, we keep them in a seperate map to make
+// this easy.
+static ManagedStatic<std::map<const Type*, 
+                              std::string> > ConcreteTypeDescriptions;
+static ManagedStatic<std::map<const Type*,
+                              std::string> > AbstractTypeDescriptions;
+
+Type::Type(const char *Name, TypeID id)
+  : ID(id), Abstract(false),  SubclassData(0), RefCount(0), ForwardType(0),
+    NumContainedTys(0),  ContainedTys(0) {
+  assert(Name && Name[0] && "Should use other ctor if no name!");
+  (*ConcreteTypeDescriptions)[this] = Name;
 }
 
-const Type *Type::getUniqueIDType(unsigned UID) {
-  assert(UID < UIDMappings.size() && 
-         "Type::getPrimitiveType: UID out of range!");
-  return UIDMappings[UID];
+/// Because of the way Type subclasses are allocated, this function is necessary
+/// to use the correct kind of "delete" operator to deallocate the Type object.
+/// Some type objects (FunctionTy, StructTy) allocate additional space after 
+/// the space for their derived type to hold the contained types array of
+/// PATypeHandles. Using this allocation scheme means all the PATypeHandles are
+/// allocated with the type object, decreasing allocations and eliminating the
+/// need for a std::vector to be used in the Type class itself. 
+/// @brief Type destruction function
+void Type::destroy() const {
+
+  // Structures and Functions allocate their contained types past the end of
+  // the type object itself. These need to be destroyed differently than the
+  // other types.
+  if (isa<FunctionType>(this) || isa<StructType>(this)) {
+    // First, make sure we destruct any PATypeHandles allocated by these
+    // subclasses.  They must be manually destructed. 
+    for (unsigned i = 0; i < NumContainedTys; ++i)
+      ContainedTys[i].PATypeHandle::~PATypeHandle();
+
+    // Now call the destructor for the subclass directly because we're going
+    // to delete this as an array of char.
+    if (isa<FunctionType>(this))
+      ((FunctionType*)this)->FunctionType::~FunctionType();
+    else
+      ((StructType*)this)->StructType::~StructType();
+
+    // Finally, remove the memory as an array deallocation of the chars it was
+    // constructed from.
+    delete [] reinterpret_cast<const char*>(this); 
+
+    return;
+  }
+
+  // For all the other type subclasses, there is either no contained types or 
+  // just one (all Sequentials). For Sequentials, the PATypeHandle is not
+  // allocated past the type object, its included directly in the SequentialType
+  // class. This means we can safely just do "normal" delete of this object and
+  // all the destructors that need to run will be run.
+  delete this; 
 }
 
-const Type *Type::getPrimitiveType(PrimitiveID IDNumber) {
+const Type *Type::getPrimitiveType(TypeID IDNumber) {
   switch (IDNumber) {
   case VoidTyID  : return VoidTy;
-  case BoolTyID  : return BoolTy;
-  case UByteTyID : return UByteTy;
-  case SByteTyID : return SByteTy;
-  case UShortTyID: return UShortTy;
-  case ShortTyID : return ShortTy;
-  case UIntTyID  : return UIntTy;
-  case IntTyID   : return IntTy;
-  case ULongTyID : return ULongTy;
-  case LongTyID  : return LongTy;
   case FloatTyID : return FloatTy;
   case DoubleTyID: return DoubleTy;
-  case TypeTyID  : return TypeTy;
   case LabelTyID : return LabelTy;
-  case LockTyID  : return LockTy;
-  case FillerTyID: return new Type("XXX FILLER XXX", FillerTyID); // TODO:KILLME
   default:
     return 0;
   }
 }
 
+const Type *Type::getVAArgsPromotedType() const {
+  if (ID == IntegerTyID && getSubclassData() < 32)
+    return Type::Int32Ty;
+  else if (ID == FloatTyID)
+    return Type::DoubleTy;
+  else
+    return this;
+}
 
+/// isFPOrFPVector - Return true if this is a FP type or a vector of FP types.
+///
+bool Type::isFPOrFPVector() const {
+  if (ID == Type::FloatTyID || ID == Type::DoubleTyID) return true;
+  if (ID != Type::VectorTyID) return false;
+  
+  return cast<VectorType>(this)->getElementType()->isFloatingPoint();
+}
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//                           Auxilliary classes
-//===----------------------------------------------------------------------===//
+// canLosslesllyBitCastTo - Return true if this type can be converted to
+// 'Ty' without any reinterpretation of bits.  For example, uint to int.
 //
-// These classes are used to implement specialized behavior for each different
-// type.
+bool Type::canLosslesslyBitCastTo(const Type *Ty) const {
+  // Identity cast means no change so return true
+  if (this == Ty) 
+    return true;
+  
+  // They are not convertible unless they are at least first class types
+  if (!this->isFirstClassType() || !Ty->isFirstClassType())
+    return false;
+
+  // Vector -> Vector conversions are always lossless if the two vector types
+  // have the same size, otherwise not.
+  if (const VectorType *thisPTy = dyn_cast<VectorType>(this))
+    if (const VectorType *thatPTy = dyn_cast<VectorType>(Ty))
+      return thisPTy->getBitWidth() == thatPTy->getBitWidth();
+
+  // At this point we have only various mismatches of the first class types
+  // remaining and ptr->ptr. Just select the lossless conversions. Everything
+  // else is not lossless.
+  if (isa<PointerType>(this))
+    return isa<PointerType>(Ty);
+  return false;  // Other types have no identity values
+}
+
+unsigned Type::getPrimitiveSizeInBits() const {
+  switch (getTypeID()) {
+  case Type::FloatTyID: return 32;
+  case Type::DoubleTyID: return 64;
+  case Type::IntegerTyID: return cast<IntegerType>(this)->getBitWidth();
+  case Type::VectorTyID:  return cast<VectorType>(this)->getBitWidth();
+  default: return 0;
+  }
+}
+
+/// isSizedDerivedType - Derived types like structures and arrays are sized
+/// iff all of the members of the type are sized as well.  Since asking for
+/// their size is relatively uncommon, move this operation out of line.
+bool Type::isSizedDerivedType() const {
+  if (isa<IntegerType>(this))
+    return true;
+
+  if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(this))
+    return ATy->getElementType()->isSized();
+
+  if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(this))
+    return PTy->getElementType()->isSized();
+
+  if (!isa<StructType>(this)) 
+    return false;
+
+  // Okay, our struct is sized if all of the elements are...
+  for (subtype_iterator I = subtype_begin(), E = subtype_end(); I != E; ++I)
+    if (!(*I)->isSized()) 
+      return false;
+
+  return true;
+}
+
+/// getForwardedTypeInternal - This method is used to implement the union-find
+/// algorithm for when a type is being forwarded to another type.
+const Type *Type::getForwardedTypeInternal() const {
+  assert(ForwardType && "This type is not being forwarded to another type!");
+
+  // Check to see if the forwarded type has been forwarded on.  If so, collapse
+  // the forwarding links.
+  const Type *RealForwardedType = ForwardType->getForwardedType();
+  if (!RealForwardedType)
+    return ForwardType;  // No it's not forwarded again
+
+  // Yes, it is forwarded again.  First thing, add the reference to the new
+  // forward type.
+  if (RealForwardedType->isAbstract())
+    cast<DerivedType>(RealForwardedType)->addRef();
+
+  // Now drop the old reference.  This could cause ForwardType to get deleted.
+  cast<DerivedType>(ForwardType)->dropRef();
+
+  // Return the updated type.
+  ForwardType = RealForwardedType;
+  return ForwardType;
+}
+
+void Type::refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy) {
+  abort();
+}
+void Type::typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy) {
+  abort();
+}
+
+
+// getTypeDescription - This is a recursive function that walks a type hierarchy
+// calculating the description for a type.
 //
-class SignedIntType : public Type {
-  int Size;
-public:
-  SignedIntType(const string &Name, PrimitiveID id, int size) : Type(Name, id) {
-    Size = size;
+static std::string getTypeDescription(const Type *Ty,
+                                      std::vector<const Type *> &TypeStack) {
+  if (isa<OpaqueType>(Ty)) {                     // Base case for the recursion
+    std::map<const Type*, std::string>::iterator I =
+      AbstractTypeDescriptions->lower_bound(Ty);
+    if (I != AbstractTypeDescriptions->end() && I->first == Ty)
+      return I->second;
+    std::string Desc = "opaque";
+    AbstractTypeDescriptions->insert(std::make_pair(Ty, Desc));
+    return Desc;
+  }
+
+  if (!Ty->isAbstract()) {                       // Base case for the recursion
+    std::map<const Type*, std::string>::iterator I =
+      ConcreteTypeDescriptions->find(Ty);
+    if (I != ConcreteTypeDescriptions->end()) return I->second;
   }
 
-  // isSigned - Return whether a numeric type is signed.
-  virtual bool isSigned() const { return 1; }
+  // Check to see if the Type is already on the stack...
+  unsigned Slot = 0, CurSize = TypeStack.size();
+  while (Slot < CurSize && TypeStack[Slot] != Ty) ++Slot; // Scan for type
 
-  // isIntegral - Equivalent to isSigned() || isUnsigned, but with only a single
-  // virtual function invocation.
+  // This is another base case for the recursion.  In this case, we know
+  // that we have looped back to a type that we have previously visited.
+  // Generate the appropriate upreference to handle this.
   //
-  virtual bool isIntegral() const { return 1; }
-};
+  if (Slot < CurSize)
+    return "\\" + utostr(CurSize-Slot);         // Here's the upreference
 
-class UnsignedIntType : public Type {
-  uint64_t Size;
-public:
-  UnsignedIntType(const string &N, PrimitiveID id, int size) : Type(N, id) {
-    Size = size;
+  // Recursive case: derived types...
+  std::string Result;
+  TypeStack.push_back(Ty);    // Add us to the stack..
+
+  switch (Ty->getTypeID()) {
+  case Type::IntegerTyID: {
+    const IntegerType *ITy = cast<IntegerType>(Ty);
+    Result = "i" + utostr(ITy->getBitWidth());
+    break;
+  }
+  case Type::FunctionTyID: {
+    const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(Ty);
+    if (!Result.empty())
+      Result += " ";
+    Result += getTypeDescription(FTy->getReturnType(), TypeStack) + " (";
+    unsigned Idx = 1;
+    const ParamAttrsList *Attrs = FTy->getParamAttrs();
+    for (FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
+           E = FTy->param_end(); I != E; ++I) {
+      if (I != FTy->param_begin())
+        Result += ", ";
+      if (Attrs && Attrs->getParamAttrs(Idx) != ParamAttr::None)
+        Result += Attrs->getParamAttrsTextByIndex(Idx);
+      Idx++;
+      Result += getTypeDescription(*I, TypeStack);
+    }
+    if (FTy->isVarArg()) {
+      if (FTy->getNumParams()) Result += ", ";
+      Result += "...";
+    }
+    Result += ")";
+    if (Attrs && Attrs->getParamAttrs(0) != ParamAttr::None) {
+      Result += " " + Attrs->getParamAttrsTextByIndex(0);
+    }
+    break;
+  }
+  case Type::PackedStructTyID:
+  case Type::StructTyID: {
+    const StructType *STy = cast<StructType>(Ty);
+    if (STy->isPacked())
+      Result = "<{ ";
+    else
+      Result = "{ ";
+    for (StructType::element_iterator I = STy->element_begin(),
+           E = STy->element_end(); I != E; ++I) {
+      if (I != STy->element_begin())
+        Result += ", ";
+      Result += getTypeDescription(*I, TypeStack);
+    }
+    Result += " }";
+    if (STy->isPacked())
+      Result += ">";
+    break;
+  }
+  case Type::PointerTyID: {
+    const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Ty);
+    Result = getTypeDescription(PTy->getElementType(), TypeStack) + " *";
+    break;
+  }
+  case Type::ArrayTyID: {
+    const ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(Ty);
+    unsigned NumElements = ATy->getNumElements();
+    Result = "[";
+    Result += utostr(NumElements) + " x ";
+    Result += getTypeDescription(ATy->getElementType(), TypeStack) + "]";
+    break;
+  }
+  case Type::VectorTyID: {
+    const VectorType *PTy = cast<VectorType>(Ty);
+    unsigned NumElements = PTy->getNumElements();
+    Result = "<";
+    Result += utostr(NumElements) + " x ";
+    Result += getTypeDescription(PTy->getElementType(), TypeStack) + ">";
+    break;
+  }
+  default:
+    Result = "<error>";
+    assert(0 && "Unhandled type in getTypeDescription!");
   }
 
-  // isUnsigned - Return whether a numeric type is signed.
-  virtual bool isUnsigned() const { return 1; }
+  TypeStack.pop_back();       // Remove self from stack...
+
+  return Result;
+}
 
-  // isIntegral - Equivalent to isSigned() || isUnsigned, but with only a single
-  // virtual function invocation.
-  //
-  virtual bool isIntegral() const { return 1; }
-};
 
-static struct TypeType : public Type {
-  TypeType() : Type("type", TypeTyID) {}
-} TheTypeType;   // Implement the type that is global.
 
+static const std::string &getOrCreateDesc(std::map<const Type*,std::string>&Map,
+                                          const Type *Ty) {
+  std::map<const Type*, std::string>::iterator I = Map.find(Ty);
+  if (I != Map.end()) return I->second;
+
+  std::vector<const Type *> TypeStack;
+  std::string Result = getTypeDescription(Ty, TypeStack);
+  return Map[Ty] = Result;
+}
+
+
+const std::string &Type::getDescription() const {
+  if (isAbstract())
+    return getOrCreateDesc(*AbstractTypeDescriptions, this);
+  else
+    return getOrCreateDesc(*ConcreteTypeDescriptions, this);
+}
+
+
+bool StructType::indexValid(const Value *V) const {
+  // Structure indexes require 32-bit integer constants.
+  if (V->getType() == Type::Int32Ty)
+    if (const ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(V))
+      return CU->getZExtValue() < NumContainedTys;
+  return false;
+}
+
+// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of the
+// element.  For a structure type, this must be a constant value...
+//
+const Type *StructType::getTypeAtIndex(const Value *V) const {
+  assert(indexValid(V) && "Invalid structure index!");
+  unsigned Idx = (unsigned)cast<ConstantInt>(V)->getZExtValue();
+  return ContainedTys[Idx];
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//                           Static 'Type' data
+//                          Primitive 'Type' data
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-const Type *Type::VoidTy   = new            Type("void"  , VoidTyID),
-           *Type::BoolTy   = new            Type("bool"  , BoolTyID),
-           *Type::SByteTy  = new   SignedIntType("sbyte" , SByteTyID, 1),
-           *Type::UByteTy  = new UnsignedIntType("ubyte" , UByteTyID, 1),
-           *Type::ShortTy  = new   SignedIntType("short" ,  ShortTyID, 2),
-           *Type::UShortTy = new UnsignedIntType("ushort", UShortTyID, 2),
-           *Type::IntTy    = new   SignedIntType("int"   ,  IntTyID, 4), 
-           *Type::UIntTy   = new UnsignedIntType("uint"  , UIntTyID, 4),
-           *Type::LongTy   = new   SignedIntType("long"  ,  LongTyID, 8),
-           *Type::ULongTy  = new UnsignedIntType("ulong" , ULongTyID, 8),
-           *Type::FloatTy  = new            Type("float" , FloatTyID),
-           *Type::DoubleTy = new            Type("double", DoubleTyID),
-           *Type::TypeTy   =        &TheTypeType,
-           *Type::LabelTy  = new            Type("label" , LabelTyID),
-           *Type::LockTy   = new            Type("lock"  , LockTyID);
+const Type *Type::VoidTy   = new Type("void", Type::VoidTyID);
+const Type *Type::FloatTy  = new Type("float", Type::FloatTyID);
+const Type *Type::DoubleTy = new Type("double", Type::DoubleTyID);
+const Type *Type::LabelTy  = new Type("label", Type::LabelTyID);
+
+namespace {
+  struct BuiltinIntegerType : public IntegerType {
+    BuiltinIntegerType(unsigned W) : IntegerType(W) {}
+  };
+}
+const IntegerType *Type::Int1Ty  = new BuiltinIntegerType(1);
+const IntegerType *Type::Int8Ty  = new BuiltinIntegerType(8);
+const IntegerType *Type::Int16Ty = new BuiltinIntegerType(16);
+const IntegerType *Type::Int32Ty = new BuiltinIntegerType(32);
+const IntegerType *Type::Int64Ty = new BuiltinIntegerType(64);
 
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//                      Derived Type Implementations
+//                          Derived Type Constructors
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-// Make sure that only one instance of a particular type may be created on any
-// given run of the compiler...
-//
-// TODO: This list should be kept in sorted order so that we can do a binary
-// TODO: search instead of linear search!
-//
-// TODO: This should be templatized so that every derived type can use the same
-// TODO: code!
-//
-#define TEST_MERGE_TYPES 0
+FunctionType::FunctionType(const Type *Result,
+                           const std::vector<const Type*> &Params,
+                           bool IsVarArgs, ParamAttrsList *Attrs) 
+  : DerivedType(FunctionTyID), isVarArgs(IsVarArgs), ParamAttrs(Attrs) {
+  ContainedTys = reinterpret_cast<PATypeHandle*>(this+1);
+  NumContainedTys = Params.size() + 1; // + 1 for result type
+  assert((Result->isFirstClassType() || Result == Type::VoidTy ||
+         isa<OpaqueType>(Result)) &&
+         "LLVM functions cannot return aggregates");
+  bool isAbstract = Result->isAbstract();
+  new (&ContainedTys[0]) PATypeHandle(Result, this);
+
+  for (unsigned i = 0; i != Params.size(); ++i) {
+    assert((Params[i]->isFirstClassType() || isa<OpaqueType>(Params[i])) &&
+           "Function arguments must be value types!");
+    new (&ContainedTys[i+1]) PATypeHandle(Params[i],this);
+    isAbstract |= Params[i]->isAbstract();
+  }
+
+  // Calculate whether or not this type is abstract
+  setAbstract(isAbstract);
+
+}
+
+StructType::StructType(const std::vector<const Type*> &Types, bool isPacked)
+  : CompositeType(StructTyID) {
+  ContainedTys = reinterpret_cast<PATypeHandle*>(this + 1);
+  NumContainedTys = Types.size();
+  setSubclassData(isPacked);
+  bool isAbstract = false;
+  for (unsigned i = 0; i < Types.size(); ++i) {
+    assert(Types[i] != Type::VoidTy && "Void type for structure field!!");
+     new (&ContainedTys[i]) PATypeHandle(Types[i], this);
+    isAbstract |= Types[i]->isAbstract();
+  }
 
-#if TEST_MERGE_TYPES
-#include "llvm/Assembly/Writer.h"
+  // Calculate whether or not this type is abstract
+  setAbstract(isAbstract);
+}
+
+ArrayType::ArrayType(const Type *ElType, uint64_t NumEl)
+  : SequentialType(ArrayTyID, ElType) {
+  NumElements = NumEl;
+
+  // Calculate whether or not this type is abstract
+  setAbstract(ElType->isAbstract());
+}
+
+VectorType::VectorType(const Type *ElType, unsigned NumEl)
+  : SequentialType(VectorTyID, ElType) {
+  NumElements = NumEl;
+  setAbstract(ElType->isAbstract());
+  assert(NumEl > 0 && "NumEl of a VectorType must be greater than 0");
+  assert((ElType->isInteger() || ElType->isFloatingPoint() || 
+          isa<OpaqueType>(ElType)) && 
+         "Elements of a VectorType must be a primitive type");
+
+}
+
+
+PointerType::PointerType(const Type *E) : SequentialType(PointerTyID, E) {
+  // Calculate whether or not this type is abstract
+  setAbstract(E->isAbstract());
+}
+
+OpaqueType::OpaqueType() : DerivedType(OpaqueTyID) {
+  setAbstract(true);
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "Derived new type: " << *this << "\n";
 #endif
+}
 
-#undef RESURRECT_OLD_LAYOUT_CODE
-#ifdef RESURRECT_OLD_LAYOUT_CODE
+// dropAllTypeUses - When this (abstract) type is resolved to be equal to
+// another (more concrete) type, we must eliminate all references to other
+// types, to avoid some circular reference problems.
+void DerivedType::dropAllTypeUses() {
+  if (NumContainedTys != 0) {
+    // The type must stay abstract.  To do this, we insert a pointer to a type
+    // that will never get resolved, thus will always be abstract.
+    static Type *AlwaysOpaqueTy = OpaqueType::get();
+    static PATypeHolder Holder(AlwaysOpaqueTy);
+    ContainedTys[0] = AlwaysOpaqueTy;
 
-unsigned int
-StructType::getStorageSize(const TargetMachine& tmi) const
-{
-  if (layoutCache->targetInfo && layoutCache->targetInfo != &tmi)
-    {// target machine has changed (hey it could happen). discard cached info.
-      ResetCachedInfo();
-      layoutCache->targetInfo = &tmi;
-    }
-  
-  if (layoutCache->storageSize < 0) {
-    layoutCache->storageSize = tmi.findOptimalStorageSize(this);
-    assert(layoutCache->storageSize >= 0);
+    // Change the rest of the types to be Int32Ty's.  It doesn't matter what we
+    // pick so long as it doesn't point back to this type.  We choose something
+    // concrete to avoid overhead for adding to AbstracTypeUser lists and stuff.
+    for (unsigned i = 1, e = NumContainedTys; i != e; ++i)
+      ContainedTys[i] = Type::Int32Ty;
   }
-  
-  return layoutCache->storageSize;
 }
 
-unsigned int
-StructType::getElementOffset(int i, const TargetMachine& tmi) const
-{
-  // target machine has changed (hey it could happen). discard cached info.
-  if (layoutCache->targetInfo && layoutCache->targetInfo != &tmi)
-    ResetCachedInfo();
-  
-  if (layoutCache->memberOffsets[i] < 0) {
-    layoutCache->targetInfo = &tmi;  // remember which target was used
-    
-    unsigned int *offsetVec = tmi.findOptimalMemberOffsets(this);
-    for (unsigned i=0, N=layoutCache->memberOffsets.size(); i < N; ++i) {
-      layoutCache->memberOffsets[i] = offsetVec[i];
-      assert(layoutCache->memberOffsets[i] >= 0);
+
+
+/// TypePromotionGraph and graph traits - this is designed to allow us to do
+/// efficient SCC processing of type graphs.  This is the exact same as
+/// GraphTraits<Type*>, except that we pretend that concrete types have no
+/// children to avoid processing them.
+struct TypePromotionGraph {
+  Type *Ty;
+  TypePromotionGraph(Type *T) : Ty(T) {}
+};
+
+namespace llvm {
+  template <> struct GraphTraits<TypePromotionGraph> {
+    typedef Type NodeType;
+    typedef Type::subtype_iterator ChildIteratorType;
+
+    static inline NodeType *getEntryNode(TypePromotionGraph G) { return G.Ty; }
+    static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
+      if (N->isAbstract())
+        return N->subtype_begin();
+      else           // No need to process children of concrete types.
+        return N->subtype_end();
+    }
+    static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
+      return N->subtype_end();
+    }
+  };
+}
+
+
+// PromoteAbstractToConcrete - This is a recursive function that walks a type
+// graph calculating whether or not a type is abstract.
+//
+void Type::PromoteAbstractToConcrete() {
+  if (!isAbstract()) return;
+
+  scc_iterator<TypePromotionGraph> SI = scc_begin(TypePromotionGraph(this));
+  scc_iterator<TypePromotionGraph> SE = scc_end  (TypePromotionGraph(this));
+
+  for (; SI != SE; ++SI) {
+    std::vector<Type*> &SCC = *SI;
+
+    // Concrete types are leaves in the tree.  Since an SCC will either be all
+    // abstract or all concrete, we only need to check one type.
+    if (SCC[0]->isAbstract()) {
+      if (isa<OpaqueType>(SCC[0]))
+        return;     // Not going to be concrete, sorry.
+
+      // If all of the children of all of the types in this SCC are concrete,
+      // then this SCC is now concrete as well.  If not, neither this SCC, nor
+      // any parent SCCs will be concrete, so we might as well just exit.
+      for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i)
+        for (Type::subtype_iterator CI = SCC[i]->subtype_begin(),
+               E = SCC[i]->subtype_end(); CI != E; ++CI)
+          if ((*CI)->isAbstract())
+            // If the child type is in our SCC, it doesn't make the entire SCC
+            // abstract unless there is a non-SCC abstract type.
+            if (std::find(SCC.begin(), SCC.end(), *CI) == SCC.end())
+              return;               // Not going to be concrete, sorry.
+
+      // Okay, we just discovered this whole SCC is now concrete, mark it as
+      // such!
+      for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i) {
+        assert(SCC[i]->isAbstract() && "Why are we processing concrete types?");
+
+        SCC[i]->setAbstract(false);
+      }
+
+      for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i) {
+        assert(!SCC[i]->isAbstract() && "Concrete type became abstract?");
+        // The type just became concrete, notify all users!
+        cast<DerivedType>(SCC[i])->notifyUsesThatTypeBecameConcrete();
+      }
     }
-    delete[] offsetVec; 
   }
-  
-  return layoutCache->memberOffsets[i];
 }
 
-#endif
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//                          Derived Type Constructors
+//                      Type Structural Equality Testing
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-MethodType::MethodType(const Type *Result, const vector<const Type*> &Params, 
-                       bool IsVarArgs, const string &Name) 
-  : Type(Name, MethodTyID), ResultType(Result), 
-    ParamTys(Params.begin(), Params.end()-IsVarArgs), 
-    isVarArgs(IsVarArgs) {
+// TypesEqual - Two types are considered structurally equal if they have the
+// same "shape": Every level and element of the types have identical primitive
+// ID's, and the graphs have the same edges/nodes in them.  Nodes do not have to
+// be pointer equals to be equivalent though.  This uses an optimistic algorithm
+// that assumes that two graphs are the same until proven otherwise.
+//
+static bool TypesEqual(const Type *Ty, const Type *Ty2,
+                       std::map<const Type *, const Type *> &EqTypes) {
+  if (Ty == Ty2) return true;
+  if (Ty->getTypeID() != Ty2->getTypeID()) return false;
+  if (isa<OpaqueType>(Ty))
+    return false;  // Two unequal opaque types are never equal
+
+  std::map<const Type*, const Type*>::iterator It = EqTypes.lower_bound(Ty);
+  if (It != EqTypes.end() && It->first == Ty)
+    return It->second == Ty2;    // Looping back on a type, check for equality
+
+  // Otherwise, add the mapping to the table to make sure we don't get
+  // recursion on the types...
+  EqTypes.insert(It, std::make_pair(Ty, Ty2));
+
+  // Two really annoying special cases that breaks an otherwise nice simple
+  // algorithm is the fact that arraytypes have sizes that differentiates types,
+  // and that function types can be varargs or not.  Consider this now.
+  //
+  if (const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
+    const IntegerType *ITy2 = cast<IntegerType>(Ty2);
+    return ITy->getBitWidth() == ITy2->getBitWidth();
+  } else if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
+    return TypesEqual(PTy->getElementType(),
+                      cast<PointerType>(Ty2)->getElementType(), EqTypes);
+  } else if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
+    const StructType *STy2 = cast<StructType>(Ty2);
+    if (STy->getNumElements() != STy2->getNumElements()) return false;
+    if (STy->isPacked() != STy2->isPacked()) return false;
+    for (unsigned i = 0, e = STy2->getNumElements(); i != e; ++i)
+      if (!TypesEqual(STy->getElementType(i), STy2->getElementType(i), EqTypes))
+        return false;
+    return true;
+  } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
+    const ArrayType *ATy2 = cast<ArrayType>(Ty2);
+    return ATy->getNumElements() == ATy2->getNumElements() &&
+           TypesEqual(ATy->getElementType(), ATy2->getElementType(), EqTypes);
+  } else if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
+    const VectorType *PTy2 = cast<VectorType>(Ty2);
+    return PTy->getNumElements() == PTy2->getNumElements() &&
+           TypesEqual(PTy->getElementType(), PTy2->getElementType(), EqTypes);
+  } else if (const FunctionType *FTy = dyn_cast<FunctionType>(Ty)) {
+    const FunctionType *FTy2 = cast<FunctionType>(Ty2);
+    if (FTy->isVarArg() != FTy2->isVarArg() ||
+        FTy->getNumParams() != FTy2->getNumParams() ||
+        !TypesEqual(FTy->getReturnType(), FTy2->getReturnType(), EqTypes))
+      return false;
+    const ParamAttrsList *Attrs1 = FTy->getParamAttrs();
+    const ParamAttrsList *Attrs2 = FTy2->getParamAttrs();
+    if ((!Attrs1 && Attrs2 && !Attrs2->empty()) ||
+        (!Attrs2 && Attrs1 && !Attrs1->empty()) ||
+        (Attrs1 && Attrs2 && (Attrs1->size() != Attrs2->size() ||
+         (Attrs1->size() > 0 && 
+          Attrs1->getParamAttrs(0) != Attrs2->getParamAttrs(0)))))
+      return false;
+    ParamAttrsList PAL1;
+    if (Attrs1)
+      PAL1 = *Attrs1;
+    ParamAttrsList PAL2;
+    if (Attrs2)
+      PAL2 = *Attrs2;
+    for (unsigned i = 0, e = FTy2->getNumParams(); i != e; ++i) {
+      if (PAL1.getParamAttrs(i+1) != PAL2.getParamAttrs(i+1))
+        return false;
+      if (!TypesEqual(FTy->getParamType(i), FTy2->getParamType(i), EqTypes))
+        return false;
+    }
+    return true;
+  } else {
+    assert(0 && "Unknown derived type!");
+    return false;
+  }
 }
 
-ArrayType::ArrayType(const Type *ElType, int NumEl, const string &Name) 
-  : Type(Name, ArrayTyID), ElementType(ElType) {
-  NumElements = NumEl;
+static bool TypesEqual(const Type *Ty, const Type *Ty2) {
+  std::map<const Type *, const Type *> EqTypes;
+  return TypesEqual(Ty, Ty2, EqTypes);
+}
+
+// AbstractTypeHasCycleThrough - Return true there is a path from CurTy to
+// TargetTy in the type graph.  We know that Ty is an abstract type, so if we
+// ever reach a non-abstract type, we know that we don't need to search the
+// subgraph.
+static bool AbstractTypeHasCycleThrough(const Type *TargetTy, const Type *CurTy,
+                                std::set<const Type*> &VisitedTypes) {
+  if (TargetTy == CurTy) return true;
+  if (!CurTy->isAbstract()) return false;
+
+  if (!VisitedTypes.insert(CurTy).second)
+    return false;  // Already been here.
+
+  for (Type::subtype_iterator I = CurTy->subtype_begin(),
+       E = CurTy->subtype_end(); I != E; ++I)
+    if (AbstractTypeHasCycleThrough(TargetTy, *I, VisitedTypes))
+      return true;
+  return false;
+}
+
+static bool ConcreteTypeHasCycleThrough(const Type *TargetTy, const Type *CurTy,
+                                        std::set<const Type*> &VisitedTypes) {
+  if (TargetTy == CurTy) return true;
+
+  if (!VisitedTypes.insert(CurTy).second)
+    return false;  // Already been here.
+
+  for (Type::subtype_iterator I = CurTy->subtype_begin(),
+       E = CurTy->subtype_end(); I != E; ++I)
+    if (ConcreteTypeHasCycleThrough(TargetTy, *I, VisitedTypes))
+      return true;
+  return false;
 }
 
-StructType::StructType(const vector<const Type*> &Types, const string &Name) 
-  : Type(Name, StructTyID), ETypes(Types) {
+/// TypeHasCycleThroughItself - Return true if the specified type has a cycle
+/// back to itself.
+static bool TypeHasCycleThroughItself(const Type *Ty) {
+  std::set<const Type*> VisitedTypes;
+
+  if (Ty->isAbstract()) {  // Optimized case for abstract types.
+    for (Type::subtype_iterator I = Ty->subtype_begin(), E = Ty->subtype_end();
+         I != E; ++I)
+      if (AbstractTypeHasCycleThrough(Ty, *I, VisitedTypes))
+        return true;
+  } else {
+    for (Type::subtype_iterator I = Ty->subtype_begin(), E = Ty->subtype_end();
+         I != E; ++I)
+      if (ConcreteTypeHasCycleThrough(Ty, *I, VisitedTypes))
+        return true;
+  }
+  return false;
 }
 
-PointerType::PointerType(const Type *E) 
-  : Type(E->getName() + " *", PointerTyID), ValueType(E) {
+/// getSubElementHash - Generate a hash value for all of the SubType's of this
+/// type.  The hash value is guaranteed to be zero if any of the subtypes are 
+/// an opaque type.  Otherwise we try to mix them in as well as possible, but do
+/// not look at the subtype's subtype's.
+static unsigned getSubElementHash(const Type *Ty) {
+  unsigned HashVal = 0;
+  for (Type::subtype_iterator I = Ty->subtype_begin(), E = Ty->subtype_end();
+       I != E; ++I) {
+    HashVal *= 32;
+    const Type *SubTy = I->get();
+    HashVal += SubTy->getTypeID();
+    switch (SubTy->getTypeID()) {
+    default: break;
+    case Type::OpaqueTyID: return 0;    // Opaque -> hash = 0 no matter what.
+    case Type::IntegerTyID:
+      HashVal ^= (cast<IntegerType>(SubTy)->getBitWidth() << 3);
+      break;
+    case Type::FunctionTyID:
+      HashVal ^= cast<FunctionType>(SubTy)->getNumParams()*2 + 
+                 cast<FunctionType>(SubTy)->isVarArg();
+      break;
+    case Type::ArrayTyID:
+      HashVal ^= cast<ArrayType>(SubTy)->getNumElements();
+      break;
+    case Type::VectorTyID:
+      HashVal ^= cast<VectorType>(SubTy)->getNumElements();
+      break;
+    case Type::StructTyID:
+      HashVal ^= cast<StructType>(SubTy)->getNumElements();
+      break;
+    }
+  }
+  return HashVal ? HashVal : 1;  // Do not return zero unless opaque subty.
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//                         Derived Type Creator Functions
+//                       Derived Type Factory Functions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-const MethodType *MethodType::getMethodType(const Type *ReturnType, 
-                                            const vector<const Type*> &Params) {
-  static vector<const MethodType*> ExistingMethodTypesCache;
-
-  bool IsVarArg = Params.size() && (Params[Params.size()-1] == Type::VoidTy);
-
-  for (unsigned i = 0; i < ExistingMethodTypesCache.size(); ++i) {
-    const MethodType *T = ExistingMethodTypesCache[i];
-    if (T->getReturnType() == ReturnType && T->isVarArg() == IsVarArg) {
-      const ParamTypes &EParams = T->getParamTypes();
-      ParamTypes::const_iterator I = Params.begin(), EI = Params.end()-IsVarArg;
-      ParamTypes::const_iterator J = EParams.begin(); 
-      for (; I != EI && J != EParams.end(); ++I, ++J)
-        if (*I != *J) break;  // These types aren't equal!
-
-      if (I == EI && J == EParams.end()) {
-#if TEST_MERGE_TYPES == 2
-        ostream_iterator<const Type*> out(cerr, ", ");
-        cerr << "Type: \"";
-        copy(Params.begin(), EI, out);
-        cerr << "\"\nEquals: \"";
-        copy(EParams.begin(), EParams.end(), out);
-        cerr << "\"" << endl;
+namespace llvm {
+class TypeMapBase {
+protected:
+  /// TypesByHash - Keep track of types by their structure hash value.  Note
+  /// that we only keep track of types that have cycles through themselves in
+  /// this map.
+  ///
+  std::multimap<unsigned, PATypeHolder> TypesByHash;
+
+public:
+  void RemoveFromTypesByHash(unsigned Hash, const Type *Ty) {
+    std::multimap<unsigned, PATypeHolder>::iterator I =
+      TypesByHash.lower_bound(Hash);
+    for (; I != TypesByHash.end() && I->first == Hash; ++I) {
+      if (I->second == Ty) {
+        TypesByHash.erase(I);
+        return;
+      }
+    }
+    
+    // This must be do to an opaque type that was resolved.  Switch down to hash
+    // code of zero.
+    assert(Hash && "Didn't find type entry!");
+    RemoveFromTypesByHash(0, Ty);
+  }
+  
+  /// TypeBecameConcrete - When Ty gets a notification that TheType just became
+  /// concrete, drop uses and make Ty non-abstract if we should.
+  void TypeBecameConcrete(DerivedType *Ty, const DerivedType *TheType) {
+    // If the element just became concrete, remove 'ty' from the abstract
+    // type user list for the type.  Do this for as many times as Ty uses
+    // OldType.
+    for (Type::subtype_iterator I = Ty->subtype_begin(), E = Ty->subtype_end();
+         I != E; ++I)
+      if (I->get() == TheType)
+        TheType->removeAbstractTypeUser(Ty);
+    
+    // If the type is currently thought to be abstract, rescan all of our
+    // subtypes to see if the type has just become concrete!  Note that this
+    // may send out notifications to AbstractTypeUsers that types become
+    // concrete.
+    if (Ty->isAbstract())
+      Ty->PromoteAbstractToConcrete();
+  }
+};
+}
+
+
+// TypeMap - Make sure that only one instance of a particular type may be
+// created on any given run of the compiler... note that this involves updating
+// our map if an abstract type gets refined somehow.
+//
+namespace llvm {
+template<class ValType, class TypeClass>
+class TypeMap : public TypeMapBase {
+  std::map<ValType, PATypeHolder> Map;
+public:
+  typedef typename std::map<ValType, PATypeHolder>::iterator iterator;
+  ~TypeMap() { print("ON EXIT"); }
+
+  inline TypeClass *get(const ValType &V) {
+    iterator I = Map.find(V);
+    return I != Map.end() ? cast<TypeClass>((Type*)I->second.get()) : 0;
+  }
+
+  inline void add(const ValType &V, TypeClass *Ty) {
+    Map.insert(std::make_pair(V, Ty));
+
+    // If this type has a cycle, remember it.
+    TypesByHash.insert(std::make_pair(ValType::hashTypeStructure(Ty), Ty));
+    print("add");
+  }
+  
+  /// RefineAbstractType - This method is called after we have merged a type
+  /// with another one.  We must now either merge the type away with
+  /// some other type or reinstall it in the map with it's new configuration.
+  void RefineAbstractType(TypeClass *Ty, const DerivedType *OldType,
+                        const Type *NewType) {
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+    DOUT << "RefineAbstractType(" << (void*)OldType << "[" << *OldType
+         << "], " << (void*)NewType << " [" << *NewType << "])\n";
 #endif
-        return T;
+    
+    // Otherwise, we are changing one subelement type into another.  Clearly the
+    // OldType must have been abstract, making us abstract.
+    assert(Ty->isAbstract() && "Refining a non-abstract type!");
+    assert(OldType != NewType);
+
+    // Make a temporary type holder for the type so that it doesn't disappear on
+    // us when we erase the entry from the map.
+    PATypeHolder TyHolder = Ty;
+
+    // The old record is now out-of-date, because one of the children has been
+    // updated.  Remove the obsolete entry from the map.
+    unsigned NumErased = Map.erase(ValType::get(Ty));
+    assert(NumErased && "Element not found!");
+
+    // Remember the structural hash for the type before we start hacking on it,
+    // in case we need it later.
+    unsigned OldTypeHash = ValType::hashTypeStructure(Ty);
+
+    // Find the type element we are refining... and change it now!
+    for (unsigned i = 0, e = Ty->getNumContainedTypes(); i != e; ++i)
+      if (Ty->ContainedTys[i] == OldType)
+        Ty->ContainedTys[i] = NewType;
+    unsigned NewTypeHash = ValType::hashTypeStructure(Ty);
+    
+    // If there are no cycles going through this node, we can do a simple,
+    // efficient lookup in the map, instead of an inefficient nasty linear
+    // lookup.
+    if (!TypeHasCycleThroughItself(Ty)) {
+      typename std::map<ValType, PATypeHolder>::iterator I;
+      bool Inserted;
+
+      tie(I, Inserted) = Map.insert(std::make_pair(ValType::get(Ty), Ty));
+      if (!Inserted) {
+        // Refined to a different type altogether?
+        RemoveFromTypesByHash(OldTypeHash, Ty);
+
+        // We already have this type in the table.  Get rid of the newly refined
+        // type.
+        TypeClass *NewTy = cast<TypeClass>((Type*)I->second.get());
+        Ty->refineAbstractTypeTo(NewTy);
+        return;
       }
+    } else {
+      // Now we check to see if there is an existing entry in the table which is
+      // structurally identical to the newly refined type.  If so, this type
+      // gets refined to the pre-existing type.
+      //
+      std::multimap<unsigned, PATypeHolder>::iterator I, E, Entry;
+      tie(I, E) = TypesByHash.equal_range(NewTypeHash);
+      Entry = E;
+      for (; I != E; ++I) {
+        if (I->second == Ty) {
+          // Remember the position of the old type if we see it in our scan.
+          Entry = I;
+        } else {
+          if (TypesEqual(Ty, I->second)) {
+            TypeClass *NewTy = cast<TypeClass>((Type*)I->second.get());
+
+            // Remove the old entry form TypesByHash.  If the hash values differ
+            // now, remove it from the old place.  Otherwise, continue scanning
+            // withing this hashcode to reduce work.
+            if (NewTypeHash != OldTypeHash) {
+              RemoveFromTypesByHash(OldTypeHash, Ty);
+            } else {
+              if (Entry == E) {
+                // Find the location of Ty in the TypesByHash structure if we
+                // haven't seen it already.
+                while (I->second != Ty) {
+                  ++I;
+                  assert(I != E && "Structure doesn't contain type??");
+                }
+                Entry = I;
+              }
+              TypesByHash.erase(Entry);
+            }
+            Ty->refineAbstractTypeTo(NewTy);
+            return;
+          }
+        }
+      }
+
+      // If there is no existing type of the same structure, we reinsert an
+      // updated record into the map.
+      Map.insert(std::make_pair(ValType::get(Ty), Ty));
     }
-  }  
-#if TEST_MERGE_TYPES == 2
-  ostream_iterator<const Type*> out(cerr, ", ");
-  cerr << "Input Types: ";
-  copy(Params.begin(), Params.end()-IsVarArg, out);
-  cerr << endl;
+
+    // If the hash codes differ, update TypesByHash
+    if (NewTypeHash != OldTypeHash) {
+      RemoveFromTypesByHash(OldTypeHash, Ty);
+      TypesByHash.insert(std::make_pair(NewTypeHash, Ty));
+    }
+    
+    // If the type is currently thought to be abstract, rescan all of our
+    // subtypes to see if the type has just become concrete!  Note that this
+    // may send out notifications to AbstractTypeUsers that types become
+    // concrete.
+    if (Ty->isAbstract())
+      Ty->PromoteAbstractToConcrete();
+  }
+
+  void print(const char *Arg) const {
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+    DOUT << "TypeMap<>::" << Arg << " table contents:\n";
+    unsigned i = 0;
+    for (typename std::map<ValType, PATypeHolder>::const_iterator I
+           = Map.begin(), E = Map.end(); I != E; ++I)
+      DOUT << " " << (++i) << ". " << (void*)I->second.get() << " "
+           << *I->second.get() << "\n";
 #endif
+  }
+
+  void dump() const { print("dump output"); }
+};
+}
+
 
-  // Calculate the string name for the new type...
-  string Name = ReturnType->getName() + " (";
-  for (ParamTypes::const_iterator I = Params.begin();  
-       I != (Params.end()-IsVarArg); ++I) {
-    if (I != Params.begin())
-      Name += ", ";
-    Name += (*I)->getName();
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Function Type Factory and Value Class...
+//
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Integer Type Factory...
+//
+namespace llvm {
+class IntegerValType {
+  uint32_t bits;
+public:
+  IntegerValType(uint16_t numbits) : bits(numbits) {}
+
+  static IntegerValType get(const IntegerType *Ty) {
+    return IntegerValType(Ty->getBitWidth());
+  }
+
+  static unsigned hashTypeStructure(const IntegerType *Ty) {
+    return (unsigned)Ty->getBitWidth();
   }
-  if (IsVarArg) {
-    if (Params.size() > 1) Name += ", ";
-    Name += "...";
+
+  inline bool operator<(const IntegerValType &IVT) const {
+    return bits < IVT.bits;
+  }
+};
+}
+
+static ManagedStatic<TypeMap<IntegerValType, IntegerType> > IntegerTypes;
+
+const IntegerType *IntegerType::get(unsigned NumBits) {
+  assert(NumBits >= MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
+  assert(NumBits <= MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
+
+  // Check for the built-in integer types
+  switch (NumBits) {
+    case  1: return cast<IntegerType>(Type::Int1Ty);
+    case  8: return cast<IntegerType>(Type::Int8Ty);
+    case 16: return cast<IntegerType>(Type::Int16Ty);
+    case 32: return cast<IntegerType>(Type::Int32Ty);
+    case 64: return cast<IntegerType>(Type::Int64Ty);
+    default: 
+      break;
   }
-  Name += ")";
 
-#if TEST_MERGE_TYPES
-  cerr << "Derived new type: " << Name << endl;
+  IntegerValType IVT(NumBits);
+  IntegerType *ITy = IntegerTypes->get(IVT);
+  if (ITy) return ITy;           // Found a match, return it!
+
+  // Value not found.  Derive a new type!
+  ITy = new IntegerType(NumBits);
+  IntegerTypes->add(IVT, ITy);
+
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "Derived new type: " << *ITy << "\n";
 #endif
+  return ITy;
+}
 
-  MethodType *Result = new MethodType(ReturnType, Params, IsVarArg, Name);
-  ExistingMethodTypesCache.push_back(Result);
-  return Result;
+bool IntegerType::isPowerOf2ByteWidth() const {
+  unsigned BitWidth = getBitWidth();
+  return (BitWidth > 7) && isPowerOf2_32(BitWidth);
 }
 
+APInt IntegerType::getMask() const {
+  return APInt::getAllOnesValue(getBitWidth());
+}
 
-const ArrayType *ArrayType::getArrayType(const Type *ElementType, 
-                                        int NumElements = -1) {
-  assert(ElementType && "Can't get array of null types!");
-  static vector<const ArrayType*> ExistingTypesCache;
+// FunctionValType - Define a class to hold the key that goes into the TypeMap
+//
+namespace llvm {
+class FunctionValType {
+  const Type *RetTy;
+  std::vector<const Type*> ArgTypes;
+  const ParamAttrsList *ParamAttrs;
+  bool isVarArg;
+public:
+  FunctionValType(const Type *ret, const std::vector<const Type*> &args,
+                  bool IVA, const ParamAttrsList *attrs) 
+    : RetTy(ret), ParamAttrs(attrs), isVarArg(IVA) {
+    for (unsigned i = 0; i < args.size(); ++i)
+      ArgTypes.push_back(args[i]);
+  }
 
-  // Search cache for value...
-  for (unsigned i = 0; i < ExistingTypesCache.size(); ++i) {
-    const ArrayType *T = ExistingTypesCache[i];
+  static FunctionValType get(const FunctionType *FT);
 
-    if (T->getElementType() == ElementType && 
-       T->getNumElements() == NumElements)
-      return T;
+  static unsigned hashTypeStructure(const FunctionType *FT) {
+    unsigned Result = FT->getNumParams()*64 + FT->isVarArg();
+    if (FT->getParamAttrs())
+      Result += FT->getParamAttrs()->size()*2;
+    return Result;
   }
 
-  // Value not found.  Derive a new type!
-  string Name = "[";
-  if (NumElements != -1) Name += itostr(NumElements) + " x ";
+  inline bool operator<(const FunctionValType &MTV) const {
+    if (RetTy < MTV.RetTy) return true;
+    if (RetTy > MTV.RetTy) return false;
+    if (isVarArg < MTV.isVarArg) return true;
+    if (isVarArg > MTV.isVarArg) return false;
+    if (ArgTypes < MTV.ArgTypes) return true;
+    if (ArgTypes > MTV.ArgTypes) return false;
+    if (ParamAttrs)
+      if (MTV.ParamAttrs)
+        return *ParamAttrs < *MTV.ParamAttrs;
+      else if (ParamAttrs->empty())
+        return true;
+      else
+        return false;
+    else if (MTV.ParamAttrs)
+      if (MTV.ParamAttrs->empty())
+        return false;
+      else
+        return true;
+    return false;
+  }
+};
+}
 
-  Name += ElementType->getName();
-  
-  ArrayType *Result = new ArrayType(ElementType, NumElements, Name + "]");
-  ExistingTypesCache.push_back(Result);
+// Define the actual map itself now...
+static ManagedStatic<TypeMap<FunctionValType, FunctionType> > FunctionTypes;
+
+FunctionValType FunctionValType::get(const FunctionType *FT) {
+  // Build up a FunctionValType
+  std::vector<const Type *> ParamTypes;
+  ParamTypes.reserve(FT->getNumParams());
+  for (unsigned i = 0, e = FT->getNumParams(); i != e; ++i)
+    ParamTypes.push_back(FT->getParamType(i));
+  return FunctionValType(FT->getReturnType(), ParamTypes, FT->isVarArg(),
+                         FT->getParamAttrs());
+}
+
+
+// FunctionType::get - The factory function for the FunctionType class...
+FunctionType *FunctionType::get(const Type *ReturnType,
+                                const std::vector<const Type*> &Params,
+                                bool isVarArg,
+                                ParamAttrsList *Attrs) {
+
+  FunctionValType VT(ReturnType, Params, isVarArg, Attrs);
+  FunctionType *MT = FunctionTypes->get(VT);
+  if (MT) { 
+    delete Attrs; // not needed any more
+    return MT;
+  }
+
+
+  MT = (FunctionType*) new char[sizeof(FunctionType) + 
+                                sizeof(PATypeHandle)*(Params.size()+1)];
+  new (MT) FunctionType(ReturnType, Params, isVarArg, Attrs);
+  FunctionTypes->add(VT, MT);
 
-#if TEST_MERGE_TYPES
-  cerr << "Derived new type: " << Result->getName() << endl;
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "Derived new type: " << MT << "\n";
 #endif
-  return Result;
+  return MT;
 }
 
-const StructType *StructType::getStructType(const ElementTypes &ETypes) {
-  static vector<const StructType*> ExistingStructTypesCache;
+FunctionType::~FunctionType() {
+  delete ParamAttrs;
+}
 
-  for (unsigned i = 0; i < ExistingStructTypesCache.size(); ++i) {
-    const StructType *T = ExistingStructTypesCache[i];
+bool FunctionType::isStructReturn() const {
+  if (ParamAttrs)
+    return ParamAttrs->paramHasAttr(1, ParamAttr::StructRet);
+  return false;
+}
 
-    const ElementTypes &Elements = T->getElementTypes();
-    ElementTypes::const_iterator I = ETypes.begin(); 
-    ElementTypes::const_iterator J = Elements.begin(); 
-    for (; I != ETypes.end() && J != Elements.end(); ++I, ++J)
-      if (*I != *J) break;  // These types aren't equal!
-    
-    if (I == ETypes.end() && J == Elements.end()) {
-#if TEST_MERGE_TYPES == 2
-      ostream_iterator<const Type*> out(cerr, ", ");
-      cerr << "Type: \"";
-      copy(ETypes.begin(), ETypes.end(), out);
-      cerr << "\"\nEquals: \"";
-      copy(Elements.begin(), Elements.end(), out);
-      cerr << "\"" << endl;
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Array Type Factory...
+//
+namespace llvm {
+class ArrayValType {
+  const Type *ValTy;
+  uint64_t Size;
+public:
+  ArrayValType(const Type *val, uint64_t sz) : ValTy(val), Size(sz) {}
+
+  static ArrayValType get(const ArrayType *AT) {
+    return ArrayValType(AT->getElementType(), AT->getNumElements());
+  }
+
+  static unsigned hashTypeStructure(const ArrayType *AT) {
+    return (unsigned)AT->getNumElements();
+  }
+
+  inline bool operator<(const ArrayValType &MTV) const {
+    if (Size < MTV.Size) return true;
+    return Size == MTV.Size && ValTy < MTV.ValTy;
+  }
+};
+}
+static ManagedStatic<TypeMap<ArrayValType, ArrayType> > ArrayTypes;
+
+
+ArrayType *ArrayType::get(const Type *ElementType, uint64_t NumElements) {
+  assert(ElementType && "Can't get array of null types!");
+
+  ArrayValType AVT(ElementType, NumElements);
+  ArrayType *AT = ArrayTypes->get(AVT);
+  if (AT) return AT;           // Found a match, return it!
+
+  // Value not found.  Derive a new type!
+  ArrayTypes->add(AVT, AT = new ArrayType(ElementType, NumElements));
+
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "Derived new type: " << *AT << "\n";
 #endif
-      return T;
-    }
+  return AT;
+}
+
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Vector Type Factory...
+//
+namespace llvm {
+class VectorValType {
+  const Type *ValTy;
+  unsigned Size;
+public:
+  VectorValType(const Type *val, int sz) : ValTy(val), Size(sz) {}
+
+  static VectorValType get(const VectorType *PT) {
+    return VectorValType(PT->getElementType(), PT->getNumElements());
+  }
+
+  static unsigned hashTypeStructure(const VectorType *PT) {
+    return PT->getNumElements();
   }
 
-#if TEST_MERGE_TYPES == 2
-  ostream_iterator<const Type*> out(cerr, ", ");
-  cerr << "Input Types: ";
-  copy(ETypes.begin(), ETypes.end(), out);
-  cerr << endl;
+  inline bool operator<(const VectorValType &MTV) const {
+    if (Size < MTV.Size) return true;
+    return Size == MTV.Size && ValTy < MTV.ValTy;
+  }
+};
+}
+static ManagedStatic<TypeMap<VectorValType, VectorType> > VectorTypes;
+
+
+VectorType *VectorType::get(const Type *ElementType, unsigned NumElements) {
+  assert(ElementType && "Can't get packed of null types!");
+  assert(isPowerOf2_32(NumElements) && "Vector length should be a power of 2!");
+
+  VectorValType PVT(ElementType, NumElements);
+  VectorType *PT = VectorTypes->get(PVT);
+  if (PT) return PT;           // Found a match, return it!
+
+  // Value not found.  Derive a new type!
+  VectorTypes->add(PVT, PT = new VectorType(ElementType, NumElements));
+
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "Derived new type: " << *PT << "\n";
 #endif
+  return PT;
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Struct Type Factory...
+//
+
+namespace llvm {
+// StructValType - Define a class to hold the key that goes into the TypeMap
+//
+class StructValType {
+  std::vector<const Type*> ElTypes;
+  bool packed;
+public:
+  StructValType(const std::vector<const Type*> &args, bool isPacked)
+    : ElTypes(args), packed(isPacked) {}
+
+  static StructValType get(const StructType *ST) {
+    std::vector<const Type *> ElTypes;
+    ElTypes.reserve(ST->getNumElements());
+    for (unsigned i = 0, e = ST->getNumElements(); i != e; ++i)
+      ElTypes.push_back(ST->getElementType(i));
+
+    return StructValType(ElTypes, ST->isPacked());
+  }
+
+  static unsigned hashTypeStructure(const StructType *ST) {
+    return ST->getNumElements();
+  }
 
-  // Calculate the string name for the new type...
-  string Name = "{ ";
-  for (ElementTypes::const_iterator I = ETypes.begin();  
-       I != ETypes.end(); ++I) {
-    if (I != ETypes.begin())
-      Name += ", ";
-    Name += (*I)->getName();
+  inline bool operator<(const StructValType &STV) const {
+    if (ElTypes < STV.ElTypes) return true;
+    else if (ElTypes > STV.ElTypes) return false;
+    else return (int)packed < (int)STV.packed;
   }
-  Name += " }";
+};
+}
+
+static ManagedStatic<TypeMap<StructValType, StructType> > StructTypes;
+
+StructType *StructType::get(const std::vector<const Type*> &ETypes, 
+                            bool isPacked) {
+  StructValType STV(ETypes, isPacked);
+  StructType *ST = StructTypes->get(STV);
+  if (ST) return ST;
 
-#if TEST_MERGE_TYPES
-  cerr << "Derived new type: " << Name << endl;
+  // Value not found.  Derive a new type!
+  ST = (StructType*) new char[sizeof(StructType) + 
+                              sizeof(PATypeHandle) * ETypes.size()];
+  new (ST) StructType(ETypes, isPacked);
+  StructTypes->add(STV, ST);
+
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "Derived new type: " << *ST << "\n";
 #endif
+  return ST;
+}
 
-  StructType *Result = new StructType(ETypes, Name);
-  ExistingStructTypesCache.push_back(Result);
-  return Result;
+
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Pointer Type Factory...
+//
+
+// PointerValType - Define a class to hold the key that goes into the TypeMap
+//
+namespace llvm {
+class PointerValType {
+  const Type *ValTy;
+public:
+  PointerValType(const Type *val) : ValTy(val) {}
+
+  static PointerValType get(const PointerType *PT) {
+    return PointerValType(PT->getElementType());
+  }
+
+  static unsigned hashTypeStructure(const PointerType *PT) {
+    return getSubElementHash(PT);
+  }
+
+  bool operator<(const PointerValType &MTV) const {
+    return ValTy < MTV.ValTy;
+  }
+};
 }
 
+static ManagedStatic<TypeMap<PointerValType, PointerType> > PointerTypes;
 
-const PointerType *PointerType::getPointerType(const Type *ValueType) {
+PointerType *PointerType::get(const Type *ValueType) {
   assert(ValueType && "Can't get a pointer to <null> type!");
-  static vector<const PointerType*> ExistingTypesCache;
+  assert(ValueType != Type::VoidTy &&
+         "Pointer to void is not valid, use sbyte* instead!");
+  assert(ValueType != Type::LabelTy && "Pointer to label is not valid!");
+  PointerValType PVT(ValueType);
 
-  // Search cache for value...
-  for (unsigned i = 0; i < ExistingTypesCache.size(); ++i) {
-    const PointerType *T = ExistingTypesCache[i];
+  PointerType *PT = PointerTypes->get(PVT);
+  if (PT) return PT;
 
-    if (T->getValueType() == ValueType)
-      return T;
+  // Value not found.  Derive a new type!
+  PointerTypes->add(PVT, PT = new PointerType(ValueType));
+
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "Derived new type: " << *PT << "\n";
+#endif
+  return PT;
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                     Derived Type Refinement Functions
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+// removeAbstractTypeUser - Notify an abstract type that a user of the class
+// no longer has a handle to the type.  This function is called primarily by
+// the PATypeHandle class.  When there are no users of the abstract type, it
+// is annihilated, because there is no way to get a reference to it ever again.
+//
+void Type::removeAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const {
+  // Search from back to front because we will notify users from back to
+  // front.  Also, it is likely that there will be a stack like behavior to
+  // users that register and unregister users.
+  //
+  unsigned i;
+  for (i = AbstractTypeUsers.size(); AbstractTypeUsers[i-1] != U; --i)
+    assert(i != 0 && "AbstractTypeUser not in user list!");
+
+  --i;  // Convert to be in range 0 <= i < size()
+  assert(i < AbstractTypeUsers.size() && "Index out of range!");  // Wraparound?
+
+  AbstractTypeUsers.erase(AbstractTypeUsers.begin()+i);
+
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "  remAbstractTypeUser[" << (void*)this << ", "
+       << *this << "][" << i << "] User = " << U << "\n";
+#endif
+
+  if (AbstractTypeUsers.empty() && getRefCount() == 0 && isAbstract()) {
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+    DOUT << "DELETEing unused abstract type: <" << *this
+         << ">[" << (void*)this << "]" << "\n";
+#endif
+    this->destroy();
   }
+}
+
+// refineAbstractTypeTo - This function is used when it is discovered that
+// the 'this' abstract type is actually equivalent to the NewType specified.
+// This causes all users of 'this' to switch to reference the more concrete type
+// NewType and for 'this' to be deleted.
+//
+void DerivedType::refineAbstractTypeTo(const Type *NewType) {
+  assert(isAbstract() && "refineAbstractTypeTo: Current type is not abstract!");
+  assert(this != NewType && "Can't refine to myself!");
+  assert(ForwardType == 0 && "This type has already been refined!");
 
-  PointerType *Result = new PointerType(ValueType);
-  ExistingTypesCache.push_back(Result);
+  // The descriptions may be out of date.  Conservatively clear them all!
+  AbstractTypeDescriptions->clear();
 
-#if TEST_MERGE_TYPES
-  cerr << "Derived new type: " << Result->getName() << endl;
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "REFINING abstract type [" << (void*)this << " "
+       << *this << "] to [" << (void*)NewType << " "
+       << *NewType << "]!\n";
 #endif
-  return Result;
+
+  // Make sure to put the type to be refined to into a holder so that if IT gets
+  // refined, that we will not continue using a dead reference...
+  //
+  PATypeHolder NewTy(NewType);
+
+  // Any PATypeHolders referring to this type will now automatically forward to
+  // the type we are resolved to.
+  ForwardType = NewType;
+  if (NewType->isAbstract())
+    cast<DerivedType>(NewType)->addRef();
+
+  // Add a self use of the current type so that we don't delete ourself until
+  // after the function exits.
+  //
+  PATypeHolder CurrentTy(this);
+
+  // To make the situation simpler, we ask the subclass to remove this type from
+  // the type map, and to replace any type uses with uses of non-abstract types.
+  // This dramatically limits the amount of recursive type trouble we can find
+  // ourselves in.
+  dropAllTypeUses();
+
+  // Iterate over all of the uses of this type, invoking callback.  Each user
+  // should remove itself from our use list automatically.  We have to check to
+  // make sure that NewTy doesn't _become_ 'this'.  If it does, resolving types
+  // will not cause users to drop off of the use list.  If we resolve to ourself
+  // we succeed!
+  //
+  while (!AbstractTypeUsers.empty() && NewTy != this) {
+    AbstractTypeUser *User = AbstractTypeUsers.back();
+
+    unsigned OldSize = AbstractTypeUsers.size();
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+    DOUT << " REFINING user " << OldSize-1 << "[" << (void*)User
+         << "] of abstract type [" << (void*)this << " "
+         << *this << "] to [" << (void*)NewTy.get() << " "
+         << *NewTy << "]!\n";
+#endif
+    User->refineAbstractType(this, NewTy);
+
+    assert(AbstractTypeUsers.size() != OldSize &&
+           "AbsTyUser did not remove self from user list!");
+  }
+
+  // If we were successful removing all users from the type, 'this' will be
+  // deleted when the last PATypeHolder is destroyed or updated from this type.
+  // This may occur on exit of this function, as the CurrentTy object is
+  // destroyed.
+}
+
+// notifyUsesThatTypeBecameConcrete - Notify AbstractTypeUsers of this type that
+// the current type has transitioned from being abstract to being concrete.
+//
+void DerivedType::notifyUsesThatTypeBecameConcrete() {
+#ifdef DEBUG_MERGE_TYPES
+  DOUT << "typeIsREFINED type: " << (void*)this << " " << *this << "\n";
+#endif
+
+  unsigned OldSize = AbstractTypeUsers.size();
+  while (!AbstractTypeUsers.empty()) {
+    AbstractTypeUser *ATU = AbstractTypeUsers.back();
+    ATU->typeBecameConcrete(this);
+
+    assert(AbstractTypeUsers.size() < OldSize-- &&
+           "AbstractTypeUser did not remove itself from the use list!");
+  }
+}
+
+// refineAbstractType - Called when a contained type is found to be more
+// concrete - this could potentially change us from an abstract type to a
+// concrete type.
+//
+void FunctionType::refineAbstractType(const DerivedType *OldType,
+                                      const Type *NewType) {
+  FunctionTypes->RefineAbstractType(this, OldType, NewType);
+}
+
+void FunctionType::typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy) {
+  FunctionTypes->TypeBecameConcrete(this, AbsTy);
+}
+
+
+// refineAbstractType - Called when a contained type is found to be more
+// concrete - this could potentially change us from an abstract type to a
+// concrete type.
+//
+void ArrayType::refineAbstractType(const DerivedType *OldType,
+                                   const Type *NewType) {
+  ArrayTypes->RefineAbstractType(this, OldType, NewType);
+}
+
+void ArrayType::typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy) {
+  ArrayTypes->TypeBecameConcrete(this, AbsTy);
+}
+
+// refineAbstractType - Called when a contained type is found to be more
+// concrete - this could potentially change us from an abstract type to a
+// concrete type.
+//
+void VectorType::refineAbstractType(const DerivedType *OldType,
+                                   const Type *NewType) {
+  VectorTypes->RefineAbstractType(this, OldType, NewType);
+}
+
+void VectorType::typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy) {
+  VectorTypes->TypeBecameConcrete(this, AbsTy);
+}
+
+// refineAbstractType - Called when a contained type is found to be more
+// concrete - this could potentially change us from an abstract type to a
+// concrete type.
+//
+void StructType::refineAbstractType(const DerivedType *OldType,
+                                    const Type *NewType) {
+  StructTypes->RefineAbstractType(this, OldType, NewType);
+}
+
+void StructType::typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy) {
+  StructTypes->TypeBecameConcrete(this, AbsTy);
+}
+
+// refineAbstractType - Called when a contained type is found to be more
+// concrete - this could potentially change us from an abstract type to a
+// concrete type.
+//
+void PointerType::refineAbstractType(const DerivedType *OldType,
+                                     const Type *NewType) {
+  PointerTypes->RefineAbstractType(this, OldType, NewType);
+}
+
+void PointerType::typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy) {
+  PointerTypes->TypeBecameConcrete(this, AbsTy);
 }
 
+bool SequentialType::indexValid(const Value *V) const {
+  if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(V->getType())) 
+    return IT->getBitWidth() == 32 || IT->getBitWidth() == 64;
+  return false;
+}
+
+namespace llvm {
+std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const Type *T) {
+  if (T == 0)
+    OS << "<null> value!\n";
+  else
+    T->print(OS);
+  return OS;
+}
+
+std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const Type &T) {
+  T.print(OS);
+  return OS;
+}
+}