Simplify (and robustify) regular PACKing
[sbcl.git] / src / code / array.lisp
index 308b762..02425d1 100644 (file)
@@ -12,7 +12,7 @@
 (in-package "SB!IMPL")
 
 #!-sb-fluid
 (in-package "SB!IMPL")
 
 #!-sb-fluid
-(declaim (inline fill-pointer array-has-fill-pointer-p adjustable-array-p
+(declaim (inline adjustable-array-p
                  array-displacement))
 \f
 ;;;; miscellaneous accessor functions
                  array-displacement))
 \f
 ;;;; miscellaneous accessor functions
@@ -30,7 +30,8 @@
   (def %array-available-elements)
   (def %array-data-vector)
   (def %array-displacement)
   (def %array-available-elements)
   (def %array-data-vector)
   (def %array-displacement)
-  (def %array-displaced-p))
+  (def %array-displaced-p)
+  (def %array-diplaced-from))
 
 (defun %array-rank (array)
   (%array-rank array))
 
 (defun %array-rank (array)
   (%array-rank array))
            (fixnum index))
   (%check-bound array bound index))
 
            (fixnum index))
   (%check-bound array bound index))
 
+(defun %with-array-data/fp (array start end)
+  (%with-array-data-macro array start end :check-bounds t :check-fill-pointer t))
+
 (defun %with-array-data (array start end)
 (defun %with-array-data (array start end)
-  (%with-array-data-macro array start end :fail-inline? t))
+  (%with-array-data-macro array start end :check-bounds t :check-fill-pointer nil))
 
 (defun %data-vector-and-index (array index)
   (if (array-header-p array)
 
 (defun %data-vector-and-index (array index)
   (if (array-header-p array)
           (%with-array-data array index nil)
         (values vector index))
       (values array index)))
           (%with-array-data array index nil)
         (values vector index))
       (values array index)))
-
-;;; It'd waste space to expand copies of error handling in every
-;;; inline %WITH-ARRAY-DATA, so we have them call this function
-;;; instead. This is just a wrapper which is known never to return.
-(defun failed-%with-array-data (array start end)
-  (declare (notinline %with-array-data))
-  (%with-array-data array start end)
-  (bug "called FAILED-%WITH-ARRAY-DATA with valid array parameters?"))
 \f
 ;;;; MAKE-ARRAY
 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
 \f
 ;;;; MAKE-ARRAY
 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
      (values #.sb!vm:simple-bit-vector-widetag 1))
     ;; OK, we have to wade into SUBTYPEPing after all.
     (t
      (values #.sb!vm:simple-bit-vector-widetag 1))
     ;; OK, we have to wade into SUBTYPEPing after all.
     (t
+     (unless *type-system-initialized*
+       (bug "SUBTYPEP dispatch for MAKE-ARRAY before the type system is ready"))
      #.`(pick-vector-type type
          ,@(map 'list
                 (lambda (saetp)
      #.`(pick-vector-type type
          ,@(map 'list
                 (lambda (saetp)
        (bit #.sb!vm:complex-bit-vector-widetag)
        (t #.sb!vm:complex-vector-widetag)))))
 
        (bit #.sb!vm:complex-bit-vector-widetag)
        (t #.sb!vm:complex-vector-widetag)))))
 
+(defglobal %%simple-array-n-bits%% (make-array (1+ sb!vm:widetag-mask)))
+#.(loop for info across sb!vm:*specialized-array-element-type-properties*
+        collect `(setf (aref %%simple-array-n-bits%% ,(sb!vm:saetp-typecode info))
+                       ,(sb!vm:saetp-n-bits info)) into forms
+        finally (return `(progn ,@forms)))
+
+(defun allocate-vector-with-widetag (widetag length &optional n-bits)
+  (declare (type (unsigned-byte 8) widetag)
+           (type index length))
+  (let ((n-bits (or n-bits (aref %%simple-array-n-bits%% widetag))))
+    (declare (type (integer 0 256) n-bits))
+    (allocate-vector widetag length
+                     (ceiling
+                      (* (if (or (= widetag sb!vm:simple-base-string-widetag)
+                                 #!+sb-unicode
+                                 (= widetag
+                                    sb!vm:simple-character-string-widetag))
+                             (1+ length)
+                             length)
+                         n-bits)
+                      sb!vm:n-word-bits))))
+
 (defun make-array (dimensions &key
                               (element-type t)
                               (initial-element nil initial-element-p)
 (defun make-array (dimensions &key
                               (element-type t)
                               (initial-element nil initial-element-p)
     (declare (fixnum array-rank))
     (when (and displaced-index-offset (null displaced-to))
       (error "can't specify :DISPLACED-INDEX-OFFSET without :DISPLACED-TO"))
     (declare (fixnum array-rank))
     (when (and displaced-index-offset (null displaced-to))
       (error "can't specify :DISPLACED-INDEX-OFFSET without :DISPLACED-TO"))
+    (when (and displaced-to
+               (arrayp displaced-to)
+               (not (equal (array-element-type displaced-to)
+                           (upgraded-array-element-type element-type))))
+      (error "Array element type of :DISPLACED-TO array does not match specified element type"))
     (if (and simple (= array-rank 1))
         ;; it's a (SIMPLE-ARRAY * (*))
         (multiple-value-bind (type n-bits)
     (if (and simple (= array-rank 1))
         ;; it's a (SIMPLE-ARRAY * (*))
         (multiple-value-bind (type n-bits)
           (declare (type (unsigned-byte 8) type)
                    (type (integer 0 256) n-bits))
           (let* ((length (car dimensions))
           (declare (type (unsigned-byte 8) type)
                    (type (integer 0 256) n-bits))
           (let* ((length (car dimensions))
-                 (array (allocate-vector
-                         type
-                         length
-                         (ceiling
-                          (* (if (or (= type sb!vm:simple-base-string-widetag)
-                                     #!+sb-unicode
-                                     (= type
-                                        sb!vm:simple-character-string-widetag))
-                                 (1+ length)
-                                 length)
-                             n-bits)
-                          sb!vm:n-word-bits))))
+                 (array (allocate-vector-with-widetag type length n-bits)))
             (declare (type index length))
             (when initial-element-p
               (fill array initial-element))
             (declare (type index length))
             (when initial-element-p
               (fill array initial-element))
         (let* ((total-size (reduce #'* dimensions))
                (data (or displaced-to
                          (data-vector-from-inits
         (let* ((total-size (reduce #'* dimensions))
                (data (or displaced-to
                          (data-vector-from-inits
-                          dimensions total-size element-type
+                          dimensions total-size element-type nil
                           initial-contents initial-contents-p
                           initial-element initial-element-p)))
                (array (make-array-header
                           initial-contents initial-contents-p
                           initial-element initial-element-p)))
                (array (make-array-header
                  (setf (%array-fill-pointer-p array) nil)))
           (setf (%array-available-elements array) total-size)
           (setf (%array-data-vector array) data)
                  (setf (%array-fill-pointer-p array) nil)))
           (setf (%array-available-elements array) total-size)
           (setf (%array-data-vector array) data)
+          (setf (%array-displaced-from array) nil)
           (cond (displaced-to
                  (when (or initial-element-p initial-contents-p)
                    (error "Neither :INITIAL-ELEMENT nor :INITIAL-CONTENTS ~
           (cond (displaced-to
                  (when (or initial-element-p initial-contents-p)
                    (error "Neither :INITIAL-ELEMENT nor :INITIAL-CONTENTS ~
                             (array-total-size displaced-to))
                      (error "~S doesn't have enough elements." displaced-to))
                    (setf (%array-displacement array) offset)
                             (array-total-size displaced-to))
                      (error "~S doesn't have enough elements." displaced-to))
                    (setf (%array-displacement array) offset)
-                   (setf (%array-displaced-p array) t)))
+                   (setf (%array-displaced-p array) t)
+                   (%save-displaced-array-backpointer array data)))
                 (t
                  (setf (%array-displaced-p array) nil)))
           (let ((axis 0))
                 (t
                  (setf (%array-displaced-p array) nil)))
           (let ((axis 0))
@@ -284,71 +300,195 @@ of specialized arrays is supported."
 ;;; specified array characteristics. Dimensions is only used to pass
 ;;; to FILL-DATA-VECTOR for error checking on the structure of
 ;;; initial-contents.
 ;;; specified array characteristics. Dimensions is only used to pass
 ;;; to FILL-DATA-VECTOR for error checking on the structure of
 ;;; initial-contents.
-(defun data-vector-from-inits (dimensions total-size element-type
+(defun data-vector-from-inits (dimensions total-size
+                               element-type widetag
                                initial-contents initial-contents-p
                                initial-element initial-element-p)
                                initial-contents initial-contents-p
                                initial-element initial-element-p)
-  (when (and initial-contents-p initial-element-p)
-    (error "cannot supply both :INITIAL-CONTENTS and :INITIAL-ELEMENT to
+  (when initial-element-p
+    (when initial-contents-p
+      (error "cannot supply both :INITIAL-CONTENTS and :INITIAL-ELEMENT to
             either MAKE-ARRAY or ADJUST-ARRAY."))
             either MAKE-ARRAY or ADJUST-ARRAY."))
-  (let ((data (if initial-element-p
-                  (make-array total-size
-                              :element-type element-type
-                              :initial-element initial-element)
-                  (make-array total-size
-                              :element-type element-type))))
+    (unless (typep initial-element element-type)
+      (error "~S cannot be used to initialize an array of type ~S."
+             initial-element element-type)))
+  (let ((data (if widetag
+                  (allocate-vector-with-widetag widetag total-size)
+                  (make-array total-size :element-type element-type))))
     (cond (initial-element-p
     (cond (initial-element-p
-           (unless (simple-vector-p data)
-             (unless (typep initial-element element-type)
-               (error "~S cannot be used to initialize an array of type ~S."
-                      initial-element element-type))
-             (fill (the vector data) initial-element)))
+           (fill (the vector data) initial-element))
           (initial-contents-p
            (fill-data-vector data dimensions initial-contents)))
     data))
 
           (initial-contents-p
            (fill-data-vector data dimensions initial-contents)))
     data))
 
-(defun fill-data-vector (vector dimensions initial-contents)
-  (let ((index 0))
-    (labels ((frob (axis dims contents)
-               (cond ((null dims)
-                      (setf (aref vector index) contents)
-                      (incf index))
-                     (t
-                      (unless (typep contents 'sequence)
-                        (error "malformed :INITIAL-CONTENTS: ~S is not a ~
-                                sequence, but ~W more layer~:P needed."
-                               contents
-                               (- (length dimensions) axis)))
-                      (unless (= (length contents) (car dims))
-                        (error "malformed :INITIAL-CONTENTS: Dimension of ~
-                                axis ~W is ~W, but ~S is ~W long."
-                               axis (car dims) contents (length contents)))
-                      (if (listp contents)
-                          (dolist (content contents)
-                            (frob (1+ axis) (cdr dims) content))
-                          (dotimes (i (length contents))
-                            (frob (1+ axis) (cdr dims) (aref contents i))))))))
-      (frob 0 dimensions initial-contents))))
-
 (defun vector (&rest objects)
   #!+sb-doc
   "Construct a SIMPLE-VECTOR from the given objects."
   (coerce (the list objects) 'simple-vector))
 \f
 (defun vector (&rest objects)
   #!+sb-doc
   "Construct a SIMPLE-VECTOR from the given objects."
   (coerce (the list objects) 'simple-vector))
 \f
+
 ;;;; accessor/setter functions
 ;;;; accessor/setter functions
-(defun hairy-data-vector-ref (array index)
-  (with-array-data ((vector array) (index index) (end))
-    (declare (ignore end))
-    (etypecase vector .
-               #.(map 'list
-                      (lambda (saetp)
-                        (let* ((type (sb!vm:saetp-specifier saetp))
-                               (atype `(simple-array ,type (*))))
-                          `(,atype
-                            (data-vector-ref (the ,atype vector) index))))
-                      (sort
-                       (copy-seq
-                        sb!vm:*specialized-array-element-type-properties*)
-                       #'> :key #'sb!vm:saetp-importance)))))
+
+;;; Dispatch to an optimized routine the data vector accessors for
+;;; each different specialized vector type. Do dispatching by looking
+;;; up the widetag in the array rather than with the typecases, which
+;;; as of 1.0.5 compiles to a naive sequence of linear TYPEPs. Also
+;;; provide separate versions where bounds checking has been moved
+;;; from the callee to the caller, since it's much cheaper to do once
+;;; the type information is available. Finally, for each of these
+;;; routines also provide a slow path, taken for arrays that are not
+;;; vectors or not simple.
+(macrolet ((def (name table-name)
+             `(progn
+                (defglobal ,table-name (make-array ,(1+ sb!vm:widetag-mask)))
+                (defmacro ,name (array-var)
+                  `(the function
+                     (let ((tag 0))
+                       (when (sb!vm::%other-pointer-p ,array-var)
+                         (setf tag (%other-pointer-widetag ,array-var)))
+                       (svref ,',table-name tag)))))))
+  (def !find-data-vector-setter %%data-vector-setters%%)
+  (def !find-data-vector-setter/check-bounds %%data-vector-setters/check-bounds%%)
+  ;; Used by DO-VECTOR-DATA -- which in turn appears in DOSEQUENCE expansion,
+  ;; meaning we can have post-build dependences on this.
+  (def %find-data-vector-reffer %%data-vector-reffers%%)
+  (def !find-data-vector-reffer/check-bounds %%data-vector-reffers/check-bounds%%))
+
+;;; Like DOVECTOR, but more magical -- can't use this on host.
+(defmacro do-vector-data ((elt vector &optional result) &body body)
+  (multiple-value-bind (forms decls) (parse-body body :doc-string-allowed nil)
+    (with-unique-names (index vec start end ref)
+      `(with-array-data ((,vec ,vector)
+                         (,start)
+                         (,end)
+                         :check-fill-pointer t)
+         (let ((,ref (%find-data-vector-reffer ,vec)))
+           (do ((,index ,start (1+ ,index)))
+               ((>= ,index ,end)
+                (let ((,elt nil))
+                  ,@(filter-dolist-declarations decls)
+                  ,elt
+                  ,result))
+             (let ((,elt (funcall ,ref ,vec ,index)))
+               ,@decls
+               (tagbody ,@forms))))))))
+
+(macrolet ((%ref (accessor-getter extra-params)
+             `(funcall (,accessor-getter array) array index ,@extra-params))
+           (define (accessor-name slow-accessor-name accessor-getter
+                                  extra-params check-bounds)
+             `(progn
+                (defun ,accessor-name (array index ,@extra-params)
+                  (declare (optimize speed
+                                     ;; (SAFETY 0) is ok. All calls to
+                                     ;; these functions are generated by
+                                     ;; the compiler, so argument count
+                                     ;; checking isn't needed. Type checking
+                                     ;; is done implicitly via the widetag
+                                     ;; dispatch.
+                                     (safety 0)))
+                  (%ref ,accessor-getter ,extra-params))
+                (defun ,slow-accessor-name (array index ,@extra-params)
+                  (declare (optimize speed (safety 0)))
+                  (if (not (%array-displaced-p array))
+                      ;; The reasonably quick path of non-displaced complex
+                      ;; arrays.
+                      (let ((array (%array-data-vector array)))
+                        (%ref ,accessor-getter ,extra-params))
+                      ;; The real slow path.
+                      (with-array-data
+                          ((vector array)
+                           (index (locally
+                                      (declare (optimize (speed 1) (safety 1)))
+                                    (,@check-bounds index)))
+                           (end)
+                           :force-inline t)
+                        (declare (ignore end))
+                        (,accessor-name vector index ,@extra-params)))))))
+  (define hairy-data-vector-ref slow-hairy-data-vector-ref
+    %find-data-vector-reffer
+    nil (progn))
+  (define hairy-data-vector-set slow-hairy-data-vector-set
+    !find-data-vector-setter
+    (new-value) (progn))
+  (define hairy-data-vector-ref/check-bounds
+      slow-hairy-data-vector-ref/check-bounds
+    !find-data-vector-reffer/check-bounds
+    nil (%check-bound array (array-dimension array 0)))
+  (define hairy-data-vector-set/check-bounds
+      slow-hairy-data-vector-set/check-bounds
+    !find-data-vector-setter/check-bounds
+    (new-value) (%check-bound array (array-dimension array 0))))
+
+(defun hairy-ref-error (array index &optional new-value)
+  (declare (ignore index new-value))
+  (error 'type-error
+         :datum array
+         :expected-type 'vector))
+
+(macrolet ((define-reffer (saetp check-form)
+             (let* ((type (sb!vm:saetp-specifier saetp))
+                    (atype `(simple-array ,type (*))))
+               `(named-lambda optimized-data-vector-ref (vector index)
+                  (declare (optimize speed (safety 0)))
+                  (data-vector-ref (the ,atype vector)
+                                   (locally
+                                       (declare (optimize (safety 1)))
+                                     (the index
+                                       (,@check-form index)))))))
+           (define-setter (saetp check-form)
+             (let* ((type (sb!vm:saetp-specifier saetp))
+                    (atype `(simple-array ,type (*))))
+               `(named-lambda optimized-data-vector-set (vector index new-value)
+                  (declare (optimize speed (safety 0)))
+                  (data-vector-set (the ,atype vector)
+                                   (locally
+                                       (declare (optimize (safety 1)))
+                                     (the index
+                                       (,@check-form index)))
+                                   (locally
+                                       ;; SPEED 1 needed to avoid the compiler
+                                       ;; from downgrading the type check to
+                                       ;; a cheaper one.
+                                       (declare (optimize (speed 1)
+                                                          (safety 1)))
+                                     (the ,type new-value)))
+                  ;; For specialized arrays, the return from
+                  ;; data-vector-set would have to be reboxed to be a
+                  ;; (Lisp) return value; instead, we use the
+                  ;; already-boxed value as the return.
+                  new-value)))
+           (define-reffers (symbol deffer check-form slow-path)
+             `(progn
+                ;; FIXME/KLUDGE: can't just FILL here, because genesis doesn't
+                ;; preserve the binding, so re-initiaize as NS doesn't have
+                ;; the energy to figure out to change that right now.
+                (setf ,symbol (make-array (1+ sb!vm::widetag-mask)
+                                          :initial-element #'hairy-ref-error))
+                ,@(loop for widetag in '(sb!vm:complex-vector-widetag
+                                         sb!vm:complex-vector-nil-widetag
+                                         sb!vm:complex-bit-vector-widetag
+                                         #!+sb-unicode sb!vm:complex-character-string-widetag
+                                         sb!vm:complex-base-string-widetag
+                                         sb!vm:simple-array-widetag
+                                         sb!vm:complex-array-widetag)
+                        collect `(setf (svref ,symbol ,widetag) ,slow-path))
+                ,@(loop for saetp across sb!vm:*specialized-array-element-type-properties*
+                        for widetag = (sb!vm:saetp-typecode saetp)
+                        collect `(setf (svref ,symbol ,widetag)
+                                       (,deffer ,saetp ,check-form))))))
+  (defun !hairy-data-vector-reffer-init ()
+    (define-reffers %%data-vector-reffers%% define-reffer
+      (progn)
+      #'slow-hairy-data-vector-ref)
+    (define-reffers %%data-vector-setters%% define-setter
+      (progn)
+      #'slow-hairy-data-vector-set)
+    (define-reffers %%data-vector-reffers/check-bounds%% define-reffer
+      (%check-bound vector (length vector))
+      #'slow-hairy-data-vector-ref/check-bounds)
+    (define-reffers %%data-vector-setters/check-bounds%% define-setter
+      (%check-bound vector (length vector))
+      #'slow-hairy-data-vector-set/check-bounds)))
 
 ;;; (Ordinary DATA-VECTOR-REF usage compiles into a vop, but
 ;;; DATA-VECTOR-REF is also FOLDABLE, and this ordinary function
 
 ;;; (Ordinary DATA-VECTOR-REF usage compiles into a vop, but
 ;;; DATA-VECTOR-REF is also FOLDABLE, and this ordinary function
@@ -356,27 +496,36 @@ of specialized arrays is supported."
 (defun data-vector-ref (array index)
   (hairy-data-vector-ref array index))
 
 (defun data-vector-ref (array index)
   (hairy-data-vector-ref array index))
 
-(defun hairy-data-vector-set (array index new-value)
-  (with-array-data ((vector array) (index index) (end))
-    (declare (ignore end))
-    (etypecase vector .
-               #.(map 'list
-                      (lambda (saetp)
-                        (let* ((type (sb!vm:saetp-specifier saetp))
-                               (atype `(simple-array ,type (*))))
-                          `(,atype
-                            (data-vector-set (the ,atype vector) index
-                                             (the ,type new-value))
-                            ;; For specialized arrays, the return from
-                            ;; data-vector-set would have to be
-                            ;; reboxed to be a (Lisp) return value;
-                            ;; instead, we use the already-boxed value
-                            ;; as the return.
-                            new-value)))
-                      (sort
-                       (copy-seq
-                        sb!vm:*specialized-array-element-type-properties*)
-                       #'> :key #'sb!vm:saetp-importance)))))
+(defun data-vector-ref-with-offset (array index offset)
+  (hairy-data-vector-ref array (+ index offset)))
+
+(defun invalid-array-p (array)
+  (and (array-header-p array)
+       (consp (%array-displaced-p array))))
+
+(declaim (ftype (function (array) nil) invalid-array-error))
+(defun invalid-array-error (array)
+  (aver (array-header-p array))
+  ;; Array invalidation stashes the original dimensions here...
+  (let ((dims (%array-displaced-p array))
+        (et (array-element-type array)))
+    (error 'invalid-array-error
+           :datum array
+           :expected-type
+           (if (cdr dims)
+               `(array ,et ,dims)
+               `(vector ,et ,@dims)))))
+
+(declaim (ftype (function (array integer integer &optional t) nil)
+                invalid-array-index-error))
+(defun invalid-array-index-error (array index bound &optional axis)
+  (if (invalid-array-p array)
+      (invalid-array-error array)
+      (error 'invalid-array-index-error
+             :array array
+             :axis axis
+             :datum index
+             :expected-type `(integer 0 (,bound)))))
 
 ;;; SUBSCRIPTS has a dynamic-extent list structure and is destroyed
 (defun %array-row-major-index (array subscripts
 
 ;;; SUBSCRIPTS has a dynamic-extent list structure and is destroyed
 (defun %array-row-major-index (array subscripts
@@ -399,11 +548,7 @@ of specialized arrays is supported."
             (declare (fixnum dim))
             (unless (and (fixnump index) (< -1 index dim))
               (if invalid-index-error-p
             (declare (fixnum dim))
             (unless (and (fixnump index) (< -1 index dim))
               (if invalid-index-error-p
-                  (error 'simple-type-error
-                         :format-control "invalid index ~W~[~;~:; on axis ~:*~W~] in ~S"
-                         :format-arguments (list index axis array)
-                         :datum index
-                         :expected-type `(integer 0 (,dim)))
+                  (invalid-array-index-error array index dim axis)
                   (return-from %array-row-major-index nil)))
             (incf result (* chunk-size (the fixnum index)))
             (setf chunk-size (* chunk-size dim))))
                   (return-from %array-row-major-index nil)))
             (incf result (* chunk-size (the fixnum index)))
             (setf chunk-size (* chunk-size dim))))
@@ -411,76 +556,41 @@ of specialized arrays is supported."
               (length (length (the (simple-array * (*)) array))))
           (unless (and (fixnump index) (< -1 index length))
             (if invalid-index-error-p
               (length (length (the (simple-array * (*)) array))))
           (unless (and (fixnump index) (< -1 index length))
             (if invalid-index-error-p
-                ;; FIXME: perhaps this should share a format-string
-                ;; with INVALID-ARRAY-INDEX-ERROR or
-                ;; INDEX-TOO-LARGE-ERROR?
-                (error 'simple-type-error
-                       :format-control "invalid index ~W in ~S"
-                       :format-arguments (list index array)
-                       :datum index
-                       :expected-type `(integer 0 (,length)))
+                (invalid-array-index-error array index length)
                 (return-from %array-row-major-index nil)))
           index))))
 
 (defun array-in-bounds-p (array &rest subscripts)
   #!+sb-doc
                 (return-from %array-row-major-index nil)))
           index))))
 
 (defun array-in-bounds-p (array &rest subscripts)
   #!+sb-doc
-  "Return T if the SUBSCIPTS are in bounds for the ARRAY, NIL otherwise."
+  "Return T if the SUBSCRIPTS are in bounds for the ARRAY, NIL otherwise."
   (if (%array-row-major-index array subscripts nil)
       t))
 
 (defun array-row-major-index (array &rest subscripts)
   (if (%array-row-major-index array subscripts nil)
       t))
 
 (defun array-row-major-index (array &rest subscripts)
-  (declare (dynamic-extent subscripts))
+  (declare (truly-dynamic-extent subscripts))
   (%array-row-major-index array subscripts))
 
 (defun aref (array &rest subscripts)
   #!+sb-doc
   "Return the element of the ARRAY specified by the SUBSCRIPTS."
   (%array-row-major-index array subscripts))
 
 (defun aref (array &rest subscripts)
   #!+sb-doc
   "Return the element of the ARRAY specified by the SUBSCRIPTS."
-  (declare (dynamic-extent subscripts))
+  (declare (truly-dynamic-extent subscripts))
   (row-major-aref array (%array-row-major-index array subscripts)))
 
   (row-major-aref array (%array-row-major-index array subscripts)))
 
-(defun %aset (array &rest stuff)
-  (declare (dynamic-extent stuff))
-  (let ((subscripts (butlast stuff))
-        (new-value (car (last stuff))))
-    (setf (row-major-aref array (%array-row-major-index array subscripts))
-          new-value)))
-
-;;; FIXME: What's supposed to happen with functions
-;;; like AREF when we (DEFUN (SETF FOO) ..) when
-;;; DEFSETF FOO is also defined? It seems as though the logical
-;;; thing to do would be to nuke the macro definition for (SETF FOO)
-;;; and replace it with the (SETF FOO) function, issuing a warning,
-;;; just as for ordinary functions
-;;;  * (LISP-IMPLEMENTATION-VERSION)
-;;;  "18a+ release x86-linux 2.4.7 6 November 1998 cvs"
-;;;  * (DEFMACRO ZOO (X) `(+ ,X ,X))
-;;;  ZOO
-;;;  * (DEFUN ZOO (X) (* 3 X))
-;;;  Warning: ZOO previously defined as a macro.
-;;;  ZOO
-;;; But that doesn't seem to be what happens in CMU CL.
-;;;
-;;; KLUDGE: this is probably because ANSI, in its wisdom (CLHS
-;;; 5.1.2.5) requires implementations to support
-;;;   (SETF (APPLY #'AREF ...) ...)
-;;; [and also #'BIT and #'SBIT].  Yes, this is terrifying, and it's
-;;; also terrifying that this sequence of definitions causes it to
-;;; work.
-;;;
-;;; Also, it would be nice to make DESCRIBE FOO tell whether a symbol
-;;; has a setf expansion and/or a setf function defined.
-
-#!-sb-fluid (declaim (inline (setf aref)))
+;;; (setf aref/bit/sbit) are implemented using setf-functions,
+;;; because they have to work with (setf (apply #'aref array subscripts))
+;;; All other setfs can be done using setf-functions too, but I
+;;; haven't found technical advantages or disatvantages for either
+;;; scheme.
 (defun (setf aref) (new-value array &rest subscripts)
 (defun (setf aref) (new-value array &rest subscripts)
-  (declare (dynamic-extent subscripts))
-  (declare (type array array))
+  (declare (truly-dynamic-extent subscripts)
+           (type array array))
   (setf (row-major-aref array (%array-row-major-index array subscripts))
         new-value))
 
 (defun row-major-aref (array index)
   #!+sb-doc
   (setf (row-major-aref array (%array-row-major-index array subscripts))
         new-value))
 
 (defun row-major-aref (array index)
   #!+sb-doc
-  "Return the element of array corressponding to the row-major index. This is
-   SETF'able."
+  "Return the element of array corresponding to the row-major index. This is
+   SETFable."
   (declare (optimize (safety 1)))
   (row-major-aref array index))
 
   (declare (optimize (safety 1)))
   (row-major-aref array index))
 
@@ -490,7 +600,7 @@ of specialized arrays is supported."
 
 (defun svref (simple-vector index)
   #!+sb-doc
 
 (defun svref (simple-vector index)
   #!+sb-doc
-  "Return the INDEX'th element of the given Simple-Vector."
+  "Return the INDEXth element of the given Simple-Vector."
   (declare (optimize (safety 1)))
   (aref simple-vector index))
 
   (declare (optimize (safety 1)))
   (aref simple-vector index))
 
@@ -501,20 +611,14 @@ of specialized arrays is supported."
 (defun bit (bit-array &rest subscripts)
   #!+sb-doc
   "Return the bit from the BIT-ARRAY at the specified SUBSCRIPTS."
 (defun bit (bit-array &rest subscripts)
   #!+sb-doc
   "Return the bit from the BIT-ARRAY at the specified SUBSCRIPTS."
-  (declare (type (array bit) bit-array) (optimize (safety 1)))
+  (declare (type (array bit) bit-array)
+           (optimize (safety 1)))
   (row-major-aref bit-array (%array-row-major-index bit-array subscripts)))
 
   (row-major-aref bit-array (%array-row-major-index bit-array subscripts)))
 
-(defun %bitset (bit-array &rest stuff)
-  (declare (type (array bit) bit-array) (optimize (safety 1)))
-  (let ((subscripts (butlast stuff))
-        (new-value (car (last stuff))))
-    (setf (row-major-aref bit-array
-                          (%array-row-major-index bit-array subscripts))
-          new-value)))
-
-#!-sb-fluid (declaim (inline (setf bit)))
 (defun (setf bit) (new-value bit-array &rest subscripts)
 (defun (setf bit) (new-value bit-array &rest subscripts)
-  (declare (type (array bit) bit-array) (optimize (safety 1)))
+  (declare (type (array bit) bit-array)
+           (type bit new-value)
+           (optimize (safety 1)))
   (setf (row-major-aref bit-array
                         (%array-row-major-index bit-array subscripts))
         new-value))
   (setf (row-major-aref bit-array
                         (%array-row-major-index bit-array subscripts))
         new-value))
@@ -522,25 +626,15 @@ of specialized arrays is supported."
 (defun sbit (simple-bit-array &rest subscripts)
   #!+sb-doc
   "Return the bit from SIMPLE-BIT-ARRAY at the specified SUBSCRIPTS."
 (defun sbit (simple-bit-array &rest subscripts)
   #!+sb-doc
   "Return the bit from SIMPLE-BIT-ARRAY at the specified SUBSCRIPTS."
-  (declare (type (simple-array bit) simple-bit-array) (optimize (safety 1)))
+  (declare (type (simple-array bit) simple-bit-array)
+           (optimize (safety 1)))
   (row-major-aref simple-bit-array
                   (%array-row-major-index simple-bit-array subscripts)))
 
   (row-major-aref simple-bit-array
                   (%array-row-major-index simple-bit-array subscripts)))
 
-;;; KLUDGE: Not all these things (%SET-ROW-MAJOR-AREF, %SET-FILL-POINTER,
-;;; %SET-FDEFINITION, %SCHARSET, %SBITSET..) seem to deserve separate names.
-;;; Could we just DEFUN (SETF SBIT) etc. and get rid of the non-ANSI names?
-;;; -- WHN 19990911
-(defun %sbitset (simple-bit-array &rest stuff)
-  (declare (type (simple-array bit) simple-bit-array) (optimize (safety 1)))
-  (let ((subscripts (butlast stuff))
-        (new-value (car (last stuff))))
-    (setf (row-major-aref simple-bit-array
-                          (%array-row-major-index simple-bit-array subscripts))
-          new-value)))
-
-#!-sb-fluid (declaim (inline (setf sbit)))
 (defun (setf sbit) (new-value bit-array &rest subscripts)
 (defun (setf sbit) (new-value bit-array &rest subscripts)
-  (declare (type (simple-array bit) bit-array) (optimize (safety 1)))
+  (declare (type (simple-array bit) bit-array)
+           (type bit new-value)
+           (optimize (safety 1)))
   (setf (row-major-aref bit-array
                         (%array-row-major-index bit-array subscripts))
         new-value))
   (setf (row-major-aref bit-array
                         (%array-row-major-index bit-array subscripts))
         new-value))
@@ -603,25 +697,7 @@ of specialized arrays is supported."
          (error "Axis number ~W is too big; ~S only has ~D dimension~:P."
                 axis-number array (%array-rank array)))
         (t
          (error "Axis number ~W is too big; ~S only has ~D dimension~:P."
                 axis-number array (%array-rank array)))
         (t
-         ;; ANSI sayeth (ADJUST-ARRAY dictionary entry):
-         ;;
-         ;;   "If A is displaced to B, the consequences are
-         ;;   unspecified if B is adjusted in such a way that it no
-         ;;   longer has enough elements to satisfy A.
-         ;;
-         ;; In situations where this matters we should be doing a
-         ;; bounds-check, which in turn uses ARRAY-DIMENSION -- so
-         ;; this seems like a good place to signal an error.
-         (multiple-value-bind (target offset) (array-displacement array)
-           (when (and target
-                      (> (array-total-size array)
-                         (- (array-total-size target) offset)))
-               (error 'displaced-to-array-too-small-error
-                      :format-control "~@<The displaced-to array is too small. ~S ~
-                                      elements after offset required, ~S available.~:@>"
-                      :format-arguments (list (array-total-size array)
-                                              (- (array-total-size target) offset))))
-           (%array-dimension array axis-number)))))
+         (%array-dimension array axis-number))))
 
 (defun array-dimensions (array)
   #!+sb-doc
 
 (defun array-dimensions (array)
   #!+sb-doc
@@ -664,68 +740,78 @@ of specialized arrays is supported."
 \f
 ;;;; fill pointer frobbing stuff
 
 \f
 ;;;; fill pointer frobbing stuff
 
+(declaim (inline array-has-fill-pointer-p))
 (defun array-has-fill-pointer-p (array)
   #!+sb-doc
   "Return T if the given ARRAY has a fill pointer, or NIL otherwise."
   (declare (array array))
   (and (array-header-p array) (%array-fill-pointer-p array)))
 
 (defun array-has-fill-pointer-p (array)
   #!+sb-doc
   "Return T if the given ARRAY has a fill pointer, or NIL otherwise."
   (declare (array array))
   (and (array-header-p array) (%array-fill-pointer-p array)))
 
+(defun fill-pointer-error (vector arg)
+  (cond (arg
+         (aver (array-has-fill-pointer-p vector))
+         (let ((max (%array-available-elements vector)))
+           (error 'simple-type-error
+                  :datum arg
+                  :expected-type (list 'integer 0 max)
+                  :format-control "The new fill pointer, ~S, is larger than the length of the vector (~S.)"
+                  :format-arguments (list arg max))))
+        (t
+         (error 'simple-type-error
+                :datum vector
+                :expected-type '(and vector (satisfies array-has-fill-pointer-p))
+                :format-control "~S is not an array with a fill pointer."
+                :format-arguments (list vector)))))
+
+(declaim (inline fill-pointer))
 (defun fill-pointer (vector)
   #!+sb-doc
   "Return the FILL-POINTER of the given VECTOR."
 (defun fill-pointer (vector)
   #!+sb-doc
   "Return the FILL-POINTER of the given VECTOR."
-  (declare (vector vector))
-  (if (and (array-header-p vector) (%array-fill-pointer-p vector))
+  (if (array-has-fill-pointer-p vector)
       (%array-fill-pointer vector)
       (%array-fill-pointer vector)
-      (error 'simple-type-error
-             :datum vector
-             :expected-type '(and vector (satisfies array-has-fill-pointer-p))
-             :format-control "~S is not an array with a fill pointer."
-             :format-arguments (list vector))))
+      (fill-pointer-error vector nil)))
 
 (defun %set-fill-pointer (vector new)
 
 (defun %set-fill-pointer (vector new)
-  (declare (vector vector) (fixnum new))
-  (if (and (array-header-p vector) (%array-fill-pointer-p vector))
-      (if (> new (%array-available-elements vector))
-        (error
-         "The new fill pointer, ~S, is larger than the length of the vector."
-         new)
-        (setf (%array-fill-pointer vector) new))
-      (error 'simple-type-error
-             :datum vector
-             :expected-type '(and vector (satisfies array-has-fill-pointer-p))
-             :format-control "~S is not an array with a fill pointer."
-             :format-arguments (list vector))))
+  (flet ((oops (x)
+           (fill-pointer-error vector x)))
+    (if (array-has-fill-pointer-p vector)
+        (if (> new (%array-available-elements vector))
+            (oops new)
+            (setf (%array-fill-pointer vector) new))
+        (oops nil))))
 
 ;;; FIXME: It'd probably make sense to use a MACROLET to share the
 ;;; guts of VECTOR-PUSH between VECTOR-PUSH-EXTEND. Such a macro
 ;;; should probably be based on the VECTOR-PUSH-EXTEND code (which is
 ;;; new ca. sbcl-0.7.0) rather than the VECTOR-PUSH code (which dates
 ;;; back to CMU CL).
 
 ;;; FIXME: It'd probably make sense to use a MACROLET to share the
 ;;; guts of VECTOR-PUSH between VECTOR-PUSH-EXTEND. Such a macro
 ;;; should probably be based on the VECTOR-PUSH-EXTEND code (which is
 ;;; new ca. sbcl-0.7.0) rather than the VECTOR-PUSH code (which dates
 ;;; back to CMU CL).
-(defun vector-push (new-el array)
+(defun vector-push (new-element array)
   #!+sb-doc
   "Attempt to set the element of ARRAY designated by its fill pointer
   #!+sb-doc
   "Attempt to set the element of ARRAY designated by its fill pointer
-   to NEW-EL, and increment the fill pointer by one. If the fill pointer is
+   to NEW-ELEMENT, and increment the fill pointer by one. If the fill pointer is
    too large, NIL is returned, otherwise the index of the pushed element is
    returned."
    too large, NIL is returned, otherwise the index of the pushed element is
    returned."
-  (declare (vector array))
   (let ((fill-pointer (fill-pointer array)))
     (declare (fixnum fill-pointer))
     (cond ((= fill-pointer (%array-available-elements array))
            nil)
           (t
   (let ((fill-pointer (fill-pointer array)))
     (declare (fixnum fill-pointer))
     (cond ((= fill-pointer (%array-available-elements array))
            nil)
           (t
-           (setf (aref array fill-pointer) new-el)
+           (locally (declare (optimize (safety 0)))
+             (setf (aref array fill-pointer) new-element))
            (setf (%array-fill-pointer array) (1+ fill-pointer))
            fill-pointer))))
 
            (setf (%array-fill-pointer array) (1+ fill-pointer))
            fill-pointer))))
 
-(defun vector-push-extend (new-element
-                           vector
-                           &optional
-                           (extension (1+ (length vector))))
-  (declare (vector vector) (fixnum extension))
+(defun vector-push-extend (new-element vector &optional min-extension)
+  (declare (type (or null fixnum) min-extension))
   (let ((fill-pointer (fill-pointer vector)))
     (declare (fixnum fill-pointer))
     (when (= fill-pointer (%array-available-elements vector))
   (let ((fill-pointer (fill-pointer vector)))
     (declare (fixnum fill-pointer))
     (when (= fill-pointer (%array-available-elements vector))
-      (adjust-array vector (+ fill-pointer extension)))
+      (let ((min-extension
+             (or min-extension
+                 (let ((length (length vector)))
+                   (min (1+ length)
+                        (- array-dimension-limit length))))))
+        (adjust-array vector (+ fill-pointer (max 1 min-extension)))))
     ;; disable bounds checking
     (locally (declare (optimize (safety 0)))
       (setf (aref vector fill-pointer) new-element))
     ;; disable bounds checking
     (locally (declare (optimize (safety 0)))
       (setf (aref vector fill-pointer) new-element))
@@ -736,7 +822,6 @@ of specialized arrays is supported."
   #!+sb-doc
   "Decrease the fill pointer by 1 and return the element pointed to by the
   new fill pointer."
   #!+sb-doc
   "Decrease the fill pointer by 1 and return the element pointed to by the
   new fill pointer."
-  (declare (vector array))
   (let ((fill-pointer (fill-pointer array)))
     (declare (fixnum fill-pointer))
     (if (zerop fill-pointer)
   (let ((fill-pointer (fill-pointer array)))
     (declare (fixnum fill-pointer))
     (if (zerop fill-pointer)
@@ -751,18 +836,21 @@ of specialized arrays is supported."
 ;;;; ADJUST-ARRAY
 
 (defun adjust-array (array dimensions &key
 ;;;; ADJUST-ARRAY
 
 (defun adjust-array (array dimensions &key
-                           (element-type (array-element-type array))
+                           (element-type (array-element-type array) element-type-p)
                            (initial-element nil initial-element-p)
                            (initial-contents nil initial-contents-p)
                            fill-pointer
                            displaced-to displaced-index-offset)
   #!+sb-doc
   "Adjust ARRAY's dimensions to the given DIMENSIONS and stuff."
                            (initial-element nil initial-element-p)
                            (initial-contents nil initial-contents-p)
                            fill-pointer
                            displaced-to displaced-index-offset)
   #!+sb-doc
   "Adjust ARRAY's dimensions to the given DIMENSIONS and stuff."
+  (when (invalid-array-p array)
+    (invalid-array-error array))
   (let ((dimensions (if (listp dimensions) dimensions (list dimensions))))
     (cond ((/= (the fixnum (length (the list dimensions)))
                (the fixnum (array-rank array)))
            (error "The number of dimensions not equal to rank of array."))
   (let ((dimensions (if (listp dimensions) dimensions (list dimensions))))
     (cond ((/= (the fixnum (length (the list dimensions)))
                (the fixnum (array-rank array)))
            (error "The number of dimensions not equal to rank of array."))
-          ((not (subtypep element-type (array-element-type array)))
+          ((and element-type-p
+                (not (subtypep element-type (array-element-type array))))
            (error "The new element type, ~S, is incompatible with old type."
                   element-type))
           ((and fill-pointer (not (array-has-fill-pointer-p array)))
            (error "The new element type, ~S, is incompatible with old type."
                   element-type))
           ((and fill-pointer (not (array-has-fill-pointer-p array)))
@@ -777,18 +865,18 @@ of specialized arrays is supported."
       (cond (initial-contents-p
              ;; array former contents replaced by INITIAL-CONTENTS
              (if (or initial-element-p displaced-to)
       (cond (initial-contents-p
              ;; array former contents replaced by INITIAL-CONTENTS
              (if (or initial-element-p displaced-to)
-                 (error "INITIAL-CONTENTS may not be specified with ~
+                 (error ":INITIAL-CONTENTS may not be specified with ~
                          the :INITIAL-ELEMENT or :DISPLACED-TO option."))
              (let* ((array-size (apply #'* dimensions))
                     (array-data (data-vector-from-inits
                          the :INITIAL-ELEMENT or :DISPLACED-TO option."))
              (let* ((array-size (apply #'* dimensions))
                     (array-data (data-vector-from-inits
-                                 dimensions array-size element-type
+                                 dimensions array-size element-type nil
                                  initial-contents initial-contents-p
                                  initial-element initial-element-p)))
                (if (adjustable-array-p array)
                    (set-array-header array array-data array-size
                                  (get-new-fill-pointer array array-size
                                                        fill-pointer)
                                  initial-contents initial-contents-p
                                  initial-element initial-element-p)))
                (if (adjustable-array-p array)
                    (set-array-header array array-data array-size
                                  (get-new-fill-pointer array array-size
                                                        fill-pointer)
-                                 0 dimensions nil)
+                                 0 dimensions nil nil)
                    (if (array-header-p array)
                        ;; simple multidimensional or single dimensional array
                        (make-array dimensions
                    (if (array-header-p array)
                        ;; simple multidimensional or single dimensional array
                        (make-array dimensions
@@ -815,7 +903,7 @@ of specialized arrays is supported."
                    (set-array-header array displaced-to array-size
                                      (get-new-fill-pointer array array-size
                                                            fill-pointer)
                    (set-array-header array displaced-to array-size
                                      (get-new-fill-pointer array array-size
                                                            fill-pointer)
-                                     displacement dimensions t)
+                                     displacement dimensions t nil)
                    ;; simple multidimensional or single dimensional array
                    (make-array dimensions
                                :element-type element-type
                    ;; simple multidimensional or single dimensional array
                    (make-array dimensions
                                :element-type element-type
@@ -835,9 +923,13 @@ of specialized arrays is supported."
                         (setf new-data
                               (data-vector-from-inits
                                dimensions new-length element-type
                         (setf new-data
                               (data-vector-from-inits
                                dimensions new-length element-type
+                               (widetag-of old-data)
                                initial-contents initial-contents-p
                                initial-element initial-element-p))
                                initial-contents initial-contents-p
                                initial-element initial-element-p))
+                        ;; Provide :END1 to avoid full call to LENGTH
+                        ;; inside REPLACE.
                         (replace new-data old-data
                         (replace new-data old-data
+                                 :end1 new-length
                                  :start2 old-start :end2 old-end))
                        (t (setf new-data
                                 (shrink-vector old-data new-length))))
                                  :start2 old-start :end2 old-end))
                        (t (setf new-data
                                 (shrink-vector old-data new-length))))
@@ -845,7 +937,7 @@ of specialized arrays is supported."
                      (set-array-header array new-data new-length
                                        (get-new-fill-pointer array new-length
                                                              fill-pointer)
                      (set-array-header array new-data new-length
                                        (get-new-fill-pointer array new-length
                                                              fill-pointer)
-                                       0 dimensions nil)
+                                       0 dimensions nil nil)
                      new-data))))
             (t
              (let ((old-length (%array-available-elements array))
                      new-data))))
             (t
              (let ((old-length (%array-available-elements array))
@@ -859,7 +951,8 @@ of specialized arrays is supported."
                                          (> new-length old-length))
                                      (data-vector-from-inits
                                       dimensions new-length
                                          (> new-length old-length))
                                      (data-vector-from-inits
                                       dimensions new-length
-                                      element-type () nil
+                                      element-type
+                                      (widetag-of old-data) () nil
                                       initial-element initial-element-p)
                                      old-data)))
                    (if (or (zerop old-length) (zerop new-length))
                                       initial-element initial-element-p)
                                      old-data)))
                    (if (or (zerop old-length) (zerop new-length))
@@ -871,12 +964,12 @@ of specialized arrays is supported."
                                        initial-element-p))
                    (if (adjustable-array-p array)
                        (set-array-header array new-data new-length
                                        initial-element-p))
                    (if (adjustable-array-p array)
                        (set-array-header array new-data new-length
-                                         new-length 0 dimensions nil)
+                                         nil 0 dimensions nil nil)
                        (let ((new-array
                               (make-array-header
                                sb!vm:simple-array-widetag array-rank)))
                          (set-array-header new-array new-data new-length
                        (let ((new-array
                               (make-array-header
                                sb!vm:simple-array-widetag array-rank)))
                          (set-array-header new-array new-data new-length
-                                           new-length 0 dimensions nil)))))))))))
+                                           nil 0 dimensions nil t)))))))))))
 
 
 (defun get-new-fill-pointer (old-array new-array-size fill-pointer)
 
 
 (defun get-new-fill-pointer (old-array new-array-size fill-pointer)
@@ -956,9 +1049,76 @@ of specialized arrays is supported."
      vector)
     (t (subseq vector 0 new-length))))
 
      vector)
     (t (subseq vector 0 new-length))))
 
+;;; BIG THREAD SAFETY NOTE
+;;;
+;;; ADJUST-ARRAY/SET-ARRAY-HEADER, and its callees are very
+;;; thread unsafe. They are nonatomic, and can mess with parallel
+;;; code using the same arrays.
+;;;
+;;; A likely seeming fix is an additional level of indirection:
+;;; ARRAY-HEADER -> ARRAY-INFO -> ... where ARRAY-HEADER would
+;;; hold nothing but the pointer to ARRAY-INFO, and ARRAY-INFO
+;;; would hold everything ARRAY-HEADER now holds. This allows
+;;; consing up a new ARRAY-INFO and replacing it atomically in
+;;; the ARRAY-HEADER.
+;;;
+;;; %WALK-DISPLACED-ARRAY-BACKPOINTERS is an especially nasty
+;;; one: not only is it needed extremely rarely, which makes
+;;; any thread safety bugs involving it look like rare random
+;;; corruption, but because it walks the chain *upwards*, which
+;;; may violate user expectations.
+
+(defun %save-displaced-array-backpointer (array data)
+  (flet ((purge (pointers)
+           (remove-if (lambda (value)
+                        (or (not value) (eq array value)))
+                      pointers
+                      :key #'weak-pointer-value)))
+    ;; Add backpointer to the new data vector if it has a header.
+    (when (array-header-p data)
+      (setf (%array-displaced-from data)
+            (cons (make-weak-pointer array)
+                  (purge (%array-displaced-from data)))))
+    ;; Remove old backpointer, if any.
+    (let ((old-data (%array-data-vector array)))
+      (when (and (neq data old-data) (array-header-p old-data))
+        (setf (%array-displaced-from old-data)
+              (purge (%array-displaced-from old-data)))))))
+
+(defun %walk-displaced-array-backpointers (array new-length)
+  (dolist (p (%array-displaced-from array))
+    (let ((from (weak-pointer-value p)))
+      (when (and from (eq array (%array-data-vector from)))
+        (let ((requires (+ (%array-available-elements from)
+                           (%array-displacement from))))
+          (unless (>= new-length requires)
+            ;; ANSI sayeth (ADJUST-ARRAY dictionary entry):
+            ;;
+            ;;   "If A is displaced to B, the consequences are unspecified if B is
+            ;;   adjusted in such a way that it no longer has enough elements to
+            ;;   satisfy A.
+            ;;
+            ;; since we're hanging on a weak pointer here, we can't signal an
+            ;; error right now: the array that we're looking at might be
+            ;; garbage. Instead, we set all dimensions to zero so that next
+            ;; safe access to the displaced array will trap. Additionally, we
+            ;; save the original dimensions, so we can signal a more
+            ;; understandable error when the time comes.
+            (%walk-displaced-array-backpointers from 0)
+            (setf (%array-fill-pointer from) 0
+                  (%array-available-elements from) 0
+                  (%array-displaced-p from) (array-dimensions array))
+            (dotimes (i (%array-rank from))
+              (setf (%array-dimension from i) 0))))))))
+
 ;;; Fill in array header with the provided information, and return the array.
 (defun set-array-header (array data length fill-pointer displacement dimensions
 ;;; Fill in array header with the provided information, and return the array.
 (defun set-array-header (array data length fill-pointer displacement dimensions
-                         &optional displacedp)
+                         displacedp newp)
+  (if newp
+      (setf (%array-displaced-from array) nil)
+      (%walk-displaced-array-backpointers array length))
+  (when displacedp
+    (%save-displaced-array-backpointer array data))
   (setf (%array-data-vector array) data)
   (setf (%array-available-elements array) length)
   (cond (fill-pointer
   (setf (%array-data-vector array) data)
   (setf (%array-available-elements array) length)
   (cond (fill-pointer
@@ -975,53 +1135,71 @@ of specialized arrays is supported."
       (setf (%array-dimension array 0) dimensions))
   (setf (%array-displaced-p array) displacedp)
   array)
       (setf (%array-dimension array 0) dimensions))
   (setf (%array-displaced-p array) displacedp)
   array)
+
+;;; User visible extension
+(declaim (ftype (function (array) (values (simple-array * (*)) &optional))
+                array-storage-vector))
+(defun array-storage-vector (array)
+  "Returns the underlying storage vector of ARRAY, which must be a non-displaced array.
+
+In SBCL, if ARRAY is a of type \(SIMPLE-ARRAY * \(*)), it is its own storage
+vector. Multidimensional arrays, arrays with fill pointers, and adjustable
+arrays have an underlying storage vector with the same ARRAY-ELEMENT-TYPE as
+ARRAY, which this function returns.
+
+Important note: the underlying vector is an implementation detail. Even though
+this function exposes it, changes in the implementation may cause this
+function to be removed without further warning."
+  ;; KLUDGE: Without TRULY-THE the system is not smart enough to figure out that
+  ;; the return value is always of the known type.
+  (truly-the (simple-array * (*))
+             (if (array-header-p array)
+                 (if (%array-displaced-p array)
+                     (error "~S cannot be used with displaced arrays. Use ~S instead."
+                            'array-storage-vector 'array-displacement)
+                     (%array-data-vector array))
+                 array)))
 \f
 \f
-;;;; ZAP-ARRAY-DATA for ADJUST-ARRAY
 
 
-;;; a temporary to be used when OLD-DATA and NEW-DATA are EQ.
-;;; KLUDGE: Boy, DYNAMIC-EXTENT would be nice. This is rebound
-;;; to length zero array in each new thread.
-;;;
-;;; DX is probably a bad idea, because a with a big array it would
-;;; be fairly easy to blow the stack.
-;;;
-;;; Rebound per thread.
-(defvar *zap-array-data-temp* (make-array 1000 :initial-element t))
-
-(defun zap-array-data-temp (length element-type initial-element
-                            initial-element-p)
-  (declare (fixnum length))
-  (when (> length (the fixnum (length *zap-array-data-temp*)))
-    (setf *zap-array-data-temp*
-          (make-array length :initial-element t)))
-  (when initial-element-p
-    (unless (typep initial-element element-type)
-      (error "~S can't be used to initialize an array of type ~S."
-             initial-element element-type))
-    (fill (the simple-vector *zap-array-data-temp*) initial-element
-          :end length))
-  *zap-array-data-temp*)
+;;;; ZAP-ARRAY-DATA for ADJUST-ARRAY
 
 ;;; This does the grinding work for ADJUST-ARRAY. It zaps the data
 ;;; from the OLD-DATA in an arrangement specified by the OLD-DIMS to
 ;;; the NEW-DATA in an arrangement specified by the NEW-DIMS. OFFSET
 ;;; is a displaced offset to be added to computed indices of OLD-DATA.
 
 ;;; This does the grinding work for ADJUST-ARRAY. It zaps the data
 ;;; from the OLD-DATA in an arrangement specified by the OLD-DIMS to
 ;;; the NEW-DATA in an arrangement specified by the NEW-DIMS. OFFSET
 ;;; is a displaced offset to be added to computed indices of OLD-DATA.
-;;; NEW-LENGTH, ELEMENT-TYPE, INITIAL-ELEMENT, and INITIAL-ELEMENT-P
-;;; are used when OLD-DATA and NEW-DATA are EQ; in this case, a
-;;; temporary must be used and filled appropriately. When OLD-DATA and
-;;; NEW-DATA are not EQ, NEW-DATA has already been filled with any
-;;; specified initial-element.
 (defun zap-array-data (old-data old-dims offset new-data new-dims new-length
                        element-type initial-element initial-element-p)
 (defun zap-array-data (old-data old-dims offset new-data new-dims new-length
                        element-type initial-element initial-element-p)
-  (declare (list old-dims new-dims))
-  (setq old-dims (nreverse old-dims))
-  (setq new-dims (reverse new-dims))
-  (if (eq old-data new-data)
-      (let ((temp (zap-array-data-temp new-length element-type
-                                       initial-element initial-element-p)))
-        (zap-array-data-aux old-data old-dims offset temp new-dims)
-        (dotimes (i new-length) (setf (aref new-data i) (aref temp i))))
-      (zap-array-data-aux old-data old-dims offset new-data new-dims)))
+  (declare (list old-dims new-dims)
+           (fixnum new-length))
+  ;; OLD-DIMS comes from array-dimensions, which returns a fresh list
+  ;; at least in SBCL.
+  ;; NEW-DIMS comes from the user.
+  (setf old-dims (nreverse old-dims)
+        new-dims (reverse new-dims))
+  (cond ((eq old-data new-data)
+         ;; NEW-LENGTH, ELEMENT-TYPE, INITIAL-ELEMENT, and
+         ;; INITIAL-ELEMENT-P are used when OLD-DATA and NEW-DATA are
+         ;; EQ; in this case, a temporary must be used and filled
+         ;; appropriately. specified initial-element.
+         (when initial-element-p
+           ;; FIXME: transforming this TYPEP to someting a bit faster
+           ;; would be a win...
+           (unless (typep initial-element element-type)
+             (error "~S can't be used to initialize an array of type ~S."
+                    initial-element element-type)))
+         (let ((temp (if initial-element-p
+                         (make-array new-length :initial-element initial-element)
+                         (make-array new-length))))
+           (declare (simple-vector temp))
+           (zap-array-data-aux old-data old-dims offset temp new-dims)
+           (dotimes (i new-length)
+             (setf (aref new-data i) (aref temp i)))
+           ;; Kill the temporary vector to prevent garbage retention.
+           (%shrink-vector temp 0)))
+        (t
+         ;; When OLD-DATA and NEW-DATA are not EQ, NEW-DATA has
+         ;; already been filled with any
+         (zap-array-data-aux old-data old-dims offset new-data new-dims))))
 
 (defun zap-array-data-aux (old-data old-dims offset new-data new-dims)
   (declare (fixnum offset))
 
 (defun zap-array-data-aux (old-data old-dims offset new-data new-dims)
   (declare (fixnum offset))
@@ -1156,3 +1334,59 @@ of specialized arrays is supported."
               (declare (type index src-index dst-index))
               (setf (sbit dst dst-index)
                     (logxor (sbit src src-index) 1))))))))
               (declare (type index src-index dst-index))
               (setf (sbit dst dst-index)
                     (logxor (sbit src src-index) 1))))))))
+
+;;;; array type dispatching
+
+;;; Given DISPATCH-FOO as the DISPATCH-NAME argument (unevaluated),
+;;; defines the functions
+;;;
+;;; DISPATCH-FOO/SIMPLE-BASE-STRING
+;;; DISPATCH-FOO/SIMPLE-CHARACTER-STRING
+;;; DISPATCH-FOO/SIMPLE-ARRAY-SINGLE-FLOAT
+;;; ...
+;;;
+;;; PARAMS are the function parameters in the definition of each
+;;; specializer function. The array being specialized must be the
+;;; first parameter in PARAMS. A type declaration for this parameter
+;;; is automatically inserted into the body of each function.
+;;;
+;;; The dispatch table %%FOO-FUNS%% is defined and populated by these
+;;; functions. The table is padded by the function
+;;; HAIRY-FOO-DISPATCH-ERROR, also defined by DEFINE-ARRAY-DISPATCH.
+;;;
+;;; Finally, the DISPATCH-FOO macro is defined which does the actual
+;;; dispatching when called. It expects arguments that match PARAMS.
+;;;
+(defmacro define-array-dispatch (dispatch-name params &body body)
+  (let ((table-name (symbolicate "%%" dispatch-name "-FUNS%%"))
+        (error-name (symbolicate "HAIRY-" dispatch-name "-ERROR")))
+    `(progn
+       (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
+         (defun ,error-name (&rest args)
+           (error 'type-error
+                  :datum (first args)
+                  :expected-type '(simple-array * (*)))))
+       (defglobal ,table-name (make-array ,(1+ sb!vm:widetag-mask)
+                                          :initial-element #',error-name))
+       ,@(loop for info across sb!vm:*specialized-array-element-type-properties*
+               for typecode = (sb!vm:saetp-typecode info)
+               for specifier = (sb!vm:saetp-specifier info)
+               for primitive-type-name = (sb!vm:saetp-primitive-type-name info)
+               collect (let ((fun-name (symbolicate (string dispatch-name)
+                                                    "/" primitive-type-name)))
+                         `(progn
+                            (defun ,fun-name ,params
+                              (declare (type (simple-array ,specifier (*))
+                                             ,(first params)))
+                              ,@body)
+                            (setf (svref ,table-name ,typecode) #',fun-name))))
+       (defmacro ,dispatch-name (&rest args)
+         (check-type (first args) symbol)
+         (let ((tag (gensym "TAG")))
+           `(funcall
+             (the function
+               (let ((,tag 0))
+                 (when (sb!vm::%other-pointer-p ,(first args))
+                   (setf ,tag (%other-pointer-widetag ,(first args))))
+                 (svref ,',table-name ,tag)))
+             ,@args))))))