Forward referenced classoid-cells can now be loaded from FASLs.
[sbcl.git] / src / code / class.lisp
index 5ccc7ac..fc7ed29 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 ;;;; This file contains structures and functions for the maintenance of
 ;;;; basic information about defined types. Different object systems
-;;;; can be supported simultaneously. 
+;;;; can be supported simultaneously.
 
 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
 ;;;; more information.
 ;;; away as with the merger of SB-PCL:CLASS and CL:CLASS it's no
 ;;; longer necessary)
 (def!struct (classoid
-            (:make-load-form-fun classoid-make-load-form-fun)
-            (:include ctype
-                      (class-info (type-class-or-lose 'classoid)))
-            (:constructor nil)
-            #-no-ansi-print-object
-            (:print-object
-             (lambda (class stream)
-               (let ((name (classoid-name class)))
-                 (print-unreadable-object (class stream
-                                                 :type t
-                                                 :identity (not name))
-                   (format stream
-                           ;; FIXME: Make sure that this prints
-                           ;; reasonably for anonymous classes.
-                           "~:[anonymous~;~:*~S~]~@[ (~(~A~))~]"
-                           name
-                           (classoid-state class))))))
-            #-sb-xc-host (:pure nil))
+             (:make-load-form-fun classoid-make-load-form-fun)
+             (:include ctype
+                       (class-info (type-class-or-lose 'classoid)))
+             (:constructor nil)
+             #-no-ansi-print-object
+             (:print-object
+              (lambda (class stream)
+                (let ((name (classoid-name class)))
+                  (print-unreadable-object (class stream
+                                                  :type t
+                                                  :identity (not name))
+                    (format stream
+                            ;; FIXME: Make sure that this prints
+                            ;; reasonably for anonymous classes.
+                            "~:[anonymous~;~:*~S~]~@[ (~(~A~))~]"
+                            name
+                            (classoid-state class))))))
+             #-sb-xc-host (:pure nil))
   ;; the value to be returned by CLASSOID-NAME.
   (name nil :type symbol)
   ;; the current layout for this class, or NIL if none assigned yet
   (layout nil :type (or layout null))
   ;; How sure are we that this class won't be redefined?
-  ;;   :READ-ONLY = We are committed to not changing the effective 
+  ;;   :READ-ONLY = We are committed to not changing the effective
   ;;                slots or superclasses.
   ;;   :SEALED    = We can't even add subclasses.
   ;;   NIL        = Anything could happen.
   (state nil :type (member nil :read-only :sealed))
-  ;; direct superclasses of this class
+  ;; direct superclasses of this class. Always NIL for CLOS classes.
   (direct-superclasses () :type list)
   ;; representation of all of the subclasses (direct or indirect) of
   ;; this class. This is NIL if no subclasses or not initalized yet;
@@ -70,7 +70,7 @@
     (unless (and name (eq (find-classoid name nil) class))
       (/show "anonymous/undefined class case")
       (error "can't use anonymous or undefined class as constant:~%  ~S"
-            class))
+             class))
     `(locally
        ;; KLUDGE: There's a FIND-CLASSOID DEFTRANSFORM for constant
        ;; class names which creates fast but non-cold-loadable,
 ;;; Note: This bound is set somewhat less than MOST-POSITIVE-FIXNUM
 ;;; in order to guarantee that several hash values can be added without
 ;;; overflowing into a bignum.
-(def!constant layout-clos-hash-max (ash most-positive-fixnum -3)
+(def!constant layout-clos-hash-limit (1+ (ash sb!xc:most-positive-fixnum -3))
   #!+sb-doc
-  "the inclusive upper bound on LAYOUT-CLOS-HASH values")
+  "the exclusive upper bound on LAYOUT-CLOS-HASH values")
+(def!type layout-clos-hash () '(integer 0 #.layout-clos-hash-limit))
 
 ;;; a list of conses, initialized by genesis
 ;;;
 ;;; cold-load time.
 (defvar *forward-referenced-layouts*)
 (!cold-init-forms
+  ;; Protected by *WORLD-LOCK*
   (setq *forward-referenced-layouts* (make-hash-table :test 'equal))
   #-sb-xc-host (progn
-                (/show0 "processing *!INITIAL-LAYOUTS*")
-                (dolist (x *!initial-layouts*)
-                  (setf (gethash (car x) *forward-referenced-layouts*)
-                        (cdr x)))
-                (/show0 "done processing *!INITIAL-LAYOUTS*")))
+                 (/show0 "processing *!INITIAL-LAYOUTS*")
+                 (dolist (x *!initial-layouts*)
+                   (setf (layout-clos-hash (cdr x)) (random-layout-clos-hash))
+                   (setf (gethash (car x) *forward-referenced-layouts*)
+                         (cdr x)))
+                 (/show0 "done processing *!INITIAL-LAYOUTS*")))
 
 ;;; The LAYOUT structure is pointed to by the first cell of instance
 ;;; (or structure) objects. It represents what we need to know for
 ;;; incompatibly redefined, a new layout is allocated. If two object's
 ;;; layouts are EQ, then they are exactly the same type.
 ;;;
-;;; KLUDGE: The genesis code has raw offsets of slots in this
-;;; structure hardwired into it. It would be good to rewrite that code
-;;; so that it looks up those offsets in the compiler's tables, but
-;;; for now if you change this structure, lucky you, you get to grovel
-;;; over the genesis code by hand.:-( -- WHN 19990820
+;;; *** IMPORTANT ***
+;;;
+;;; If you change the slots of LAYOUT, you need to alter genesis as
+;;; well, since the initialization of layout slots is hardcoded there.
+;;;
+;;; FIXME: ...it would be better to automate this, of course...
 (def!struct (layout
-            ;; KLUDGE: A special hack keeps this from being
-            ;; called when building code for the
-            ;; cross-compiler. See comments at the DEFUN for
-            ;; this. -- WHN 19990914
-            (:make-load-form-fun #-sb-xc-host ignore-it
-                                 ;; KLUDGE: DEF!STRUCT at #+SB-XC-HOST
-                                 ;; time controls both the
-                                 ;; build-the-cross-compiler behavior
-                                 ;; and the run-the-cross-compiler
-                                 ;; behavior. The value below only
-                                 ;; works for build-the-cross-compiler.
-                                 ;; There's a special hack in
-                                 ;; EMIT-MAKE-LOAD-FORM which gives
-                                 ;; effectively IGNORE-IT behavior for
-                                 ;; LAYOUT at run-the-cross-compiler
-                                 ;; time. It would be cleaner to
-                                 ;; actually have an IGNORE-IT value
-                                 ;; stored, but it's hard to see how to
-                                 ;; do that concisely with the current
-                                 ;; DEF!STRUCT setup. -- WHN 19990930
-                                 #+sb-xc-host
-                                 make-load-form-for-layout))
-  ;; hash bits which should be set to constant pseudo-random values
-  ;; for use by CLOS. Sleazily accessed via %INSTANCE-REF, see
-  ;; LAYOUT-CLOS-HASH.
-  ;;
-  ;; FIXME: We should get our story straight on what the type of these
-  ;; values is. (declared INDEX here, described as <=
-  ;; LAYOUT-CLOS-HASH-MAX by the doc string of that constant,
-  ;; generated as strictly positive in RANDOM-LAYOUT-CLOS-HASH..)
-  ;;
-  ;; KLUDGE: The fact that the slots here start at offset 1 is known
-  ;; to the LAYOUT-CLOS-HASH function and to the LAYOUT-dumping code
-  ;; in GENESIS.
-  (clos-hash-0 (random-layout-clos-hash) :type index)
-  (clos-hash-1 (random-layout-clos-hash) :type index)
-  (clos-hash-2 (random-layout-clos-hash) :type index)
-  (clos-hash-3 (random-layout-clos-hash) :type index)
-  (clos-hash-4 (random-layout-clos-hash) :type index)
-  (clos-hash-5 (random-layout-clos-hash) :type index)
-  (clos-hash-6 (random-layout-clos-hash) :type index)
-  (clos-hash-7 (random-layout-clos-hash) :type index)
+             ;; KLUDGE: A special hack keeps this from being
+             ;; called when building code for the
+             ;; cross-compiler. See comments at the DEFUN for
+             ;; this. -- WHN 19990914
+             (:make-load-form-fun #-sb-xc-host ignore-it
+                                  ;; KLUDGE: DEF!STRUCT at #+SB-XC-HOST
+                                  ;; time controls both the
+                                  ;; build-the-cross-compiler behavior
+                                  ;; and the run-the-cross-compiler
+                                  ;; behavior. The value below only
+                                  ;; works for build-the-cross-compiler.
+                                  ;; There's a special hack in
+                                  ;; EMIT-MAKE-LOAD-FORM which gives
+                                  ;; effectively IGNORE-IT behavior for
+                                  ;; LAYOUT at run-the-cross-compiler
+                                  ;; time. It would be cleaner to
+                                  ;; actually have an IGNORE-IT value
+                                  ;; stored, but it's hard to see how to
+                                  ;; do that concisely with the current
+                                  ;; DEF!STRUCT setup. -- WHN 19990930
+                                  #+sb-xc-host
+                                  make-load-form-for-layout))
+  ;; a pseudo-random hash value for use by CLOS.  KLUDGE: The fact
+  ;; that this slot is at offset 1 is known to GENESIS.
+  (clos-hash (random-layout-clos-hash) :type layout-clos-hash)
   ;; the class that this is a layout for
   (classoid (missing-arg) :type classoid)
   ;; The value of this slot can be:
   ;;   * :UNINITIALIZED if not initialized yet;
   ;;   * NIL if this is the up-to-date layout for a class; or
-  ;;   * T if this layout has been invalidated (by being replaced by 
+  ;;   * T if this layout has been invalidated (by being replaced by
   ;;     a new, more-up-to-date LAYOUT).
   ;;   * something else (probably a list) if the class is a PCL wrapper
   ;;     and PCL has made it invalid and made a note to itself about it
   (invalid :uninitialized :type (or cons (member nil t :uninitialized)))
   ;; the layouts for all classes we inherit. If hierarchical, i.e. if
-  ;; DEPTHOID >= 0, then these are ordered by ORDER-LAYOUT-INHERITS,
-  ;; so that each inherited layout appears at its expected depth,
-  ;; i.e. at its LAYOUT-DEPTHOID value.
+  ;; DEPTHOID >= 0, then these are ordered by ORDER-LAYOUT-INHERITS
+  ;; (least to most specific), so that each inherited layout appears
+  ;; at its expected depth, i.e. at its LAYOUT-DEPTHOID value.
   ;;
   ;; Remaining elements are filled by the non-hierarchical layouts or,
   ;; if they would otherwise be empty, by copies of succeeding layouts.
   (inherits #() :type simple-vector)
-  ;; If inheritance is not hierarchical, this is -1. If inheritance is 
+  ;; If inheritance is not hierarchical, this is -1. If inheritance is
   ;; hierarchical, this is the inheritance depth, i.e. (LENGTH INHERITS).
   ;; Note:
   ;;  (1) This turns out to be a handy encoding for arithmetically
   ;; substructure (and hence can be copied into read-only space by
   ;; PURIFY).
   ;;
-  ;; KLUDGE: This slot is known to the C runtime support code.
-  (pure nil :type (member t nil 0)))
+  ;; This slot is known to the C runtime support code.
+  (pure nil :type (member t nil 0))
+  ;; Number of raw words at the end.
+  ;; This slot is known to the C runtime support code.
+  (n-untagged-slots 0 :type index)
+  ;; Definition location
+  (source-location nil)
+  ;; Information about slots in the class to PCL: this provides fast
+  ;; access to slot-definitions and locations by name, etc.
+  (slot-table #(nil) :type simple-vector)
+  ;; True IFF the layout belongs to a standand-instance or a
+  ;; standard-funcallable-instance -- that is, true only if the layout
+  ;; is really a wrapper.
+  ;;
+  ;; FIXME: If we unify wrappers and layouts this can go away, since
+  ;; it is only used in SB-PCL::EMIT-FETCH-WRAPPERS, which can then
+  ;; use INSTANCE-SLOTS-LAYOUT instead (if there is are no slot
+  ;; layouts, there are no slots for it to pull.)
+  (for-std-class-p nil :type boolean :read-only t))
 
 (def!method print-object ((layout layout) stream)
   (print-unreadable-object (layout stream :type t :identity t)
     (format stream
-           "for ~S~@[, INVALID=~S~]"
-           (layout-proper-name layout)
-           (layout-invalid layout))))
+            "for ~S~@[, INVALID=~S~]"
+            (layout-proper-name layout)
+            (layout-invalid layout))))
 
 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
   (defun layout-proper-name (layout)
 \f
 ;;;; support for the hash values used by CLOS when working with LAYOUTs
 
-(def!constant layout-clos-hash-length 8)
-#!-sb-fluid (declaim (inline layout-clos-hash))
-(defun layout-clos-hash (layout i)
-  ;; FIXME: Either this I should be declared to be `(MOD
-  ;; ,LAYOUT-CLOS-HASH-LENGTH), or this is used in some inner loop
-  ;; where we can't afford to check that kind of thing and therefore
-  ;; should have some insane level of optimization. (This is true both
-  ;; of this function and of the SETF function below.)
-  (declare (type layout layout) (type index i))
-  ;; FIXME: LAYOUT slots should have type `(MOD ,LAYOUT-CLOS-HASH-MAX),
-  ;; not INDEX.
-  (truly-the index (%instance-ref layout (1+ i))))
-#!-sb-fluid (declaim (inline (setf layout-clos-hash)))
-(defun (setf layout-clos-hash) (new-value layout i)
-  (declare (type layout layout) (type index new-value i))
-  (setf (%instance-ref layout (1+ i)) new-value))
-
 ;;; a generator for random values suitable for the CLOS-HASH slots of
 ;;; LAYOUTs. We use our own RANDOM-STATE here because we'd like
 ;;; pseudo-random values to come the same way in the target even when
   ;; They're declared as INDEX.. Or is this a hack to try to avoid
   ;; having to use bignum arithmetic? Or what? An explanation would be
   ;; nice.
-  (1+ (random layout-clos-hash-max
-             (if (boundp '*layout-clos-hash-random-state*)
-                 *layout-clos-hash-random-state*
-                 (setf *layout-clos-hash-random-state*
-                       (make-random-state))))))
+  ;;
+  ;; an explanation is provided in Kiczales and Rodriguez, "Efficient
+  ;; Method Dispatch in PCL", 1990.  -- CSR, 2005-11-30
+  (1+ (random (1- layout-clos-hash-limit)
+              (if (boundp '*layout-clos-hash-random-state*)
+                  *layout-clos-hash-random-state*
+                  (setf *layout-clos-hash-random-state*
+                        (make-random-state))))))
 \f
 ;;; If we can't find any existing layout, then we create a new one
 ;;; storing it in *FORWARD-REFERENCED-LAYOUTS*. In classic CMU CL, we
 ;;; cross-compilability reasons (i.e. convenience of using this
 ;;; function in a MAKE-LOAD-FORM expression) that functionality has
 ;;; been split off into INIT-OR-CHECK-LAYOUT.
-(declaim (ftype (function (symbol) layout) find-layout))
+(declaim (ftype (sfunction (symbol) layout) find-layout))
 (defun find-layout (name)
-  (let ((classoid (find-classoid name nil)))
-    (or (and classoid (classoid-layout classoid))
-       (gethash name *forward-referenced-layouts*)
-       (setf (gethash name *forward-referenced-layouts*)
-             (make-layout :classoid (or classoid
-                                        (make-undefined-classoid name)))))))
+  ;; This seems to be currently used only from the compiler, but make
+  ;; it thread-safe all the same. We need to lock *F-R-L* before doing
+  ;; FIND-CLASSOID in case (SETF FIND-CLASSOID) happens in parallel.
+  (let ((table *forward-referenced-layouts*))
+    (with-world-lock ()
+      (let ((classoid (find-classoid name nil)))
+        (or (and classoid (classoid-layout classoid))
+            (gethash name table)
+            (setf (gethash name table)
+                  (make-layout :classoid (or classoid (make-undefined-classoid name)))))))))
 
 ;;; If LAYOUT is uninitialized, initialize it with CLASSOID, LENGTH,
 ;;; INHERITS, and DEPTHOID, otherwise require that it be consistent
 ;;; preexisting class slot value is OK, and if it's not initialized,
 ;;; its class slot value is set to an UNDEFINED-CLASS. -- FIXME: This
 ;;; is no longer true, :UNINITIALIZED used instead.
-(declaim (ftype (function (layout classoid index simple-vector layout-depthoid)
-                         layout)
-               init-or-check-layout))
-(defun init-or-check-layout (layout classoid length inherits depthoid)
+(declaim (ftype (function (layout classoid index simple-vector layout-depthoid
+                                  index)
+                          layout)
+                %init-or-check-layout))
+(defun %init-or-check-layout
+    (layout classoid length inherits depthoid nuntagged)
   (cond ((eq (layout-invalid layout) :uninitialized)
-        ;; There was no layout before, we just created one which
-        ;; we'll now initialize with our information.
-        (setf (layout-length layout) length
-              (layout-inherits layout) inherits
-              (layout-depthoid layout) depthoid
-              (layout-classoid layout) classoid
-              (layout-invalid layout) nil))
-       ;; FIXME: Now that LAYOUTs are born :UNINITIALIZED, maybe this
-       ;; clause is not needed?
-       ((not *type-system-initialized*)
-        (setf (layout-classoid layout) classoid))
-       (t
-        ;; There was an old layout already initialized with old
-        ;; information, and we'll now check that old information
-        ;; which was known with certainty is consistent with current
-        ;; information which is known with certainty.
-        (check-layout layout classoid length inherits depthoid)))
+         ;; There was no layout before, we just created one which
+         ;; we'll now initialize with our information.
+         (setf (layout-length layout) length
+               (layout-inherits layout) inherits
+               (layout-depthoid layout) depthoid
+               (layout-n-untagged-slots layout) nuntagged
+               (layout-classoid layout) classoid
+               (layout-invalid layout) nil))
+        ;; FIXME: Now that LAYOUTs are born :UNINITIALIZED, maybe this
+        ;; clause is not needed?
+        ((not *type-system-initialized*)
+         (setf (layout-classoid layout) classoid))
+        (t
+         ;; There was an old layout already initialized with old
+         ;; information, and we'll now check that old information
+         ;; which was known with certainty is consistent with current
+         ;; information which is known with certainty.
+         (check-layout layout classoid length inherits depthoid nuntagged)))
   layout)
 
 ;;; In code for the target Lisp, we don't use dump LAYOUTs using the
   (declare (ignore env))
   (when (layout-invalid layout)
     (compiler-error "can't dump reference to obsolete class: ~S"
-                   (layout-classoid layout)))
+                    (layout-classoid layout)))
   (let ((name (classoid-name (layout-classoid layout))))
     (unless name
       (compiler-error "can't dump anonymous LAYOUT: ~S" layout))
      `(find-layout ',name)
      ;; "initialization" form (which actually doesn't initialize
      ;; preexisting LAYOUTs, just checks that they're consistent).
-     `(init-or-check-layout ',layout
-                           ',(layout-classoid layout)
-                           ',(layout-length layout)
-                           ',(layout-inherits layout)
-                           ',(layout-depthoid layout)))))
+     `(%init-or-check-layout ',layout
+                             ',(layout-classoid layout)
+                             ',(layout-length layout)
+                             ',(layout-inherits layout)
+                             ',(layout-depthoid layout)
+                             ',(layout-n-untagged-slots layout)))))
 
 ;;; If LAYOUT's slot values differ from the specified slot values in
 ;;; any interesting way, then give a warning and return T.
 (declaim (ftype (function (simple-string
-                          layout
-                          simple-string
-                          index
-                          simple-vector
-                          layout-depthoid))
-               redefine-layout-warning))
+                           layout
+                           simple-string
+                           index
+                           simple-vector
+                           layout-depthoid
+                           index))
+                redefine-layout-warning))
 (defun redefine-layout-warning (old-context old-layout
-                               context length inherits depthoid)
+                                context length inherits depthoid nuntagged)
   (declare (type layout old-layout) (type simple-string old-context context))
   (let ((name (layout-proper-name old-layout)))
     (or (let ((old-inherits (layout-inherits old-layout)))
-         (or (when (mismatch old-inherits
-                             inherits
-                             :key #'layout-proper-name)
-               (warn "change in superclasses of class ~S:~%  ~
-                      ~A superclasses: ~S~%  ~
-                      ~A superclasses: ~S"
-                     name
-                     old-context
-                     (map 'list #'layout-proper-name old-inherits)
-                     context
-                     (map 'list #'layout-proper-name inherits))
-               t)
-             (let ((diff (mismatch old-inherits inherits)))
-               (when diff
-                 (warn
-                  "in class ~S:~%  ~
-                   ~:(~A~) definition of superclass ~S is incompatible with~%  ~
-                   ~A definition."
-                  name
-                  old-context
-                  (layout-proper-name (svref old-inherits diff))
-                  context)
-                 t))))
-       (let ((old-length (layout-length old-layout)))
-         (unless (= old-length length)
-           (warn "change in instance length of class ~S:~%  ~
-                  ~A length: ~W~%  ~
-                  ~A length: ~W"
-                 name
-                 old-context old-length
-                 context length)
-           t))
-       (unless (= (layout-depthoid old-layout) depthoid)
-         (warn "change in the inheritance structure of class ~S~%  ~
-                between the ~A definition and the ~A definition"
-               name old-context context)
-         t))))
+          (or (when (mismatch old-inherits
+                              inherits
+                              :key #'layout-proper-name)
+                (warn "change in superclasses of class ~S:~%  ~
+                       ~A superclasses: ~S~%  ~
+                       ~A superclasses: ~S"
+                      name
+                      old-context
+                      (map 'list #'layout-proper-name old-inherits)
+                      context
+                      (map 'list #'layout-proper-name inherits))
+                t)
+              (let ((diff (mismatch old-inherits inherits)))
+                (when diff
+                  (warn
+                   "in class ~S:~%  ~
+                    ~@(~A~) definition of superclass ~S is incompatible with~%  ~
+                    ~A definition."
+                   name
+                   old-context
+                   (layout-proper-name (svref old-inherits diff))
+                   context)
+                  t))))
+        (let ((old-length (layout-length old-layout)))
+          (unless (= old-length length)
+            (warn "change in instance length of class ~S:~%  ~
+                   ~A length: ~W~%  ~
+                   ~A length: ~W"
+                  name
+                  old-context old-length
+                  context length)
+            t))
+        (let ((old-nuntagged (layout-n-untagged-slots old-layout)))
+          (unless (= old-nuntagged nuntagged)
+            (warn "change in instance layout of class ~S:~%  ~
+                   ~A untagged slots: ~W~%  ~
+                   ~A untagged slots: ~W"
+                  name
+                  old-context old-nuntagged
+                  context nuntagged)
+            t))
+        (unless (= (layout-depthoid old-layout) depthoid)
+          (warn "change in the inheritance structure of class ~S~%  ~
+                 between the ~A definition and the ~A definition"
+                name old-context context)
+          t))))
 
 ;;; Require that LAYOUT data be consistent with CLASS, LENGTH,
 ;;; INHERITS, and DEPTHOID.
 (declaim (ftype (function
-                (layout classoid index simple-vector layout-depthoid))
-               check-layout))
-(defun check-layout (layout classoid length inherits depthoid)
+                 (layout classoid index simple-vector layout-depthoid index))
+                check-layout))
+(defun check-layout (layout classoid length inherits depthoid nuntagged)
   (aver (eq (layout-classoid layout) classoid))
   (when (redefine-layout-warning "current" layout
-                                "compile time" length inherits depthoid)
+                                 "compile time" length inherits depthoid
+                                 nuntagged)
     ;; Classic CMU CL had more options here. There are several reasons
     ;; why they might want more options which are less appropriate for
     ;; us: (1) It's hard to fit the classic CMU CL flexible approach
     ;; priority. (3) We now have the ability to rebuild the SBCL
     ;; system from scratch, so we no longer need this functionality in
     ;; order to maintain the SBCL system by modifying running images.
-    (error "The class ~S was not changed, and there's no guarantee that~@
-           the loaded code (which expected another layout) will work."
-          (layout-proper-name layout)))
+    (error "The loaded code expects an incompatible layout for class ~S."
+           (layout-proper-name layout)))
   (values))
 
 ;;; a common idiom (the same as CMU CL FIND-LAYOUT) rolled up into a
 ;;; Used by the loader to forward-reference layouts for classes whose
 ;;; definitions may not have been loaded yet. This allows type tests
 ;;; to be loaded when the type definition hasn't been loaded yet.
-(declaim (ftype (function (symbol index simple-vector layout-depthoid) layout)
-               find-and-init-or-check-layout))
-(defun find-and-init-or-check-layout (name length inherits depthoid)
-  (let ((layout (find-layout name)))
-    (init-or-check-layout layout
-                         (or (find-classoid name nil)
-                             (make-undefined-classoid name))
-                         length
-                         inherits
-                         depthoid)))
+(declaim (ftype (function (symbol index simple-vector layout-depthoid index)
+                          layout)
+                find-and-init-or-check-layout))
+(defun find-and-init-or-check-layout (name length inherits depthoid nuntagged)
+  (with-world-lock ()
+    (let ((layout (find-layout name)))
+      (%init-or-check-layout layout
+                             (or (find-classoid name nil)
+                                 (layout-classoid layout))
+                             length
+                             inherits
+                             depthoid
+                             nuntagged))))
 
 ;;; Record LAYOUT as the layout for its class, adding it as a subtype
 ;;; of all superclasses. This is the operation that "installs" a
 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 (defun register-layout (layout &key (invalidate t) destruct-layout)
   (declare (type layout layout) (type (or layout null) destruct-layout))
-  (let* ((classoid (layout-classoid layout))
-        (classoid-layout (classoid-layout classoid))
-        (subclasses (classoid-subclasses classoid)))
-
-    ;; Attempting to register ourselves with a temporary undefined
-    ;; class placeholder is almost certainly a programmer error. (I
-    ;; should know, I did it.) -- WHN 19990927
-    (aver (not (undefined-classoid-p classoid)))
-
-    ;; This assertion dates from classic CMU CL. The rationale is
-    ;; probably that calling REGISTER-LAYOUT more than once for the
-    ;; same LAYOUT is almost certainly a programmer error.
-    (aver (not (eq classoid-layout layout)))
-
-    ;; Figure out what classes are affected by the change, and issue
-    ;; appropriate warnings and invalidations.
-    (when classoid-layout
-      (modify-classoid classoid)
-      (when subclasses
-       (dohash (subclass subclass-layout subclasses)
-         (modify-classoid subclass)
-         (when invalidate
-           (invalidate-layout subclass-layout))))
-      (when invalidate
-       (invalidate-layout classoid-layout)
-       (setf (classoid-subclasses classoid) nil)))
-
-    (if destruct-layout
-       (setf (layout-invalid destruct-layout) nil
-             (layout-inherits destruct-layout) (layout-inherits layout)
-             (layout-depthoid destruct-layout)(layout-depthoid layout)
-             (layout-length destruct-layout) (layout-length layout)
-             (layout-info destruct-layout) (layout-info layout)
-             (classoid-layout classoid) destruct-layout)
-       (setf (layout-invalid layout) nil
-             (classoid-layout classoid) layout))
-
-    (dovector (super-layout (layout-inherits layout))
-      (let* ((super (layout-classoid super-layout))
-             (subclasses (or (classoid-subclasses super)
-                             (setf (classoid-subclasses super)
-                                   (make-hash-table :test 'eq)))))
-        (when (and (eq (classoid-state super) :sealed)
-                   (not (gethash classoid subclasses)))
-          (warn "unsealing sealed class ~S in order to subclass it"
-                (classoid-name super))
-          (setf (classoid-state super) :read-only))
-        (setf (gethash classoid subclasses)
-              (or destruct-layout layout)))))
+  (with-world-lock ()
+    (let* ((classoid (layout-classoid layout))
+           (classoid-layout (classoid-layout classoid))
+           (subclasses (classoid-subclasses classoid)))
+
+      ;; Attempting to register ourselves with a temporary undefined
+      ;; class placeholder is almost certainly a programmer error. (I
+      ;; should know, I did it.) -- WHN 19990927
+      (aver (not (undefined-classoid-p classoid)))
+
+      ;; This assertion dates from classic CMU CL. The rationale is
+      ;; probably that calling REGISTER-LAYOUT more than once for the
+      ;; same LAYOUT is almost certainly a programmer error.
+      (aver (not (eq classoid-layout layout)))
+
+      ;; Figure out what classes are affected by the change, and issue
+      ;; appropriate warnings and invalidations.
+      (when classoid-layout
+        (%modify-classoid classoid)
+        (when subclasses
+          (dohash ((subclass subclass-layout) subclasses :locked t)
+            (%modify-classoid subclass)
+            (when invalidate
+              (%invalidate-layout subclass-layout))))
+        (when invalidate
+          (%invalidate-layout classoid-layout)
+          (setf (classoid-subclasses classoid) nil)))
+
+      (if destruct-layout
+          (setf (layout-invalid destruct-layout) nil
+                (layout-inherits destruct-layout) (layout-inherits layout)
+                (layout-depthoid destruct-layout)(layout-depthoid layout)
+                (layout-length destruct-layout) (layout-length layout)
+                (layout-n-untagged-slots destruct-layout) (layout-n-untagged-slots layout)
+                (layout-info destruct-layout) (layout-info layout)
+                (classoid-layout classoid) destruct-layout)
+          (setf (layout-invalid layout) nil
+                (classoid-layout classoid) layout))
+
+      (dovector (super-layout (layout-inherits layout))
+        (let* ((super (layout-classoid super-layout))
+               (subclasses (or (classoid-subclasses super)
+                               (setf (classoid-subclasses super)
+                                     (make-hash-table :test 'eq
+                                                      #-sb-xc-host #-sb-xc-host
+                                                      :synchronized t)))))
+          (when (and (eq (classoid-state super) :sealed)
+                     (not (gethash classoid subclasses)))
+            (warn "unsealing sealed class ~S in order to subclass it"
+                  (classoid-name super))
+            (setf (classoid-state super) :read-only))
+          (setf (gethash classoid subclasses)
+                (or destruct-layout layout))))))
 
   (values))
 ); EVAL-WHEN
 
 ;;; Arrange the inherited layouts to appear at their expected depth,
-;;; ensuring that hierarchical type tests succeed. Layouts with 
+;;; ensuring that hierarchical type tests succeed. Layouts with
 ;;; DEPTHOID >= 0 (i.e. hierarchical classes) are placed first,
 ;;; at exactly that index in the INHERITS vector. Then, non-hierarchical
 ;;; layouts are placed in remaining elements. Then, any still-empty
 (defun order-layout-inherits (layouts)
   (declare (simple-vector layouts))
   (let ((length (length layouts))
-       (max-depth -1))
+        (max-depth -1))
     (dotimes (i length)
       (let ((depth (layout-depthoid (svref layouts i))))
-       (when (> depth max-depth)
-         (setf max-depth depth))))
+        (when (> depth max-depth)
+          (setf max-depth depth))))
     (let* ((new-length (max (1+ max-depth) length))
-          ;; KLUDGE: 0 here is the "uninitialized" element.  We need
-          ;; to specify it explicitly for portability purposes, as
-          ;; elements can be read before being set [ see below, "(EQL
-          ;; OLD-LAYOUT 0)" ].  -- CSR, 2002-04-20
-          (inherits (make-array new-length :initial-element 0)))
+           ;; KLUDGE: 0 here is the "uninitialized" element.  We need
+           ;; to specify it explicitly for portability purposes, as
+           ;; elements can be read before being set [ see below, "(EQL
+           ;; OLD-LAYOUT 0)" ].  -- CSR, 2002-04-20
+           (inherits (make-array new-length :initial-element 0)))
       (dotimes (i length)
-       (let* ((layout (svref layouts i))
-              (depth (layout-depthoid layout)))
-         (unless (eql depth -1)
-           (let ((old-layout (svref inherits depth)))
-             (unless (or (eql old-layout 0) (eq old-layout layout))
-               (error "layout depth conflict: ~S~%" layouts)))
-           (setf (svref inherits depth) layout))))
+        (let* ((layout (svref layouts i))
+               (depth (layout-depthoid layout)))
+          (unless (eql depth -1)
+            (let ((old-layout (svref inherits depth)))
+              (unless (or (eql old-layout 0) (eq old-layout layout))
+                (error "layout depth conflict: ~S~%" layouts)))
+            (setf (svref inherits depth) layout))))
       (do ((i 0 (1+ i))
-          (j 0))
-         ((>= i length))
-       (declare (type index i j))
-       (let* ((layout (svref layouts i))
-              (depth (layout-depthoid layout)))
-         (when (eql depth -1)
-           (loop (when (eql (svref inherits j) 0)
-                   (return))
-                 (incf j))
-           (setf (svref inherits j) layout))))
+           (j 0))
+          ((>= i length))
+        (declare (type index i j))
+        (let* ((layout (svref layouts i))
+               (depth (layout-depthoid layout)))
+          (when (eql depth -1)
+            (loop (when (eql (svref inherits j) 0)
+                    (return))
+                  (incf j))
+            (setf (svref inherits j) layout))))
       (do ((i (1- new-length) (1- i)))
-         ((< i 0))
-       (declare (type fixnum i))
-       (when (eql (svref inherits i) 0)
-         (setf (svref inherits i) (svref inherits (1+ i)))))
+          ((< i 0))
+        (declare (type fixnum i))
+        (when (eql (svref inherits i) 0)
+          (setf (svref inherits i) (svref inherits (1+ i)))))
       inherits)))
 \f
 ;;;; class precedence lists
 ;;; the reverse ordering built so far.
 (defun topological-sort (objects constraints tie-breaker)
   (declare (list objects constraints)
-          (function tie-breaker))
+           (function tie-breaker))
   (let ((obj-info (make-hash-table :size (length objects)))
-       (free-objs nil)
-       (result nil))
+        (free-objs nil)
+        (result nil))
     (dolist (constraint constraints)
       (let ((obj1 (car constraint))
-           (obj2 (cdr constraint)))
-       (let ((info2 (gethash obj2 obj-info)))
-         (if info2
-             (incf (first info2))
-             (setf (gethash obj2 obj-info) (list 1))))
-       (let ((info1 (gethash obj1 obj-info)))
-         (if info1
-             (push obj2 (rest info1))
-             (setf (gethash obj1 obj-info) (list 0 obj2))))))
+            (obj2 (cdr constraint)))
+        (let ((info2 (gethash obj2 obj-info)))
+          (if info2
+              (incf (first info2))
+              (setf (gethash obj2 obj-info) (list 1))))
+        (let ((info1 (gethash obj1 obj-info)))
+          (if info1
+              (push obj2 (rest info1))
+              (setf (gethash obj1 obj-info) (list 0 obj2))))))
     (dolist (obj objects)
       (let ((info (gethash obj obj-info)))
-       (when (or (not info) (zerop (first info)))
-         (push obj free-objs))))
+        (when (or (not info) (zerop (first info)))
+          (push obj free-objs))))
     (loop
      (flet ((next-result (obj)
-             (push obj result)
-             (dolist (successor (rest (gethash obj obj-info)))
-               (let* ((successor-info (gethash successor obj-info))
-                      (count (1- (first successor-info))))
-                 (setf (first successor-info) count)
-                 (when (zerop count)
-                   (push successor free-objs))))))
+              (push obj result)
+              (dolist (successor (rest (gethash obj obj-info)))
+                (let* ((successor-info (gethash successor obj-info))
+                       (count (1- (first successor-info))))
+                  (setf (first successor-info) count)
+                  (when (zerop count)
+                    (push successor free-objs))))))
        (cond ((endp free-objs)
-             (dohash (obj info obj-info)
-               (unless (zerop (first info))
-                 (error "Topological sort failed due to constraint on ~S."
-                        obj)))
-             (return (nreverse result)))
-            ((endp (rest free-objs))
-             (next-result (pop free-objs)))
-            (t
-             (let ((obj (funcall tie-breaker free-objs result)))
-               (setf free-objs (remove obj free-objs))
-               (next-result obj))))))))
+              (dohash ((obj info) obj-info)
+                (unless (zerop (first info))
+                  (error "Topological sort failed due to constraint on ~S."
+                         obj)))
+              (return (nreverse result)))
+             ((endp (rest free-objs))
+              (next-result (pop free-objs)))
+             (t
+              (let ((obj (funcall tie-breaker free-objs result)))
+                (setf free-objs (remove obj free-objs))
+                (next-result obj))))))))
 
 
 ;;; standard class precedence list computation
 (defun std-compute-class-precedence-list (class)
   (let ((classes nil)
-       (constraints nil))
+        (constraints nil))
     (labels ((note-class (class)
-              (unless (member class classes)
-                (push class classes)
-                (let ((superclasses (classoid-direct-superclasses class)))
-                  (do ((prev class)
-                       (rest superclasses (rest rest)))
-                      ((endp rest))
-                    (let ((next (first rest)))
-                      (push (cons prev next) constraints)
-                      (setf prev next)))
-                  (dolist (class superclasses)
-                    (note-class class)))))
-            (std-cpl-tie-breaker (free-classes rev-cpl)
-              (dolist (class rev-cpl (first free-classes))
-                (let* ((superclasses (classoid-direct-superclasses class))
-                       (intersection (intersection free-classes
-                                                   superclasses)))
-                  (when intersection
-                    (return (first intersection)))))))
+               (unless (member class classes)
+                 (push class classes)
+                 (let ((superclasses (classoid-direct-superclasses class)))
+                   (do ((prev class)
+                        (rest superclasses (rest rest)))
+                       ((endp rest))
+                     (let ((next (first rest)))
+                       (push (cons prev next) constraints)
+                       (setf prev next)))
+                   (dolist (class superclasses)
+                     (note-class class)))))
+             (std-cpl-tie-breaker (free-classes rev-cpl)
+               (dolist (class rev-cpl (first free-classes))
+                 (let* ((superclasses (classoid-direct-superclasses class))
+                        (intersection (intersection free-classes
+                                                    superclasses)))
+                   (when intersection
+                     (return (first intersection)))))))
       (note-class class)
       (topological-sort classes constraints #'std-cpl-tie-breaker))))
 \f
 ;;; An UNDEFINED-CLASSOID is a cookie we make up to stick in forward
 ;;; referenced layouts. Users should never see them.
 (def!struct (undefined-classoid
-            (:include classoid)
-            (:constructor make-undefined-classoid (name))))
+             (:include classoid)
+             (:constructor make-undefined-classoid (name))))
 
 ;;; BUILT-IN-CLASS is used to represent the standard classes that
 ;;; aren't defined with DEFSTRUCT and other specially implemented
 ;;; system operations (union, subtypep, etc.) should never encounter
 ;;; translated classes, only their translation.
 (def!struct (built-in-classoid (:include classoid)
-                              (:constructor make-built-in-classoid))
+                               (:constructor make-built-in-classoid))
   ;; the type we translate to on parsing. If NIL, then this class
   ;; stands on its own; or it can be set to :INITIALIZING for a period
   ;; during cold-load.
   (translation nil :type (or ctype (member nil :initializing))))
 
-;;; FIXME: In CMU CL, this was a class with a print function, but not
-;;; necessarily a structure class (e.g. CONDITIONs). In SBCL,
-;;; we let CLOS handle our print functions, so that is no longer needed.
-;;; Is there any need for this class any more?
-(def!struct (slot-classoid (:include classoid)
-                          (:constructor nil)))
-
 ;;; STRUCTURE-CLASS represents what we need to know about structure
 ;;; classes. Non-structure "typed" defstructs are a special case, and
 ;;; don't have a corresponding class.
-(def!struct (basic-structure-classoid (:include slot-classoid)
-                                     (:constructor nil)))
-
-(def!struct (structure-classoid (:include basic-structure-classoid)
-                               (:constructor make-structure-classoid))
+(def!struct (structure-classoid (:include classoid)
+                                (:constructor make-structure-classoid))
   ;; If true, a default keyword constructor for this structure.
   (constructor nil :type (or function null)))
-
-;;; FUNCALLABLE-STRUCTURE-CLASS is used to represent funcallable
-;;; structures, which are used to implement generic functions.
-(def!struct (funcallable-structure-classoid
-            (:include basic-structure-classoid)
-            (:constructor make-funcallable-structure-classoid)))
 \f
 ;;;; classoid namespace
 
 ;;; We use an indirection to allow forward referencing of class
 ;;; definitions with load-time resolution.
 (def!struct (classoid-cell
-            (:constructor make-classoid-cell (name &optional classoid))
-            (:make-load-form-fun (lambda (c)
-                                   `(find-classoid-cell
-                                     ',(classoid-cell-name c))))
-            #-no-ansi-print-object
-            (:print-object (lambda (s stream)
-                             (print-unreadable-object (s stream :type t)
-                               (prin1 (classoid-cell-name s) stream)))))
+             (:constructor make-classoid-cell (name &optional classoid))
+             (:make-load-form-fun (lambda (c)
+                                    `(find-classoid-cell
+                                      ',(classoid-cell-name c)
+                                      :create t)))
+             #-no-ansi-print-object
+             (:print-object (lambda (s stream)
+                              (print-unreadable-object (s stream :type t)
+                                (prin1 (classoid-cell-name s) stream)))))
   ;; Name of class we expect to find.
   (name nil :type symbol :read-only t)
-  ;; Class or NIL if not yet defined.
-  (classoid nil :type (or classoid null)))
-(defun find-classoid-cell (name)
-  (or (info :type :classoid name)
-      (setf (info :type :classoid name)
-           (make-classoid-cell name))))
+  ;; Classoid or NIL if not yet defined.
+  (classoid nil :type (or classoid null))
+  ;; PCL class, if any
+  (pcl-class nil))
+
+;;; Protected by the hash-table lock, used only in FIND-CLASSOID-CELL.
+(defvar *classoid-cells*)
+(!cold-init-forms
+  (setq *classoid-cells* (make-hash-table :test 'eq)))
+
+(defun find-classoid-cell (name &key create errorp)
+  (let ((table *classoid-cells*)
+        (real-name (uncross name)))
+    (or (with-locked-system-table (table)
+          (or (gethash real-name table)
+              (when create
+                (setf (gethash real-name table) (make-classoid-cell real-name)))))
+        (when errorp
+          (error 'simple-type-error
+                 :datum nil
+                 :expected-type 'class
+                 :format-control "Class not yet defined: ~S"
+                 :format-arguments (list name))))))
 
 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
-(defun find-classoid (name &optional (errorp t) environment)
-  #!+sb-doc
-  "Return the class with the specified NAME. If ERRORP is false, then NIL is
-   returned when no such class exists."
-  (declare (type symbol name) (ignore environment))
-  (let ((res (classoid-cell-classoid (find-classoid-cell name))))
-    (if (or res (not errorp))
-       res
-       (error "class not yet defined:~%  ~S" name))))
-(defun (setf find-classoid) (new-value name)
-  #-sb-xc (declare (type (or null classoid) new-value))
-  (cond
-    ((null new-value)
-     (ecase (info :type :kind name)
-       ((nil))
-       (:defined)
-       (:primitive
-       (error "attempt to redefine :PRIMITIVE type: ~S" name))
-       ((:forthcoming-defclass-type :instance)
-       (setf (info :type :kind name) nil
-             (info :type :classoid name) nil
-             (info :type :documentation name) nil
-             (info :type :compiler-layout name) nil))))
-    (t
-     (ecase (info :type :kind name)
-       ((nil))
-       (:forthcoming-defclass-type
-       ;; XXX Currently, nothing needs to be done in this
-       ;; case. Later, when PCL is integrated tighter into SBCL, this
-       ;; might need more work.
-       nil)
-       (:instance
-       ;; KLUDGE: The reason these clauses aren't directly parallel
-       ;; is that we need to use the internal CLASSOID structure
-       ;; ourselves, because we don't have CLASSes to work with until
-       ;; PCL is built.  In the host, CLASSes have an approximately
-       ;; one-to-one correspondence with the target CLASSOIDs (as
-       ;; well as with the target CLASSes, modulo potential
-       ;; differences with respect to conditions).
-       #+sb-xc-host
-       (let ((old (class-of (find-classoid name)))
-             (new (class-of new-value)))
-         (unless (eq old new)
-           (bug "trying to change the metaclass of ~S from ~S to ~S in the ~
-                  cross-compiler."
-                name (class-name old) (class-name new))))
-       #-sb-xc-host
-       (let ((old (classoid-of (find-classoid name)))
-             (new (classoid-of new-value)))
-         (unless (eq old new)
-           (warn "changing meta-class of ~S from ~S to ~S"
-                 name (classoid-name old) (classoid-name new)))))
-       (:primitive
-       (error "illegal to redefine standard type ~S" name))
-       (:defined
-          (warn "redefining DEFTYPE type to be a class: ~S" name)
-          (setf (info :type :expander name) nil)))
-
-     (remhash name *forward-referenced-layouts*)
-     (%note-type-defined name)
-     (setf (info :type :kind name) :instance)
-     (setf (classoid-cell-classoid (find-classoid-cell name)) new-value)
-     (unless (eq (info :type :compiler-layout name)
-                (classoid-layout new-value))
-       (setf (info :type :compiler-layout name) (classoid-layout new-value)))))
-  new-value)
-) ; EVAL-WHEN
-  
+
+  ;; Return the classoid with the specified NAME. If ERRORP is false,
+  ;; then NIL is returned when no such class exists."
+  (defun find-classoid (name &optional (errorp t))
+    (declare (type symbol name))
+    (let ((cell (find-classoid-cell name :errorp errorp)))
+      (when cell (classoid-cell-classoid cell))))
+
+  (defun (setf find-classoid) (new-value name)
+    #-sb-xc (declare (type (or null classoid) new-value))
+    (aver new-value)
+    (let ((table *forward-referenced-layouts*))
+      (with-world-lock ()
+        (let ((cell (find-classoid-cell name :create t)))
+          (ecase (info :type :kind name)
+            ((nil))
+            (:forthcoming-defclass-type
+             ;; FIXME: Currently, nothing needs to be done in this case.
+             ;; Later, when PCL is integrated tighter into SBCL, this
+             ;; might need more work.
+             nil)
+            (:instance
+             (aver cell)
+             (let ((old-value (classoid-cell-classoid cell)))
+               (aver old-value)
+               ;; KLUDGE: The reason these clauses aren't directly
+               ;; parallel is that we need to use the internal
+               ;; CLASSOID structure ourselves, because we don't
+               ;; have CLASSes to work with until PCL is built. In
+               ;; the host, CLASSes have an approximately
+               ;; one-to-one correspondence with the target
+               ;; CLASSOIDs (as well as with the target CLASSes,
+               ;; modulo potential differences with respect to
+               ;; conditions).
+               #+sb-xc-host
+               (let ((old (class-of old-value))
+                     (new (class-of new-value)))
+                 (unless (eq old new)
+                   (bug "Trying to change the metaclass of ~S from ~S to ~S in the ~
+                            cross-compiler."
+                        name (class-name old) (class-name new))))
+               #-sb-xc-host
+               (let ((old (classoid-of old-value))
+                     (new (classoid-of new-value)))
+                 (unless (eq old new)
+                   (warn "Changing meta-class of ~S from ~S to ~S."
+                         name (classoid-name old) (classoid-name new))))))
+            (:primitive
+             (error "Cannot redefine standard type ~S." name))
+            (:defined
+             (warn "redefining DEFTYPE type to be a class: ~
+                    ~/sb-impl::print-symbol-with-prefix/" name)
+                (setf (info :type :expander name) nil
+                      (info :type :lambda-list name) nil
+                      (info :type :source-location name) nil)))
+
+          (remhash name table)
+          (%note-type-defined name)
+          ;; we need to handle things like
+          ;;   (setf (find-class 'foo) (find-class 'integer))
+          ;; and
+          ;;   (setf (find-class 'integer) (find-class 'integer))
+          (cond ((built-in-classoid-p new-value)
+                 (setf (info :type :kind name)
+                       (or (info :type :kind name) :defined))
+                 (let ((translation (built-in-classoid-translation new-value)))
+                   (when translation
+                     (setf (info :type :translator name)
+                           (lambda (c) (declare (ignore c)) translation)))))
+                (t
+                 (setf (info :type :kind name) :instance)))
+          (setf (classoid-cell-classoid cell) new-value)
+          (unless (eq (info :type :compiler-layout name)
+                      (classoid-layout new-value))
+            (setf (info :type :compiler-layout name)
+                  (classoid-layout new-value))))))
+    new-value)
+
+  (defun %clear-classoid (name cell)
+    (ecase (info :type :kind name)
+      ((nil))
+      (:defined)
+      (:primitive
+       (error "Attempt to remove :PRIMITIVE type: ~S" name))
+      ((:forthcoming-defclass-type :instance)
+       (when cell
+         ;; Note: We cannot remove the classoid cell from the table,
+         ;; since compiled code may refer directly to the cell, and
+         ;; getting a different cell for a classoid with the same name
+         ;; just would not do.
+
+         ;; Remove the proper name of the classoid, if this was it.
+         (let* ((classoid (classoid-cell-classoid cell))
+                (proper-name (classoid-name classoid)))
+           (when (eq proper-name name)
+             (setf (classoid-name classoid) nil)))
+
+         ;; Clear the cell.
+         (setf (classoid-cell-classoid cell) nil
+               (classoid-cell-pcl-class cell) nil))
+       (setf (info :type :kind name) nil
+             (info :type :documentation name) nil
+             (info :type :compiler-layout name) nil)))))
+
 ;;; Called when we are about to define NAME as a class meeting some
 ;;; predicate (such as a meta-class type test.) The first result is
 ;;; always of the desired class. The second result is any existing
 ;;; LAYOUT for this name.
+;;;
+;;; Again, this should be compiler-only, but easier to make this
+;;; thread-safe.
 (defun insured-find-classoid (name predicate constructor)
   (declare (type function predicate constructor))
-  (let* ((old (find-classoid name nil))
-        (res (if (and old (funcall predicate old))
-                 old
-                 (funcall constructor :name name)))
-        (found (or (gethash name *forward-referenced-layouts*)
-                   (when old (classoid-layout old)))))
-    (when found
-      (setf (layout-classoid found) res))
-    (values res found)))
-
-;;; If the class has a proper name, return the name, otherwise return
-;;; the class.
-(defun classoid-proper-name (class)
-  #-sb-xc (declare (type classoid class))
-  (let ((name (classoid-name class)))
-    (if (and name (eq (find-classoid name nil) class))
-       name
-       class)))
+  (let ((table *forward-referenced-layouts*))
+    (with-locked-system-table (table)
+      (let* ((old (find-classoid name nil))
+             (res (if (and old (funcall predicate old))
+                      old
+                      (funcall constructor :name name)))
+             (found (or (gethash name table)
+                        (when old (classoid-layout old)))))
+        (when found
+          (setf (layout-classoid found) res))
+        (values res found)))))
+
+;;; If the classoid has a proper name, return the name, otherwise return
+;;; the classoid.
+(defun classoid-proper-name (classoid)
+  #-sb-xc (declare (type classoid classoid))
+  (let ((name (classoid-name classoid)))
+    (if (and name (eq (find-classoid name nil) classoid))
+        name
+        classoid)))
 \f
 ;;;; CLASS type operations
 
 (!define-type-class classoid)
 
+;;; We might be passed classoids with invalid layouts; in any pairwise
+;;; class comparison, we must ensure that both are valid before
+;;; proceeding.
+(defun %ensure-classoid-valid (classoid layout error-context)
+  (aver (eq classoid (layout-classoid layout)))
+  (or (not (layout-invalid layout))
+      (if (typep classoid 'standard-classoid)
+          (let ((class (classoid-pcl-class classoid)))
+            (cond
+              ((sb!pcl:class-finalized-p class)
+               (sb!pcl::%force-cache-flushes class)
+               t)
+              ((sb!pcl::class-has-a-forward-referenced-superclass-p class)
+               (when error-context
+                 (bug "~@<Invalid class ~S with forward-referenced superclass ~
+                       ~S in ~A.~%~:@>"
+                      class
+                      (sb!pcl::class-has-a-forward-referenced-superclass-p class)
+                      error-context))
+               nil)
+              (t
+               (sb!pcl:finalize-inheritance class)
+               t)))
+          (bug "~@<Don't know how to ensure validity of ~S (not a STANDARD-CLASSOID) ~
+                for ~A.~%~:@>"
+               classoid (or error-context 'subtypep)))))
+
+(defun %ensure-both-classoids-valid (class1 class2 &optional errorp)
+  (do ((layout1 (classoid-layout class1) (classoid-layout class1))
+       (layout2 (classoid-layout class2) (classoid-layout class2))
+       (i 0 (+ i 1)))
+      ((and (not (layout-invalid layout1)) (not (layout-invalid layout2)))
+       t)
+    (aver (< i 2))
+    (unless (and (%ensure-classoid-valid class1 layout1 errorp)
+                 (%ensure-classoid-valid class2 layout2 errorp))
+      (return-from %ensure-both-classoids-valid nil))))
+
+(defun update-object-layout-or-invalid (object layout)
+  (if (layout-for-std-class-p (layout-of object))
+      (sb!pcl::check-wrapper-validity object)
+      (sb!c::%layout-invalid-error object layout)))
+
 ;;; Simple methods for TYPE= and SUBTYPEP should never be called when
 ;;; the two classes are equal, since there are EQ checks in those
 ;;; operations.
 
 (!define-type-method (classoid :simple-subtypep) (class1 class2)
   (aver (not (eq class1 class2)))
-  (let ((subclasses (classoid-subclasses class2)))
-    (if (and subclasses (gethash class1 subclasses))
-       (values t t)
-       (values nil t))))
+  (with-world-lock ()
+    (if (%ensure-both-classoids-valid class1 class2)
+        (let ((subclasses2 (classoid-subclasses class2)))
+          (if (and subclasses2 (gethash class1 subclasses2))
+              (values t t)
+              (if (and (typep class1 'standard-classoid)
+                       (typep class2 'standard-classoid)
+                       (or (sb!pcl::class-has-a-forward-referenced-superclass-p
+                            (classoid-pcl-class class1))
+                           (sb!pcl::class-has-a-forward-referenced-superclass-p
+                            (classoid-pcl-class class2))))
+                  ;; If there's a forward-referenced class involved we don't know for sure.
+                  ;; (There are cases which we /could/ figure out, but that doesn't seem
+                  ;; to be required or important, really.)
+                  (values nil nil)
+                  (values nil t))))
+        (values nil nil))))
 
 ;;; When finding the intersection of a sealed class and some other
 ;;; class (not hierarchically related) the intersection is the union
 (defun sealed-class-intersection2 (sealed other)
   (declare (type classoid sealed other))
   (let ((s-sub (classoid-subclasses sealed))
-       (o-sub (classoid-subclasses other)))
+        (o-sub (classoid-subclasses other)))
     (if (and s-sub o-sub)
-       (collect ((res *empty-type* type-union))
-         (dohash (subclass layout s-sub)
-           (declare (ignore layout))
-           (when (gethash subclass o-sub)
-             (res (specifier-type subclass))))
-         (res))
-       *empty-type*)))
+        (collect ((res *empty-type* type-union))
+          (dohash ((subclass layout) s-sub :locked t)
+            (declare (ignore layout))
+            (when (gethash subclass o-sub)
+              (res (specifier-type subclass))))
+          (res))
+        *empty-type*)))
 
 (!define-type-method (classoid :simple-intersection2) (class1 class2)
   (declare (type classoid class1 class2))
-  (cond ((eq class1 class2)
-        class1)
-       ;; If one is a subclass of the other, then that is the
-       ;; intersection.
-       ((let ((subclasses (classoid-subclasses class2)))
-          (and subclasses (gethash class1 subclasses)))
-        class1)
-       ((let ((subclasses (classoid-subclasses class1)))
-          (and subclasses (gethash class2 subclasses)))
-        class2)
-       ;; Otherwise, we can't in general be sure that the
-       ;; intersection is empty, since a subclass of both might be
-       ;; defined. But we can eliminate it for some special cases.
-       ((or (basic-structure-classoid-p class1)
-            (basic-structure-classoid-p class2))
-        ;; No subclass of both can be defined.
-        *empty-type*)
-       ((eq (classoid-state class1) :sealed)
-        ;; checking whether a subclass of both can be defined:
-        (sealed-class-intersection2 class1 class2))
-       ((eq (classoid-state class2) :sealed)
-        ;; checking whether a subclass of both can be defined:
-        (sealed-class-intersection2 class2 class1))
-       (t
-        ;; uncertain, since a subclass of both might be defined
-        nil)))
+  (with-world-lock ()
+    (%ensure-both-classoids-valid class1 class2 "type intersection")
+    (cond ((eq class1 class2)
+           class1)
+          ;; If one is a subclass of the other, then that is the
+          ;; intersection.
+          ((let ((subclasses (classoid-subclasses class2)))
+             (and subclasses (gethash class1 subclasses)))
+           class1)
+          ((let ((subclasses (classoid-subclasses class1)))
+             (and subclasses (gethash class2 subclasses)))
+           class2)
+          ;; Otherwise, we can't in general be sure that the
+          ;; intersection is empty, since a subclass of both might be
+          ;; defined. But we can eliminate it for some special cases.
+          ((or (structure-classoid-p class1)
+               (structure-classoid-p class2))
+           ;; No subclass of both can be defined.
+           *empty-type*)
+          ((eq (classoid-state class1) :sealed)
+           ;; checking whether a subclass of both can be defined:
+           (sealed-class-intersection2 class1 class2))
+          ((eq (classoid-state class2) :sealed)
+           ;; checking whether a subclass of both can be defined:
+           (sealed-class-intersection2 class2 class1))
+          (t
+           ;; uncertain, since a subclass of both might be defined
+           nil))))
+
+;;; KLUDGE: we need this to deal with the special-case INSTANCE and
+;;; FUNCALLABLE-INSTANCE types (which used to be CLASSOIDs until CSR
+;;; discovered that this was incompatible with the MOP class
+;;; hierarchy).  See NAMED :COMPLEX-SUBTYPEP-ARG2
+(defvar *non-instance-classoid-types*
+  '(symbol system-area-pointer weak-pointer code-component
+    lra fdefn random-class))
 
 ;;; KLUDGE: we need this because of the need to represent
 ;;; intersections of two classes, even when empty at a given time, as
 ;;; mixtures with other type classes.
 (!define-type-method (classoid :complex-subtypep-arg2) (type1 class2)
   (if (and (intersection-type-p type1)
-          (> (count-if #'classoid-p (intersection-type-types type1)) 1))
+           (> (count-if #'classoid-p (intersection-type-types type1)) 1))
       (values nil nil)
       (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 class2 nil t)))
 
+(!define-type-method (classoid :negate) (type)
+  (make-negation-type :type type))
+
 (!define-type-method (classoid :unparse) (type)
   (classoid-proper-name type))
 \f
 ;;;; PCL stuff
 
-(def!struct (std-classoid (:include classoid)
-                         (:constructor nil)))
-(def!struct (standard-classoid (:include std-classoid)
-                              (:constructor make-standard-classoid)))
-(def!struct (random-pcl-classoid (:include std-classoid)
-                                (:constructor make-random-pcl-classoid)))
+;;; the CLASSOID that we use to represent type information for
+;;; STANDARD-CLASS and FUNCALLABLE-STANDARD-CLASS.  The type system
+;;; side does not need to distinguish between STANDARD-CLASS and
+;;; FUNCALLABLE-STANDARD-CLASS.
+(def!struct (standard-classoid (:include classoid)
+                               (:constructor make-standard-classoid)))
+;;; a metaclass for classes which aren't standardlike but will never
+;;; change either.
+(def!struct (static-classoid (:include classoid)
+                             (:constructor make-static-classoid)))
 \f
 ;;;; built-in classes
 
   (setq
    *built-in-classes*
    '((t :state :read-only :translation t)
-     (character :enumerable t :translation base-char)
-     (base-char :enumerable t
-               :inherits (character)
-               :codes (#.sb!vm:base-char-widetag))
-     (symbol :codes (#.sb!vm:symbol-header-widetag))
-
-     (instance :state :read-only)
+     (character :enumerable t
+                :codes (#.sb!vm:character-widetag)
+                :translation (character-set)
+                :prototype-form (code-char 42))
+     (symbol :codes (#.sb!vm:symbol-header-widetag)
+             :prototype-form '#:mu)
 
-     (system-area-pointer :codes (#.sb!vm:sap-widetag))
-     (weak-pointer :codes (#.sb!vm:weak-pointer-widetag))
+     (system-area-pointer :codes (#.sb!vm:sap-widetag)
+                          :prototype-form (sb!sys:int-sap 42))
+     (weak-pointer :codes (#.sb!vm:weak-pointer-widetag)
+      :prototype-form (sb!ext:make-weak-pointer (find-package "CL")))
      (code-component :codes (#.sb!vm:code-header-widetag))
      (lra :codes (#.sb!vm:return-pc-header-widetag))
-     (fdefn :codes (#.sb!vm:fdefn-widetag))
+     (fdefn :codes (#.sb!vm:fdefn-widetag)
+            :prototype-form (sb!kernel:make-fdefn "42"))
      (random-class) ; used for unknown type codes
 
      (function
       :codes (#.sb!vm:closure-header-widetag
-             #.sb!vm:simple-fun-header-widetag)
-      :state :read-only)
-     (funcallable-instance
-      :inherits (function)
-      :state :read-only)
+              #.sb!vm:simple-fun-header-widetag)
+      :state :read-only
+      :prototype-form (function (lambda () 42)))
 
      (number :translation number)
      (complex
       :translation complex
       :inherits (number)
-      :codes (#.sb!vm:complex-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:complex-widetag)
+      :prototype-form (complex 42 42))
      (complex-single-float
       :translation (complex single-float)
       :inherits (complex number)
-      :codes (#.sb!vm:complex-single-float-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:complex-single-float-widetag)
+      :prototype-form (complex 42f0 42f0))
      (complex-double-float
       :translation (complex double-float)
       :inherits (complex number)
-      :codes (#.sb!vm:complex-double-float-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:complex-double-float-widetag)
+      :prototype-form (complex 42d0 42d0))
      #!+long-float
      (complex-long-float
       :translation (complex long-float)
       :inherits (complex number)
-      :codes (#.sb!vm:complex-long-float-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:complex-long-float-widetag)
+      :prototype-form (complex 42l0 42l0))
+     #!+sb-simd-pack
+     (simd-pack
+      :translation simd-pack
+      :codes (#.sb!vm:simd-pack-widetag)
+      :prototype-form (%make-simd-pack-ub64 42 42))
      (real :translation real :inherits (number))
      (float
       :translation float
      (single-float
       :translation single-float
       :inherits (float real number)
-      :codes (#.sb!vm:single-float-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:single-float-widetag)
+      :prototype-form 42f0)
      (double-float
       :translation double-float
       :inherits (float real number)
-      :codes (#.sb!vm:double-float-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:double-float-widetag)
+      :prototype-form 42d0)
      #!+long-float
      (long-float
       :translation long-float
       :inherits (float real number)
-      :codes (#.sb!vm:long-float-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:long-float-widetag)
+      :prototype-form 42l0)
      (rational
       :translation rational
       :inherits (real number))
      (ratio
       :translation (and rational (not integer))
       :inherits (rational real number)
-      :codes (#.sb!vm:ratio-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:ratio-widetag)
+      :prototype-form 1/42)
      (integer
       :translation integer
       :inherits (rational real number))
      (fixnum
       :translation (integer #.sb!xc:most-negative-fixnum
-                   #.sb!xc:most-positive-fixnum)
+                    #.sb!xc:most-positive-fixnum)
       :inherits (integer rational real number)
-      :codes (#.sb!vm:even-fixnum-lowtag #.sb!vm:odd-fixnum-lowtag))
+      :codes #.(mapcar #'symbol-value sb!vm::fixnum-lowtags)
+      :prototype-form 42)
      (bignum
       :translation (and integer (not fixnum))
       :inherits (integer rational real number)
-      :codes (#.sb!vm:bignum-widetag))
+      :codes (#.sb!vm:bignum-widetag)
+      :prototype-form (expt 2 #.(* sb!vm:n-word-bits (/ 3 2))))
 
      (array :translation array :codes (#.sb!vm:complex-array-widetag)
-            :hierarchical-p nil)
+            :hierarchical-p nil
+            :prototype-form (make-array nil :adjustable t))
      (simple-array
       :translation simple-array :codes (#.sb!vm:simple-array-widetag)
-      :inherits (array))
+      :inherits (array)
+      :prototype-form (make-array nil))
      (sequence
-      :translation (or cons (member nil) vector))
+      :translation (or cons (member nil) vector extended-sequence)
+      :state :read-only
+      :depth 2)
      (vector
       :translation vector :codes (#.sb!vm:complex-vector-widetag)
       :direct-superclasses (array sequence)
      (simple-vector
       :translation simple-vector :codes (#.sb!vm:simple-vector-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0))
      (bit-vector
       :translation bit-vector :codes (#.sb!vm:complex-bit-vector-widetag)
-      :inherits (vector array sequence))
+      :inherits (vector array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'bit :fill-pointer t))
      (simple-bit-vector
       :translation simple-bit-vector :codes (#.sb!vm:simple-bit-vector-widetag)
       :direct-superclasses (bit-vector simple-array)
       :inherits (bit-vector vector simple-array
-                array sequence))
+                 array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'bit))
      (simple-array-unsigned-byte-2
       :translation (simple-array (unsigned-byte 2) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-2-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 2)))
      (simple-array-unsigned-byte-4
       :translation (simple-array (unsigned-byte 4) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-4-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 4)))
+     (simple-array-unsigned-byte-7
+      :translation (simple-array (unsigned-byte 7) (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-7-widetag)
+      :direct-superclasses (vector simple-array)
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 7)))
      (simple-array-unsigned-byte-8
       :translation (simple-array (unsigned-byte 8) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-8-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 8)))
+     (simple-array-unsigned-byte-15
+      :translation (simple-array (unsigned-byte 15) (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-15-widetag)
+      :direct-superclasses (vector simple-array)
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 15)))
      (simple-array-unsigned-byte-16
       :translation (simple-array (unsigned-byte 16) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-16-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 16)))
+
+     (simple-array-unsigned-fixnum
+      :translation (simple-array (unsigned-byte #.sb!vm:n-positive-fixnum-bits) (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-fixnum-widetag)
+      :direct-superclasses (vector simple-array)
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0
+                       :element-type '(unsigned-byte #.sb!vm:n-positive-fixnum-bits)))
+
+     (simple-array-unsigned-byte-31
+      :translation (simple-array (unsigned-byte 31) (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-31-widetag)
+      :direct-superclasses (vector simple-array)
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 31)))
      (simple-array-unsigned-byte-32
       :translation (simple-array (unsigned-byte 32) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-32-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 32)))
+     #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
+     (simple-array-unsigned-byte-63
+      :translation (simple-array (unsigned-byte 63) (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-63-widetag)
+      :direct-superclasses (vector simple-array)
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 63)))
+     #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
+     (simple-array-unsigned-byte-64
+      :translation (simple-array (unsigned-byte 64) (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-64-widetag)
+      :direct-superclasses (vector simple-array)
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(unsigned-byte 64)))
      (simple-array-signed-byte-8
       :translation (simple-array (signed-byte 8) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-8-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(signed-byte 8)))
      (simple-array-signed-byte-16
       :translation (simple-array (signed-byte 16) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-16-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
-     (simple-array-signed-byte-30
-      :translation (simple-array (signed-byte 30) (*))
-      :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-30-widetag)
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(signed-byte 16)))
+
+     (simple-array-fixnum
+      :translation (simple-array (signed-byte #.sb!vm:n-fixnum-bits)
+                    (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-array-fixnum-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0
+                       :element-type
+                       '(signed-byte #.sb!vm:n-fixnum-bits)))
+
      (simple-array-signed-byte-32
       :translation (simple-array (signed-byte 32) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-32-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(signed-byte 32)))
+     #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
+     (simple-array-signed-byte-64
+      :translation (simple-array (signed-byte 64) (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-64-widetag)
+      :direct-superclasses (vector simple-array)
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(signed-byte 64)))
      (simple-array-single-float
       :translation (simple-array single-float (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-single-float-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'single-float))
      (simple-array-double-float
       :translation (simple-array double-float (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-double-float-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'double-float))
      #!+long-float
      (simple-array-long-float
       :translation (simple-array long-float (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-long-float-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'long-float))
      (simple-array-complex-single-float
       :translation (simple-array (complex single-float) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-complex-single-float-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(complex single-float)))
      (simple-array-complex-double-float
       :translation (simple-array (complex double-float) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-complex-double-float-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(complex double-float)))
      #!+long-float
      (simple-array-complex-long-float
       :translation (simple-array (complex long-float) (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-complex-long-float-widetag)
       :direct-superclasses (vector simple-array)
-      :inherits (vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector simple-array array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type '(complex long-float)))
      (string
       :translation string
       :direct-superclasses (vector)
       :direct-superclasses (string simple-array)
       :inherits (string vector simple-array array sequence))
      (vector-nil
-      ;; FIXME: Should this be (AND (VECTOR NIL) (NOT (SIMPLE-ARRAY NIL (*))))?
       :translation (vector nil)
       :codes (#.sb!vm:complex-vector-nil-widetag)
       :direct-superclasses (string)
-      :inherits (string vector array sequence))
+      :inherits (string vector array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'nil :fill-pointer t))
      (simple-array-nil
       :translation (simple-array nil (*))
       :codes (#.sb!vm:simple-array-nil-widetag)
       :direct-superclasses (vector-nil simple-string)
-      :inherits (vector-nil simple-string string vector simple-array array sequence))
+      :inherits (vector-nil simple-string string vector simple-array
+                 array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'nil))
      (base-string
       :translation base-string
       :codes (#.sb!vm:complex-base-string-widetag)
       :direct-superclasses (string)
-      :inherits (string vector array sequence))
+      :inherits (string vector array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'base-char :fill-pointer t))
      (simple-base-string
       :translation simple-base-string
       :codes (#.sb!vm:simple-base-string-widetag)
       :direct-superclasses (base-string simple-string)
       :inherits (base-string simple-string string vector simple-array
-                array sequence))
+                 array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'base-char))
+     #!+sb-unicode
+     (character-string
+      :translation (vector character)
+      :codes (#.sb!vm:complex-character-string-widetag)
+      :direct-superclasses (string)
+      :inherits (string vector array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'character :fill-pointer t))
+     #!+sb-unicode
+     (simple-character-string
+      :translation (simple-array character (*))
+      :codes (#.sb!vm:simple-character-string-widetag)
+      :direct-superclasses (character-string simple-string)
+      :inherits (character-string simple-string string vector simple-array
+                 array sequence)
+      :prototype-form (make-array 0 :element-type 'character))
      (list
       :translation (or cons (member nil))
       :inherits (sequence))
      (cons
       :codes (#.sb!vm:list-pointer-lowtag)
       :translation cons
-      :inherits (list sequence))
+      :inherits (list sequence)
+      :prototype-form (cons nil nil))
      (null
       :translation (member nil)
       :inherits (symbol list sequence)
-      :direct-superclasses (symbol list))
-     
+      :direct-superclasses (symbol list)
+      :prototype-form 'nil)
      (stream
       :state :read-only
-      :depth 3
-      :inherits (instance)))))
+      :depth 2)
+     (file-stream
+      :state :read-only
+      :depth 4
+      :inherits (stream))
+     (string-stream
+      :state :read-only
+      :depth 4
+      :inherits (stream)))))
 
 ;;; See also src/code/class-init.lisp where we finish setting up the
 ;;; translations for built-in types.
   (dolist (x *built-in-classes*)
     #-sb-xc-host (/show0 "at head of loop over *BUILT-IN-CLASSES*")
     (destructuring-bind
-       (name &key
-             (translation nil trans-p)
-             inherits
-             codes
-             enumerable
-             state
+        (name &key
+              (translation nil trans-p)
+              inherits
+              codes
+              enumerable
+              state
               depth
-             (hierarchical-p t) ; might be modified below
-             (direct-superclasses (if inherits
-                                    (list (car inherits))
-                                    '(t))))
-       x
-      (declare (ignore codes state translation))
+              prototype-form
+              (hierarchical-p t) ; might be modified below
+              (direct-superclasses (if inherits
+                                     (list (car inherits))
+                                     '(t))))
+        x
+      (declare (ignore codes state translation prototype-form))
       (let ((inherits-list (if (eq name t)
-                              ()
-                              (cons t (reverse inherits))))
-           (classoid (make-built-in-classoid
-                      :enumerable enumerable
-                      :name name
-                      :translation (if trans-p :initializing nil)
-                      :direct-superclasses
-                      (if (eq name t)
-                          nil
-                          (mapcar #'find-classoid direct-superclasses)))))
-       (setf (info :type :kind name) #+sb-xc-host :defined #-sb-xc-host :primitive
-             (classoid-cell-classoid (find-classoid-cell name)) classoid)
-       (unless trans-p
-         (setf (info :type :builtin name) classoid))
-       (let* ((inherits-vector
-               (map 'simple-vector
-                    (lambda (x)
-                      (let ((super-layout
-                             (classoid-layout (find-classoid x))))
-                        (when (minusp (layout-depthoid super-layout))
-                          (setf hierarchical-p nil))
-                        super-layout))
-                    inherits-list))
-              (depthoid (if hierarchical-p
+                               ()
+                               (cons t (reverse inherits))))
+            (classoid (make-built-in-classoid
+                       :enumerable enumerable
+                       :name name
+                       :translation (if trans-p :initializing nil)
+                       :direct-superclasses
+                       (if (eq name t)
+                           nil
+                           (mapcar #'find-classoid direct-superclasses)))))
+        (setf (info :type :kind name) #+sb-xc-host :defined #-sb-xc-host :primitive
+              (classoid-cell-classoid (find-classoid-cell name :create t)) classoid)
+        (unless trans-p
+          (setf (info :type :builtin name) classoid))
+        (let* ((inherits-vector
+                (map 'simple-vector
+                     (lambda (x)
+                       (let ((super-layout
+                              (classoid-layout (find-classoid x))))
+                         (when (minusp (layout-depthoid super-layout))
+                           (setf hierarchical-p nil))
+                         super-layout))
+                     inherits-list))
+               (depthoid (if hierarchical-p
                            (or depth (length inherits-vector))
                            -1)))
-         (register-layout
-          (find-and-init-or-check-layout name
-                                         0
-                                         inherits-vector
-                                         depthoid)
-          :invalidate nil)))))
+          (register-layout
+           (find-and-init-or-check-layout name
+                                          0
+                                          inherits-vector
+                                          depthoid
+                                          0)
+           :invalidate nil)))))
   (/show0 "done with loop over *BUILT-IN-CLASSES*"))
 
 ;;; Define temporary PCL STANDARD-CLASSes. These will be set up
   (dolist (x '(;; Why is STREAM duplicated in this list? Because, when
                ;; the inherits-vector of FUNDAMENTAL-STREAM is set up,
                ;; a vector containing the elements of the list below,
-               ;; i.e. '(T INSTANCE STREAM STREAM), is created, and
+               ;; i.e. '(T STREAM STREAM), is created, and
                ;; this is what the function ORDER-LAYOUT-INHERITS
                ;; would do, too.
                ;;
                ;; So, the purpose is to guarantee a valid layout for
                ;; the FUNDAMENTAL-STREAM class, matching what
                ;; ORDER-LAYOUT-INHERITS would do.
-               ;; ORDER-LAYOUT-INHERITS would place STREAM at index 3
-               ;; in the INHERITS(-VECTOR). Index 2 would not be
+               ;; ORDER-LAYOUT-INHERITS would place STREAM at index 2
+               ;; in the INHERITS(-VECTOR). Index 1 would not be
                ;; filled, so STREAM is duplicated there (as
                ;; ORDER-LAYOUTS-INHERITS would do). Maybe the
                ;; duplicate definition could be removed (removing a
                ;; redefined after PCL is set up, anyway. But to play
                ;; it safely, we define the class with a valid INHERITS
                ;; vector.
-              (fundamental-stream (t instance stream stream))))
+               (fundamental-stream (t stream stream))))
     (/show0 "defining temporary STANDARD-CLASS")
     (let* ((name (first x))
-          (inherits-list (second x))
-          (classoid (make-standard-classoid :name name))
-          (classoid-cell (find-classoid-cell name)))
+           (inherits-list (second x))
+           (classoid (make-standard-classoid :name name))
+           (classoid-cell (find-classoid-cell name :create t)))
       ;; Needed to open-code the MAP, below
       (declare (type list inherits-list))
       (setf (classoid-cell-classoid classoid-cell) classoid
-           (info :type :classoid name) classoid-cell
-           (info :type :kind name) :instance)
+            (info :type :kind name) :instance)
       (let ((inherits (map 'simple-vector
-                          (lambda (x)
-                            (classoid-layout (find-classoid x)))
-                          inherits-list)))
-       #-sb-xc-host (/show0 "INHERITS=..") #-sb-xc-host (/hexstr inherits)
-       (register-layout (find-and-init-or-check-layout name 0 inherits -1)
-                        :invalidate nil))))
+                           (lambda (x)
+                             (classoid-layout (find-classoid x)))
+                           inherits-list)))
+        #-sb-xc-host (/show0 "INHERITS=..") #-sb-xc-host (/hexstr inherits)
+        (register-layout (find-and-init-or-check-layout name 0 inherits -1 0)
+                         :invalidate nil))))
   (/show0 "done defining temporary STANDARD-CLASSes"))
 
 ;;; Now that we have set up the class heterarchy, seal the sealed
 ;;;; class definition/redefinition
 
 ;;; This is to be called whenever we are altering a class.
-(defun modify-classoid (classoid)
+(defun %modify-classoid (classoid)
   (clear-type-caches)
   (when (member (classoid-state classoid) '(:read-only :frozen))
     ;; FIXME: This should probably be CERROR.
     (warn "making ~(~A~) class ~S writable"
-         (classoid-state classoid)
-         (classoid-name classoid))
+          (classoid-state classoid)
+          (classoid-name classoid))
     (setf (classoid-state classoid) nil)))
 
 ;;; Mark LAYOUT as invalid. Setting DEPTHOID -1 helps cause unsafe
 ;;; structure type tests to fail. Remove class from all superclasses
 ;;; too (might not be registered, so might not be in subclasses of the
-;;; nominal superclasses.)
-(defun invalidate-layout (layout)
+;;; nominal superclasses.)  We set the layout-clos-hash slots to 0 to
+;;; invalidate the wrappers for specialized dispatch functions, which
+;;; use those slots as indexes into tables.
+(defun %invalidate-layout (layout)
   (declare (type layout layout))
   (setf (layout-invalid layout) t
-       (layout-depthoid layout) -1)
+        (layout-depthoid layout) -1)
+  (setf (layout-clos-hash layout) 0)
   (let ((inherits (layout-inherits layout))
-       (classoid (layout-classoid layout)))
-    (modify-classoid classoid)
+        (classoid (layout-classoid layout)))
+    (%modify-classoid classoid)
     (dovector (super inherits)
       (let ((subs (classoid-subclasses (layout-classoid super))))
-       (when subs
-         (remhash classoid subs)))))
+        (when subs
+          (remhash classoid subs)))))
   (values))
 \f
 ;;;; cold loading initializations
 ;;; late in the build-order.lisp-expr sequence, and be put in
 ;;; !COLD-INIT-FORMS there?
 (defun !class-finalize ()
-  (dohash (name layout *forward-referenced-layouts*)
+  (dohash ((name layout) *forward-referenced-layouts*)
     (let ((class (find-classoid name nil)))
       (cond ((not class)
-            (setf (layout-classoid layout) (make-undefined-classoid name)))
-           ((eq (classoid-layout class) layout)
-            (remhash name *forward-referenced-layouts*))
-           (t
-            ;; FIXME: ERROR?
-            (warn "something strange with forward layout for ~S:~%  ~S"
-                  name
-                  layout))))))
-
-;;; a vector that maps type codes to layouts, used for quickly finding
-;;; the layouts of built-in classes
-(defvar *built-in-class-codes*) ; initialized in cold load
-(declaim (type simple-vector *built-in-class-codes*))
+             (setf (layout-classoid layout) (make-undefined-classoid name)))
+            ((eq (classoid-layout class) layout)
+             (remhash name *forward-referenced-layouts*))
+            (t
+             (error "Something strange with forward layout for ~S:~%  ~S"
+                    name layout))))))
 
 (!cold-init-forms
   #-sb-xc-host (/show0 "about to set *BUILT-IN-CLASS-CODES*")
   (setq *built-in-class-codes*
-       (let* ((initial-element
-               (locally
-                 ;; KLUDGE: There's a FIND-CLASSOID DEFTRANSFORM for
-                 ;; constant class names which creates fast but
-                 ;; non-cold-loadable, non-compact code. In this
-                 ;; context, we'd rather have compact, cold-loadable
-                 ;; code. -- WHN 19990928
-                 (declare (notinline find-classoid))
-                 (classoid-layout (find-classoid 'random-class))))
-              (res (make-array 256 :initial-element initial-element)))
-         (dolist (x *built-in-classes* res)
-           (destructuring-bind (name &key codes &allow-other-keys)
-                               x
-             (let ((layout (classoid-layout (find-classoid name))))
-               (dolist (code codes)
-                 (setf (svref res code) layout)))))))
+        (let* ((initial-element
+                (locally
+                  ;; KLUDGE: There's a FIND-CLASSOID DEFTRANSFORM for
+                  ;; constant class names which creates fast but
+                  ;; non-cold-loadable, non-compact code. In this
+                  ;; context, we'd rather have compact, cold-loadable
+                  ;; code. -- WHN 19990928
+                  (declare (notinline find-classoid))
+                  (classoid-layout (find-classoid 'random-class))))
+               (res (make-array 256 :initial-element initial-element)))
+          (dolist (x *built-in-classes* res)
+            (destructuring-bind (name &key codes &allow-other-keys)
+                                x
+              (let ((layout (classoid-layout (find-classoid name))))
+                (dolist (code codes)
+                  (setf (svref res code) layout)))))))
+  (setq *null-classoid-layout*
+        ;; KLUDGE: we use (LET () ...) instead of a LOCALLY here to
+        ;; work around a bug in the LOCALLY handling in the fopcompiler
+        ;; (present in 0.9.13-0.9.14.18). -- JES, 2006-07-16
+        (let ()
+          (declare (notinline find-classoid))
+          (classoid-layout (find-classoid 'null))))
   #-sb-xc-host (/show0 "done setting *BUILT-IN-CLASS-CODES*"))
 \f
 (!defun-from-collected-cold-init-forms !classes-cold-init)