*** empty log message ***
[bpt/guile.git] / libguile / gc.c
index 6cdc26e..0d51779 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (C) 1995, 96, 97, 98, 99, 2000 Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 1995,1996,1997,1998,1999,2000,2001 Free Software Foundation, Inc.
  *
  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
 /* #define DEBUGINFO */
 
+/* SECTION: This code is compiled once.
+ */
+
+#ifndef MARK_DEPENDENCIES
+
 \f
 #include <stdio.h>
+#include <errno.h>
+#include <string.h>
+
 #include "libguile/_scm.h"
+#include "libguile/eval.h"
 #include "libguile/stime.h"
 #include "libguile/stackchk.h"
 #include "libguile/struct.h"
-#include "libguile/weaks.h"
-#include "libguile/guardians.h"
 #include "libguile/smob.h"
 #include "libguile/unif.h"
 #include "libguile/async.h"
 #include "libguile/root.h"
 #include "libguile/strings.h"
 #include "libguile/vectors.h"
+#include "libguile/weaks.h"
+#include "libguile/hashtab.h"
+#include "libguile/tags.h"
 
 #include "libguile/validate.h"
+#include "libguile/deprecation.h"
 #include "libguile/gc.h"
 
 #ifdef GUILE_DEBUG_MALLOC
 #endif
 
 \f
+
+unsigned int scm_gc_running_p = 0;
+
+\f
+
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1)
+
+scm_t_bits scm_tc16_allocated;
+
+/* Set this to != 0 if every cell that is accessed shall be checked: 
+ */
+unsigned int scm_debug_cell_accesses_p = 1;
+
+/* Set this to 0 if no additional gc's shall be performed, otherwise set it to
+ * the number of cell accesses after which a gc shall be called.
+ */
+static unsigned int debug_cells_gc_interval = 0;
+
+
+/* If an allocated cell is detected during garbage collection, this means that
+ * some code has just obtained the object but was preempted before the
+ * initialization of the object was completed.  This meanst that some entries
+ * of the allocated cell may already contain SCM objects.  Therefore,
+ * allocated cells are scanned conservatively.  */
+static SCM
+allocated_mark (SCM allocated)
+{
+  scm_gc_mark_cell_conservatively (allocated);
+  return SCM_BOOL_F;
+}
+
+
+/* Assert that the given object is a valid reference to a valid cell.  This
+ * test involves to determine whether the object is a cell pointer, whether
+ * this pointer actually points into a heap segment and whether the cell
+ * pointed to is not a free cell.  Further, additional garbage collections may
+ * get executed after a user defined number of cell accesses.  This helps to
+ * find places in the C code where references are dropped for extremely short
+ * periods.
+ */
+void
+scm_assert_cell_valid (SCM cell)
+{
+  static unsigned int already_running = 0;
+
+  if (scm_debug_cell_accesses_p && !already_running)
+    {
+      already_running = 1;  /* set to avoid recursion */
+
+      if (!scm_cellp (cell))
+       {
+         fprintf (stderr, "scm_assert_cell_valid: Not a cell object: %lux\n",
+                   (unsigned long) SCM_UNPACK (cell));
+         abort ();
+       }
+      else if (!scm_gc_running_p)
+       {
+         /* Dirk::FIXME:: During garbage collection there occur references to
+            free cells.  This is allright during conservative marking, but
+            should not happen otherwise (I think).  The case of free cells
+            accessed during conservative marking is handled in function
+            scm_mark_locations.  However, there still occur accesses to free
+            cells during gc.  I don't understand why this happens.  If it is
+            a bug and gets fixed, the following test should also work while
+            gc is running.
+          */
+         if (SCM_FREE_CELL_P (cell))
+           {
+             fprintf (stderr, "scm_assert_cell_valid: Accessing free cell: %lux\n",
+                       (unsigned long) SCM_UNPACK (cell));
+             abort ();
+           }
+
+         /* If desired, perform additional garbage collections after a user
+          * defined number of cell accesses.
+          */
+         if (debug_cells_gc_interval)
+           {
+             static unsigned int counter = 0;
+             
+             if (counter != 0)
+               {
+                 --counter;
+               }
+             else
+               {
+                 counter = debug_cells_gc_interval;
+                 scm_igc ("scm_assert_cell_valid");
+               }
+           }
+       }
+      already_running = 0;  /* re-enable */
+    }
+}
+
+
+SCM_DEFINE (scm_set_debug_cell_accesses_x, "set-debug-cell-accesses!", 1, 0, 0,
+           (SCM flag),
+           "If @var{flag} is @code{#f}, cell access checking is disabled.\n"
+           "If @var{flag} is @code{#t}, cell access checking is enabled,\n"
+           "but no additional calls to garbage collection are issued.\n"
+           "If @var{flag} is a number, cell access checking is enabled,\n"
+           "with an additional garbage collection after the given\n"
+           "number of cell accesses.\n"
+           "This procedure only exists when the compile-time flag\n"
+           "@code{SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES} was set to 1.")
+#define FUNC_NAME s_scm_set_debug_cell_accesses_x
+{
+  if (SCM_FALSEP (flag)) {
+    scm_debug_cell_accesses_p = 0;
+  } else if (SCM_EQ_P (flag, SCM_BOOL_T)) {
+    debug_cells_gc_interval = 0;
+    scm_debug_cell_accesses_p = 1;
+  } else if (SCM_INUMP (flag)) {
+    long int f = SCM_INUM (flag);
+    if (f <= 0) SCM_OUT_OF_RANGE (1, flag);
+    debug_cells_gc_interval = f;
+    scm_debug_cell_accesses_p = 1;
+  } else {
+    SCM_WRONG_TYPE_ARG (1, flag);
+  }
+  return SCM_UNSPECIFIED;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+#endif  /* SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1 */
+
+\f
+
 /* {heap tuning parameters}
  *
  * These are parameters for controlling memory allocation.  The heap
  *
  * If SCM_INIT_HEAP_SIZE heap cannot be allocated initially, SCM_HEAP_SEG_SIZE
  * will be used, and the heap will grow by SCM_HEAP_SEG_SIZE when more
- * heap is needed.  SCM_HEAP_SEG_SIZE must fit into type scm_sizet.  This code
+ * heap is needed.  SCM_HEAP_SEG_SIZE must fit into type size_t.  This code
  * is in scm_init_storage() and alloc_some_heap() in sys.c
  *
  * If SCM_INIT_HEAP_SIZE can be allocated initially, the heap will grow by
  * large heaps, especially if code behaviour is varying its
  * maximum consumption between different freelists.
  */
-#define SCM_INIT_HEAP_SIZE_1 (45000L * sizeof (scm_cell))
-#define SCM_CLUSTER_SIZE_1 2000L
-#define SCM_MIN_YIELD_1 40
 
-#define SCM_INIT_HEAP_SIZE_2 (2500L * 2 * sizeof (scm_cell))
-#define SCM_CLUSTER_SIZE_2 1000L
+#define SCM_DATA_CELLS2CARDS(n) (((n) + SCM_GC_CARD_N_DATA_CELLS - 1) / SCM_GC_CARD_N_DATA_CELLS)
+#define SCM_CARDS_PER_CLUSTER SCM_DATA_CELLS2CARDS (2000L)
+#define SCM_CLUSTER_SIZE_1 (SCM_CARDS_PER_CLUSTER * SCM_GC_CARD_N_DATA_CELLS)
+size_t scm_default_init_heap_size_1 = (((SCM_DATA_CELLS2CARDS (45000L) + SCM_CARDS_PER_CLUSTER - 1)
+                                     / SCM_CARDS_PER_CLUSTER) * SCM_GC_CARD_SIZE);
+int scm_default_min_yield_1 = 40;
+
+#define SCM_CLUSTER_SIZE_2 (SCM_CARDS_PER_CLUSTER * (SCM_GC_CARD_N_DATA_CELLS / 2))
+size_t scm_default_init_heap_size_2 = (((SCM_DATA_CELLS2CARDS (2500L * 2) + SCM_CARDS_PER_CLUSTER - 1)
+                                     / SCM_CARDS_PER_CLUSTER) * SCM_GC_CARD_SIZE);
 /* The following value may seem large, but note that if we get to GC at
  * all, this means that we have a numerically intensive application
  */
-#define SCM_MIN_YIELD_2 40
+int scm_default_min_yield_2 = 40;
 
-#define SCM_MAX_SEGMENT_SIZE 2097000L /* a little less (adm) than 2 Mb */
+size_t scm_default_max_segment_size = 2097000L;/* a little less (adm) than 2 Mb */
 
-#define SCM_MIN_HEAP_SEG_SIZE (2048L * sizeof (scm_cell))
+#define SCM_MIN_HEAP_SEG_SIZE (8 * SCM_GC_CARD_SIZE)
 #ifdef _QC
 # define SCM_HEAP_SEG_SIZE 32768L
 #else
 #define SCM_INIT_MALLOC_LIMIT 100000
 #define SCM_MTRIGGER_HYSTERESIS (SCM_INIT_MALLOC_LIMIT/10)
 
-/* CELL_UP and CELL_DN are used by scm_init_heap_seg to find scm_cell aligned inner
-   bounds for allocated storage */
+/* CELL_UP and CELL_DN are used by scm_init_heap_seg to find (scm_cell * span)
+   aligned inner bounds for allocated storage */
 
 #ifdef PROT386
 /*in 386 protected mode we must only adjust the offset */
 #  define CELL_DN(p, span) (SCM_CELLPTR)(~(sizeof(scm_cell)*(span)-1L) & (long)(p))
 # endif                                /* UNICOS */
 #endif                         /* PROT386 */
-#define CLUSTER_SIZE_IN_BYTES(freelist) ((freelist)->cluster_size * (freelist)->span * sizeof(scm_cell))
-#define ALIGNMENT_SLACK(freelist) (sizeof (scm_cell) * (freelist)->span - 1)
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-#define SCM_HEAP_SIZE \
-  (scm_master_freelist.heap_size + scm_master_freelist2.heap_size)
-#else
-#define SCM_HEAP_SIZE (scm_freelist.heap_size + scm_freelist2.heap_size)
-#endif
-#define SCM_MAX(A, B) ((A) > (B) ? (A) : (B))
 
+#define DOUBLECELL_ALIGNED_P(x)  (((2 * sizeof (scm_cell) - 1) & SCM_UNPACK (x)) == 0)
+
+#define ALIGNMENT_SLACK(freelist) (SCM_GC_CARD_SIZE - 1)
+#define CLUSTER_SIZE_IN_BYTES(freelist) \
+    (((freelist)->cluster_size / (SCM_GC_CARD_N_DATA_CELLS / (freelist)->span)) * SCM_GC_CARD_SIZE)
 
 \f
 /* scm_freelists
  */
 
-typedef struct scm_freelist_t {
+typedef struct scm_t_freelist {
   /* collected cells */
   SCM cells;
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   /* number of cells left to collect before cluster is full */
   unsigned int left_to_collect;
   /* number of clusters which have been allocated */
@@ -197,7 +337,7 @@ typedef struct scm_freelist_t {
   SCM clusters;
   SCM *clustertail;
   /* this is the number of objects in each cluster, including the spine cell */
-  int cluster_size;
+  unsigned int cluster_size;
   /* indicates that we should grow heap instead of GC:ing
    */
   int grow_heap_p;
@@ -207,39 +347,32 @@ typedef struct scm_freelist_t {
   /* defines min_yield as percent of total heap size
    */
   int min_yield_fraction;
-#endif
   /* number of cells per object on this list */
   int span;
   /* number of collected cells during last GC */
-  long collected;
+  unsigned long collected;
   /* number of collected cells during penultimate GC */
-  long collected_1;
+  unsigned long collected_1;
   /* total number of cells in heap segments
    * belonging to this list.
    */
-  long heap_size;
-} scm_freelist_t;
+  unsigned long heap_size;
+} scm_t_freelist;
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
 SCM scm_freelist = SCM_EOL;
-scm_freelist_t scm_master_freelist = {
-  SCM_EOL, 0, 0, SCM_EOL, 0, SCM_CLUSTER_SIZE_1, 0, 0, 0, 1, 0, 0
+scm_t_freelist scm_master_freelist = {
+  SCM_EOL, 0, 0, SCM_EOL, 0, SCM_CLUSTER_SIZE_1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0
 };
 SCM scm_freelist2 = SCM_EOL;
-scm_freelist_t scm_master_freelist2 = {
-  SCM_EOL, 0, 0, SCM_EOL, 0, SCM_CLUSTER_SIZE_2, 0, 0, 0, 2, 0, 0
+scm_t_freelist scm_master_freelist2 = {
+  SCM_EOL, 0, 0, SCM_EOL, 0, SCM_CLUSTER_SIZE_2, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0
 };
-#else
-scm_freelist_t scm_freelist = { SCM_EOL, 1, 0, 0 };
-scm_freelist_t scm_freelist2 = { SCM_EOL, 2, 0, 0 };
-#endif
 
 /* scm_mtrigger
  * is the number of bytes of must_malloc allocation needed to trigger gc.
  */
 unsigned long scm_mtrigger;
 
-
 /* scm_gc_heap_lock
  * If set, don't expand the heap.  Set only during gc, during which no allocation
  * is supposed to take place anyway.
@@ -250,32 +383,35 @@ int scm_gc_heap_lock = 0;
  * Don't pause for collection if this is set -- just
  * expand the heap.
  */
-
 int scm_block_gc = 1;
 
-/* If fewer than MIN_GC_YIELD cells are recovered during a garbage
- * collection (GC) more space is allocated for the heap.
- */
-#define MIN_GC_YIELD(freelist) (freelist->heap_size / 4)
-
 /* During collection, this accumulates objects holding
  * weak references.
  */
 SCM scm_weak_vectors;
 
+/* During collection, this accumulates structures which are to be freed.
+ */
+SCM scm_structs_to_free;
+
 /* GC Statistics Keeping
  */
 unsigned long scm_cells_allocated = 0;
-long scm_mallocated = 0;
+unsigned long scm_mallocated = 0;
 unsigned long scm_gc_cells_collected;
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
 unsigned long scm_gc_yield;
 static unsigned long scm_gc_yield_1 = 0; /* previous GC yield */
-#endif
 unsigned long scm_gc_malloc_collected;
 unsigned long scm_gc_ports_collected;
-unsigned long scm_gc_rt;
 unsigned long scm_gc_time_taken = 0;
+static unsigned long t_before_gc;
+static unsigned long t_before_sweep;
+unsigned long scm_gc_mark_time_taken = 0;
+unsigned long scm_gc_sweep_time_taken = 0;
+unsigned long scm_gc_times = 0;
+unsigned long scm_gc_cells_swept = 0;
+double scm_gc_cells_marked_acc = 0.;
+double scm_gc_cells_swept_acc = 0.;
 
 SCM_SYMBOL (sym_cells_allocated, "cells-allocated");
 SCM_SYMBOL (sym_heap_size, "cell-heap-size");
@@ -283,151 +419,190 @@ SCM_SYMBOL (sym_mallocated, "bytes-malloced");
 SCM_SYMBOL (sym_mtrigger, "gc-malloc-threshold");
 SCM_SYMBOL (sym_heap_segments, "cell-heap-segments");
 SCM_SYMBOL (sym_gc_time_taken, "gc-time-taken");
+SCM_SYMBOL (sym_gc_mark_time_taken, "gc-mark-time-taken");
+SCM_SYMBOL (sym_gc_sweep_time_taken, "gc-sweep-time-taken");
+SCM_SYMBOL (sym_times, "gc-times");
+SCM_SYMBOL (sym_cells_marked, "cells-marked");
+SCM_SYMBOL (sym_cells_swept, "cells-swept");
 
-typedef struct scm_heap_seg_data_t
+typedef struct scm_t_heap_seg_data
 {
   /* lower and upper bounds of the segment */
   SCM_CELLPTR bounds[2];
 
   /* address of the head-of-freelist pointer for this segment's cells.
      All segments usually point to the same one, scm_freelist.  */
-  scm_freelist_t *freelist;
+  scm_t_freelist *freelist;
 
-  /* number of SCM words per object in this segment */
+  /* number of cells per object in this segment */
   int span;
+} scm_t_heap_seg_data;
 
-  /* If SEG_DATA->valid is non-zero, the conservative marking
-     functions will apply SEG_DATA->valid to the purported pointer and
-     SEG_DATA, and mark the object iff the function returns non-zero.
-     At the moment, I don't think anyone uses this.  */
-  int (*valid) ();
-} scm_heap_seg_data_t;
 
 
+static size_t init_heap_seg (SCM_CELLPTR, size_t, scm_t_freelist *);
 
+typedef enum { return_on_error, abort_on_error } policy_on_error;
+static void alloc_some_heap (scm_t_freelist *, policy_on_error);
 
-static void scm_mark_weak_vector_spines (void);
-static scm_sizet init_heap_seg (SCM_CELLPTR, scm_sizet, scm_freelist_t *);
-static void alloc_some_heap (scm_freelist_t *);
 
+#define SCM_HEAP_SIZE \
+  (scm_master_freelist.heap_size + scm_master_freelist2.heap_size)
+#define SCM_MAX(A, B) ((A) > (B) ? (A) : (B))
 
-\f
-/* Debugging functions.  */
+#define BVEC_GROW_SIZE  256
+#define BVEC_GROW_SIZE_IN_LIMBS (SCM_GC_CARD_BVEC_SIZE_IN_LIMBS * BVEC_GROW_SIZE)
+#define BVEC_GROW_SIZE_IN_BYTES (BVEC_GROW_SIZE_IN_LIMBS * sizeof (scm_t_c_bvec_limb))
 
-#if defined (GUILE_DEBUG) || defined (GUILE_DEBUG_FREELIST)
+/* mark space allocation */
 
-/* Return the number of the heap segment containing CELL.  */
-static int
-which_seg (SCM cell)
+typedef struct scm_t_mark_space
+{
+  scm_t_c_bvec_limb *bvec_space;
+  struct scm_t_mark_space *next;
+} scm_t_mark_space;
+
+static scm_t_mark_space *current_mark_space;
+static scm_t_mark_space **mark_space_ptr;
+static ptrdiff_t current_mark_space_offset;
+static scm_t_mark_space *mark_space_head;
+
+static scm_t_c_bvec_limb *
+get_bvec ()
+#define FUNC_NAME "get_bvec"
 {
-  int i;
+  scm_t_c_bvec_limb *res;
 
-  for (i = 0; i < scm_n_heap_segs; i++)
-    if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[i].bounds[0], SCM2PTR (cell))
-       && SCM_PTR_GT (scm_heap_table[i].bounds[1], SCM2PTR (cell)))
-      return i;
-  fprintf (stderr, "which_seg: can't find segment containing cell %lx\n",
-          SCM_UNPACK (cell));
-  abort ();
-}
+  if (!current_mark_space)
+    {
+      SCM_SYSCALL (current_mark_space = (scm_t_mark_space *) malloc (sizeof (scm_t_mark_space)));
+      if (!current_mark_space)
+        SCM_MISC_ERROR ("could not grow heap", SCM_EOL);
 
+      current_mark_space->bvec_space = NULL;
+      current_mark_space->next = NULL;
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-static void
-map_free_list (scm_freelist_t *master, SCM freelist)
-{
-  int last_seg = -1, count = 0;
-  SCM f;
+      *mark_space_ptr = current_mark_space;
+      mark_space_ptr = &(current_mark_space->next);
+
+      return get_bvec ();
+    }
 
-  for (f = freelist; SCM_NIMP (f); f = SCM_CDR (f))
+  if (!(current_mark_space->bvec_space))
     {
-      int this_seg = which_seg (f);
+      SCM_SYSCALL (current_mark_space->bvec_space =
+                   (scm_t_c_bvec_limb *) calloc (BVEC_GROW_SIZE_IN_BYTES, 1));
+      if (!(current_mark_space->bvec_space))
+        SCM_MISC_ERROR ("could not grow heap", SCM_EOL);
 
-      if (this_seg != last_seg)
-       {
-         if (last_seg != -1)
-           fprintf (stderr, "  %5d %d-cells in segment %d\n",
-                    count, master->span, last_seg);
-         last_seg = this_seg;
-         count = 0;
-       }
-      count++;
+      current_mark_space_offset = 0;
+
+      return get_bvec ();
     }
-  if (last_seg != -1)
-    fprintf (stderr, "  %5d %d-cells in segment %d\n",
-            count, master->span, last_seg);
+
+  if (current_mark_space_offset == BVEC_GROW_SIZE_IN_LIMBS)
+    {
+      current_mark_space = NULL;
+
+      return get_bvec ();
+    }
+
+  res = current_mark_space->bvec_space + current_mark_space_offset;
+  current_mark_space_offset += SCM_GC_CARD_BVEC_SIZE_IN_LIMBS;
+
+  return res;
 }
-#else
+#undef FUNC_NAME
+
+
+static void
+clear_mark_space ()
+{
+  scm_t_mark_space *ms;
+
+  for (ms = mark_space_head; ms; ms = ms->next)
+    memset (ms->bvec_space, 0, BVEC_GROW_SIZE_IN_BYTES);
+}
+
+
+\f
+/* Debugging functions.  */
+
+#if defined (GUILE_DEBUG) || defined (GUILE_DEBUG_FREELIST)
+
 static void
-map_free_list (scm_freelist_t *freelist)
+map_free_list (scm_t_freelist *master, SCM freelist)
 {
-  int last_seg = -1, count = 0;
+  long last_seg = -1, count = 0;
   SCM f;
 
-  for (f = freelist->cells; SCM_NIMP (f); f = SCM_CDR (f))
+  for (f = freelist; !SCM_NULLP (f); f = SCM_FREE_CELL_CDR (f))
     {
-      int this_seg = which_seg (f);
+      long int this_seg = heap_segment (f);
 
-      if (this_seg != last_seg)
+      if (this_seg == -1)
+       {
+         fprintf (stderr, 
+                  "map_free_list: can't find segment containing cell %lux\n",
+                  (unsigned long int) SCM_UNPACK (cell));
+         abort ();
+       }
+      else if (this_seg != last_seg)
        {
          if (last_seg != -1)
-           fprintf (stderr, "  %5d %d-cells in segment %d\n",
-                    count, freelist->span, last_seg);
+           fprintf (stderr, "  %5ld %d-cells in segment %ld\n",
+                    (long) count, master->span, (long) last_seg);
          last_seg = this_seg;
          count = 0;
        }
       count++;
     }
   if (last_seg != -1)
-    fprintf (stderr, "  %5d %d-cells in segment %d\n",
-            count, freelist->span, last_seg);
+    fprintf (stderr, "  %5ld %d-cells in segment %ld\n",
+            (long) count, master->span, (long) last_seg);
 }
-#endif
 
 SCM_DEFINE (scm_map_free_list, "map-free-list", 0, 0, 0,
             (),
-            "Print debugging information about the free-list.\n"
-            "`map-free-list' is only included in --enable-guile-debug builds of Guile.")
+           "Print debugging information about the free-list.\n"
+           "@code{map-free-list} is only included in\n"
+           "@code{--enable-guile-debug} builds of Guile.")
 #define FUNC_NAME s_scm_map_free_list
 {
-  int i;
-  fprintf (stderr, "%d segments total (%d:%d",
-          scm_n_heap_segs,
+  size_t i;
+
+  fprintf (stderr, "%ld segments total (%d:%ld",
+          (long) scm_n_heap_segs,
           scm_heap_table[0].span,
-          scm_heap_table[0].bounds[1] - scm_heap_table[0].bounds[0]);
-  for (i = 1; i < scm_n_heap_segs; i++)
-    fprintf (stderr, ", %d:%d",
+          (long) (scm_heap_table[0].bounds[1] - scm_heap_table[0].bounds[0]));
+
+  for (i = 1; i != scm_n_heap_segs; i++)
+    fprintf (stderr, ", %d:%ld",
             scm_heap_table[i].span,
-            scm_heap_table[i].bounds[1] - scm_heap_table[i].bounds[0]);
+            (long) (scm_heap_table[i].bounds[1] - scm_heap_table[i].bounds[0]));
   fprintf (stderr, ")\n");
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   map_free_list (&scm_master_freelist, scm_freelist);
   map_free_list (&scm_master_freelist2, scm_freelist2);
-#else
-  map_free_list (&scm_freelist);
-  map_free_list (&scm_freelist2);
-#endif
   fflush (stderr);
 
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-static int last_cluster;
-static int last_size;
+static long last_cluster;
+static long last_size;
 
-static int
-free_list_length (char *title, int i, SCM freelist)
+static long
+free_list_length (char *title, long i, SCM freelist)
 {
   SCM ls;
-  int n = 0;
-  for (ls = freelist; SCM_NNULLP (ls); ls = SCM_CDR (ls))
-    if (SCM_UNPACK_CAR (ls) == scm_tc_free_cell)
+  long n = 0;
+  for (ls = freelist; !SCM_NULLP (ls); ls = SCM_FREE_CELL_CDR (ls))
+    if (SCM_FREE_CELL_P (ls))
       ++n;
     else
       {
-       fprintf (stderr, "bad cell in %s at position %d\n", title, n);
+       fprintf (stderr, "bad cell in %s at position %ld\n", title, (long) n);
        abort ();
       }
   if (n != last_size)
@@ -435,14 +610,14 @@ free_list_length (char *title, int i, SCM freelist)
       if (i > 0)
        {
          if (last_cluster == i - 1)
-           fprintf (stderr, "\t%d\n", last_size);
+           fprintf (stderr, "\t%ld\n", (long) last_size);
          else
-           fprintf (stderr, "-%d\t%d\n", i - 1, last_size);
+           fprintf (stderr, "-%ld\t%ld\n", (long) (i - 1), (long) last_size);
        }
       if (i >= 0)
-       fprintf (stderr, "%s %d", title, i);
+       fprintf (stderr, "%s %ld", title, (long) i);
       else
-       fprintf (stderr, "%s\t%d\n", title, n);
+       fprintf (stderr, "%s\t%ld\n", title, (long) n);
       last_cluster = i;
       last_size = n;
     }
@@ -450,10 +625,10 @@ free_list_length (char *title, int i, SCM freelist)
 }
 
 static void
-free_list_lengths (char *title, scm_freelist_t *master, SCM freelist)
+free_list_lengths (char *title, scm_t_freelist *master, SCM freelist)
 {
   SCM clusters;
-  int i = 0, len, n = 0;
+  long i = 0, len, n = 0;
   fprintf (stderr, "%s\n\n", title);
   n += free_list_length ("free list", -1, freelist);
   for (clusters = master->clusters;
@@ -464,16 +639,17 @@ free_list_lengths (char *title, scm_freelist_t *master, SCM freelist)
       n += len;
     }
   if (last_cluster == i - 1)
-    fprintf (stderr, "\t%d\n", last_size);
+    fprintf (stderr, "\t%ld\n", (long) last_size);
   else
-    fprintf (stderr, "-%d\t%d\n", i - 1, last_size);
-  fprintf (stderr, "\ntotal %d objects\n\n", n);
+    fprintf (stderr, "-%ld\t%ld\n", (long) (i - 1), (long) last_size);
+  fprintf (stderr, "\ntotal %ld objects\n\n", (long) n);
 }
 
 SCM_DEFINE (scm_free_list_length, "free-list-length", 0, 0, 0,
             (),
-            "Print debugging information about the free-list.\n"
-            "`free-list-length' is only included in --enable-guile-debug builds of Guile.")
+           "Print debugging information about the free-list.\n"
+           "@code{free-list-length} is only included in\n"
+           "@code{--enable-guile-debug} builds of Guile.")
 #define FUNC_NAME s_scm_free_list_length
 {
   free_list_lengths ("1-cells", &scm_master_freelist, scm_freelist);
@@ -481,69 +657,51 @@ SCM_DEFINE (scm_free_list_length, "free-list-length", 0, 0, 0,
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
-#endif
 
 #endif
 
 #ifdef GUILE_DEBUG_FREELIST
 
+/* Non-zero if freelist debugging is in effect.  Set this via
+   `gc-set-debug-check-freelist!'. */
+static int scm_debug_check_freelist = 0;
+
 /* Number of calls to SCM_NEWCELL since startup.  */
 static unsigned long scm_newcell_count;
 static unsigned long scm_newcell2_count;
 
 /* Search freelist for anything that isn't marked as a free cell.
    Abort if we find something.  */
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
 static void
 scm_check_freelist (SCM freelist)
 {
   SCM f;
-  int i = 0;
+  long i = 0;
 
-  for (f = freelist; SCM_NIMP (f); f = SCM_CDR (f), i++)
-    if (SCM_CAR (f) != (SCM) scm_tc_free_cell)
+  for (f = freelist; !SCM_NULLP (f); f = SCM_FREE_CELL_CDR (f), i++)
+    if (!SCM_FREE_CELL_P (f))
       {
-       fprintf (stderr, "Bad cell in freelist on newcell %lu: %d'th elt\n",
-                scm_newcell_count, i);
-       fflush (stderr);
+       fprintf (stderr, "Bad cell in freelist on newcell %lu: %lu'th elt\n",
+                (long) scm_newcell_count, (long) i);
        abort ();
       }
 }
-#else
-static void
-scm_check_freelist (scm_freelist_t *freelist)
-{
-  SCM f;
-  int i = 0;
-
-  for (f = freelist->cells; SCM_NIMP (f); f = SCM_CDR (f), i++)
-    if (SCM_CAR (f) != (SCM) scm_tc_free_cell)
-      {
-       fprintf (stderr, "Bad cell in freelist on newcell %lu: %d'th elt\n",
-                scm_newcell_count, i);
-       fflush (stderr);
-       abort ();
-      }
-}
-#endif
-
-static int scm_debug_check_freelist = 0;
 
 SCM_DEFINE (scm_gc_set_debug_check_freelist_x, "gc-set-debug-check-freelist!", 1, 0, 0,
             (SCM flag),
-            "If FLAG is #t, check the freelist for consistency on each cell allocation.\n"
-            "This procedure only exists because the GUILE_DEBUG_FREELIST \n"
-            "compile-time flag was selected.\n")
+           "If @var{flag} is @code{#t}, check the freelist for consistency\n"
+           "on each cell allocation.  This procedure only exists when the\n"
+           "@code{GUILE_DEBUG_FREELIST} compile-time flag was selected.")
 #define FUNC_NAME s_scm_gc_set_debug_check_freelist_x
 {
+  /* [cmm] I did a double-take when I read this code the first time.
+     well, FWIW. */
   SCM_VALIDATE_BOOL_COPY (1, flag, scm_debug_check_freelist);
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-
 SCM
 scm_debug_newcell (void)
 {
@@ -558,13 +716,16 @@ scm_debug_newcell (void)
 
   /* The rest of this is supposed to be identical to the SCM_NEWCELL
      macro.  */
-  if (SCM_IMP (scm_freelist))
-    new = scm_gc_for_newcell (&scm_master_freelist, &scm_freelist);
+  if (SCM_NULLP (scm_freelist))
+    {
+      new = scm_gc_for_newcell (&scm_master_freelist, &scm_freelist);
+      SCM_GC_SET_ALLOCATED (new);
+    }
   else
     {
       new = scm_freelist;
-      scm_freelist = SCM_CDR (scm_freelist);
-      SCM_SETCAR (new, scm_tc16_allocated);
+      scm_freelist = SCM_FREE_CELL_CDR (scm_freelist);
+      SCM_GC_SET_ALLOCATED (new);
     }
 
   return new;
@@ -584,83 +745,30 @@ scm_debug_newcell2 (void)
 
   /* The rest of this is supposed to be identical to the SCM_NEWCELL
      macro.  */
-  if (SCM_IMP (scm_freelist2))
-    new = scm_gc_for_newcell (&scm_master_freelist2, &scm_freelist2);
-  else
-    {
-      new = scm_freelist2;
-      scm_freelist2 = SCM_CDR (scm_freelist2);
-      SCM_SETCAR (new, scm_tc16_allocated);
-    }
-
-  return new;
-}
-
-#else /* GUILE_NEW_GC_SCHEME */
-
-SCM
-scm_debug_newcell (void)
-{
-  SCM new;
-
-  scm_newcell_count++;
-  if (scm_debug_check_freelist)
-    {
-      scm_check_freelist (&scm_freelist);
-      scm_gc();
-    }
-
-  /* The rest of this is supposed to be identical to the SCM_NEWCELL
-     macro.  */
-  if (SCM_IMP (scm_freelist.cells))
-    new = scm_gc_for_newcell (&scm_freelist);
-  else
+  if (SCM_NULLP (scm_freelist2))
     {
-      new = scm_freelist.cells;
-      scm_freelist.cells = SCM_CDR (scm_freelist.cells);
-      SCM_SETCAR (new, scm_tc16_allocated);
-      ++scm_cells_allocated;
+      new = scm_gc_for_newcell (&scm_master_freelist2, &scm_freelist2);
+      SCM_GC_SET_ALLOCATED (new);
     }
-
-  return new;
-}
-
-SCM
-scm_debug_newcell2 (void)
-{
-  SCM new;
-
-  scm_newcell2_count++;
-  if (scm_debug_check_freelist) {
-    scm_check_freelist (&scm_freelist2);
-    scm_gc();
-  }
-
-  /* The rest of this is supposed to be identical to the SCM_NEWCELL2
-     macro.  */
-  if (SCM_IMP (scm_freelist2.cells))
-    new = scm_gc_for_newcell (&scm_freelist2);
   else
     {
-      new = scm_freelist2.cells;
-      scm_freelist2.cells = SCM_CDR (scm_freelist2.cells);
-      SCM_SETCAR (new, scm_tc16_allocated);
-      scm_cells_allocated += 2;
+      new = scm_freelist2;
+      scm_freelist2 = SCM_FREE_CELL_CDR (scm_freelist2);
+      SCM_GC_SET_ALLOCATED (new);
     }
 
   return new;
 }
 
-#endif /* GUILE_NEW_GC_SCHEME */
 #endif /* GUILE_DEBUG_FREELIST */
 
 \f
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
 static unsigned long
-master_cells_allocated (scm_freelist_t *master)
+master_cells_allocated (scm_t_freelist *master)
 {
-  int objects = master->clusters_allocated * (master->cluster_size - 1);
+  /* the '- 1' below is to ignore the cluster spine cells. */
+  long objects = master->clusters_allocated * (master->cluster_size - 1);
   if (SCM_NULLP (master->clusters))
     objects -= master->left_to_collect;
   return master->span * objects;
@@ -669,8 +777,8 @@ master_cells_allocated (scm_freelist_t *master)
 static unsigned long
 freelist_length (SCM freelist)
 {
-  int n;
-  for (n = 0; SCM_NNULLP (freelist); freelist = SCM_CDR (freelist))
+  long n;
+  for (n = 0; !SCM_NULLP (freelist); freelist = SCM_FREE_CELL_CDR (freelist))
     ++n;
   return n;
 }
@@ -684,28 +792,35 @@ compute_cells_allocated ()
          - scm_master_freelist.span * freelist_length (scm_freelist)
          - scm_master_freelist2.span * freelist_length (scm_freelist2));
 }
-#endif
 
 /* {Scheme Interface to GC}
  */
 
 SCM_DEFINE (scm_gc_stats, "gc-stats", 0, 0, 0,
             (),
-           "Returns an association list of statistics about Guile's current use of storage.  ")
+           "Return an association list of statistics about Guile's current\n"
+           "use of storage.")
 #define FUNC_NAME s_scm_gc_stats
 {
-  int i;
-  int n;
+  long i;
+  long n;
   SCM heap_segs;
-  long int local_scm_mtrigger;
-  long int local_scm_mallocated;
-  long int local_scm_heap_size;
-  long int local_scm_cells_allocated;
-  long int local_scm_gc_time_taken;
+  unsigned long int local_scm_mtrigger;
+  unsigned long int local_scm_mallocated;
+  unsigned long int local_scm_heap_size;
+  unsigned long int local_scm_cells_allocated;
+  unsigned long int local_scm_gc_time_taken;
+  unsigned long int local_scm_gc_times;
+  unsigned long int local_scm_gc_mark_time_taken;
+  unsigned long int local_scm_gc_sweep_time_taken;
+  double local_scm_gc_cells_swept;
+  double local_scm_gc_cells_marked;
   SCM answer;
 
   SCM_DEFER_INTS;
-  scm_block_gc = 1;
+
+  ++scm_block_gc;
+
  retry:
   heap_segs = SCM_EOL;
   n = scm_n_heap_segs;
@@ -715,7 +830,8 @@ SCM_DEFINE (scm_gc_stats, "gc-stats", 0, 0, 0,
                          heap_segs);
   if (scm_n_heap_segs != n)
     goto retry;
-  scm_block_gc = 0;
+
+  --scm_block_gc;
 
   /* Below, we cons to produce the resulting list.  We want a snapshot of
    * the heap situation before consing.
@@ -723,47 +839,57 @@ SCM_DEFINE (scm_gc_stats, "gc-stats", 0, 0, 0,
   local_scm_mtrigger = scm_mtrigger;
   local_scm_mallocated = scm_mallocated;
   local_scm_heap_size = SCM_HEAP_SIZE;
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   local_scm_cells_allocated = compute_cells_allocated ();
-#else
-  local_scm_cells_allocated = scm_cells_allocated;
-#endif
   local_scm_gc_time_taken = scm_gc_time_taken;
-
-  answer = scm_listify (scm_cons (sym_gc_time_taken, scm_ulong2num (local_scm_gc_time_taken)),
-                       scm_cons (sym_cells_allocated, scm_ulong2num (local_scm_cells_allocated)),
-                       scm_cons (sym_heap_size, scm_ulong2num (local_scm_heap_size)),
-                       scm_cons (sym_mallocated, scm_ulong2num (local_scm_mallocated)),
-                       scm_cons (sym_mtrigger, scm_ulong2num (local_scm_mtrigger)),
-                       scm_cons (sym_heap_segments, heap_segs),
-                       SCM_UNDEFINED);
+  local_scm_gc_mark_time_taken = scm_gc_mark_time_taken;
+  local_scm_gc_sweep_time_taken = scm_gc_sweep_time_taken;
+  local_scm_gc_times = scm_gc_times;
+  local_scm_gc_cells_swept = scm_gc_cells_swept_acc;
+  local_scm_gc_cells_marked = scm_gc_cells_marked_acc;
+
+  answer = scm_list_n (scm_cons (sym_gc_time_taken, scm_ulong2num (local_scm_gc_time_taken)),
+                      scm_cons (sym_cells_allocated, scm_ulong2num (local_scm_cells_allocated)),
+                      scm_cons (sym_heap_size, scm_ulong2num (local_scm_heap_size)),
+                      scm_cons (sym_mallocated, scm_ulong2num (local_scm_mallocated)),
+                      scm_cons (sym_mtrigger, scm_ulong2num (local_scm_mtrigger)),
+                      scm_cons (sym_times, scm_ulong2num (local_scm_gc_times)),
+                      scm_cons (sym_gc_mark_time_taken, scm_ulong2num (local_scm_gc_mark_time_taken)),
+                      scm_cons (sym_gc_sweep_time_taken, scm_ulong2num (local_scm_gc_sweep_time_taken)),
+                      scm_cons (sym_cells_marked, scm_i_dbl2big (local_scm_gc_cells_marked)),
+                      scm_cons (sym_cells_swept, scm_i_dbl2big (local_scm_gc_cells_swept)),
+                      scm_cons (sym_heap_segments, heap_segs),
+                      SCM_UNDEFINED);
   SCM_ALLOW_INTS;
   return answer;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 
-void
-scm_gc_start (const char *what)
+static void
+gc_start_stats (const char *what SCM_UNUSED)
 {
-  scm_gc_rt = SCM_INUM (scm_get_internal_run_time ());
+  t_before_gc = scm_c_get_internal_run_time ();
+  scm_gc_cells_swept = 0;
   scm_gc_cells_collected = 0;
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   scm_gc_yield_1 = scm_gc_yield;
   scm_gc_yield = (scm_cells_allocated
                  + master_cells_allocated (&scm_master_freelist)
                  + master_cells_allocated (&scm_master_freelist2));
-#endif
   scm_gc_malloc_collected = 0;
   scm_gc_ports_collected = 0;
 }
 
-void
-scm_gc_end ()
+
+static void
+gc_end_stats ()
 {
-  scm_gc_rt = SCM_INUM (scm_get_internal_run_time ()) - scm_gc_rt;
-  scm_gc_time_taken += scm_gc_rt;
-  scm_system_async_mark (scm_gc_async);
+  unsigned long t = scm_c_get_internal_run_time ();
+  scm_gc_time_taken += (t - t_before_gc);
+  scm_gc_sweep_time_taken += (t - t_before_sweep);
+  ++scm_gc_times;
+
+  scm_gc_cells_marked_acc += scm_gc_cells_swept - scm_gc_cells_collected;
+  scm_gc_cells_swept_acc += scm_gc_cells_swept;
 }
 
 
@@ -796,10 +922,8 @@ SCM_DEFINE (scm_gc, "gc", 0, 0, 0,
 /* {C Interface For When GC is Triggered}
  */
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-
 static void
-adjust_min_yield (scm_freelist_t *freelist)
+adjust_min_yield (scm_t_freelist *freelist)
 {
   /* min yield is adjusted upwards so that next predicted total yield
    * (allocated cells actually freed by GC) becomes
@@ -818,24 +942,25 @@ adjust_min_yield (scm_freelist_t *freelist)
   if (freelist->min_yield_fraction)
     {
       /* Pick largest of last two yields. */
-      int delta = ((SCM_HEAP_SIZE * freelist->min_yield_fraction / 100)
+      long delta = ((SCM_HEAP_SIZE * freelist->min_yield_fraction / 100)
                   - (long) SCM_MAX (scm_gc_yield_1, scm_gc_yield));
 #ifdef DEBUGINFO
-      fprintf (stderr, " after GC = %d, delta = %d\n",
-              scm_cells_allocated,
-              delta);
+      fprintf (stderr, " after GC = %lu, delta = %ld\n",
+              (long) scm_cells_allocated,
+              (long) delta);
 #endif
       if (delta > 0)
        freelist->min_yield += delta;
     }
 }
 
+
 /* When we get POSIX threads support, the master will be global and
  * common while the freelist will be individual for each thread.
  */
 
 SCM
-scm_gc_for_newcell (scm_freelist_t *master, SCM *freelist)
+scm_gc_for_newcell (scm_t_freelist *master, SCM *freelist)
 {
   SCM cell;
   ++scm_ints_disabled;
@@ -843,21 +968,37 @@ scm_gc_for_newcell (scm_freelist_t *master, SCM *freelist)
     {
       if (SCM_NULLP (master->clusters))
        {
-         if (master->grow_heap_p)
+         if (master->grow_heap_p || scm_block_gc)
            {
+             /* In order to reduce gc frequency, try to allocate a new heap
+              * segment first, even if gc might find some free cells.  If we
+              * can't obtain a new heap segment, we will try gc later.
+              */
              master->grow_heap_p = 0;
-             alloc_some_heap (master);
+             alloc_some_heap (master, return_on_error);
            }
-         else
+         if (SCM_NULLP (master->clusters))
            {
+             /* The heap was not grown, either because it wasn't scheduled to
+              * grow, or because there was not enough memory available.  In
+              * both cases we have to try gc to get some free cells.
+              */
 #ifdef DEBUGINFO
-             fprintf (stderr, "allocated = %d, ",
-                      scm_cells_allocated
+             fprintf (stderr, "allocated = %lu, ",
+                      (long) (scm_cells_allocated
                       + master_cells_allocated (&scm_master_freelist)
-                      + master_cells_allocated (&scm_master_freelist2));
+                       + master_cells_allocated (&scm_master_freelist2)));
 #endif
              scm_igc ("cells");
              adjust_min_yield (master);
+             if (SCM_NULLP (master->clusters))
+               {
+                 /* gc could not free any cells.  Now, we _must_ allocate a
+                  * new heap segment, because there is no other possibility
+                  * to provide a new cell for the caller.
+                  */
+                 alloc_some_heap (master, abort_on_error);
+               }
            }
        }
       cell = SCM_CAR (master->clusters);
@@ -865,12 +1006,17 @@ scm_gc_for_newcell (scm_freelist_t *master, SCM *freelist)
       ++master->clusters_allocated;
     }
   while (SCM_NULLP (cell));
+
+#ifdef GUILE_DEBUG_FREELIST
+  scm_check_freelist (cell);
+#endif
+
   --scm_ints_disabled;
-  *freelist = SCM_CDR (cell);
-  SCM_SET_CELL_TYPE (cell, scm_tc16_allocated);
+  *freelist = SCM_FREE_CELL_CDR (cell);
   return cell;
 }
 
+
 #if 0
 /* This is a support routine which can be used to reserve a cluster
  * for some special use, such as debugging.  It won't be useful until
@@ -878,7 +1024,7 @@ scm_gc_for_newcell (scm_freelist_t *master, SCM *freelist)
  */
 
 void
-scm_alloc_cluster (scm_freelist_t *master)
+scm_alloc_cluster (scm_t_freelist *master)
 {
   SCM freelist, cell;
   cell = scm_gc_for_newcell (master, &freelist);
@@ -887,70 +1033,39 @@ scm_alloc_cluster (scm_freelist_t *master)
 }
 #endif
 
-#else /* GUILE_NEW_GC_SCHEME */
-
-void
-scm_gc_for_alloc (scm_freelist_t *freelist)
-{
-  SCM_REDEFER_INTS;
-  scm_igc ("cells");
-#ifdef GUILE_DEBUG_FREELIST
-  fprintf (stderr, "Collected: %d, min_yield: %d\n",
-          freelist->collected, MIN_GC_YIELD (freelist));
-#endif
-  if ((freelist->collected < MIN_GC_YIELD (freelist))
-      || SCM_IMP (freelist->cells))
-    alloc_some_heap (freelist);
-  SCM_REALLOW_INTS;
-}
-
 
-SCM
-scm_gc_for_newcell (scm_freelist_t *freelist)
-{
-  SCM fl;
-  scm_gc_for_alloc (freelist);
-  fl = freelist->cells;
-  freelist->cells = SCM_CDR (fl);
-  SCM_SETCAR (fl, scm_tc16_allocated);
-  return fl;
-}
+scm_t_c_hook scm_before_gc_c_hook;
+scm_t_c_hook scm_before_mark_c_hook;
+scm_t_c_hook scm_before_sweep_c_hook;
+scm_t_c_hook scm_after_sweep_c_hook;
+scm_t_c_hook scm_after_gc_c_hook;
 
-#endif /* GUILE_NEW_GC_SCHEME */
 
 void
 scm_igc (const char *what)
 {
-  int j;
+  long j;
 
+  ++scm_gc_running_p;
+  scm_c_hook_run (&scm_before_gc_c_hook, 0);
 #ifdef DEBUGINFO
   fprintf (stderr,
           SCM_NULLP (scm_freelist)
           ? "*"
           : (SCM_NULLP (scm_freelist2) ? "o" : "m"));
 #endif
-#ifdef USE_THREADS
   /* During the critical section, only the current thread may run. */
-  SCM_THREAD_CRITICAL_SECTION_START;
-#endif
+  SCM_CRITICAL_SECTION_START;
 
   /* fprintf (stderr, "gc: %s\n", what); */
 
-  scm_gc_start (what);
-
   if (!scm_stack_base || scm_block_gc)
     {
-      scm_gc_end ();
+      --scm_gc_running_p;
       return;
     }
 
-  if (scm_mallocated < 0)
-    /* The byte count of allocated objects has underflowed.  This is
-       probably because you forgot to report the sizes of objects you
-       have allocated, by calling scm_done_malloc or some such.  When
-       the GC freed them, it subtracted their size from
-       scm_mallocated, which underflowed.  */
-    abort ();
+  gc_start_stats (what);
 
   if (scm_gc_heap_lock)
     /* We've invoked the collector while a GC is already in progress.
@@ -959,39 +1074,13 @@ scm_igc (const char *what)
 
   ++scm_gc_heap_lock;
 
-  scm_weak_vectors = SCM_EOL;
-
-  scm_guardian_gc_init ();
-
-  /* unprotect any struct types with no instances */
-#if 0
-  {
-    SCM type_list;
-    SCM * pos;
-
-    pos = &scm_type_obj_list;
-    type_list = scm_type_obj_list;
-    while (type_list != SCM_EOL)
-      if (SCM_VELTS (SCM_CAR (type_list))[scm_struct_i_refcnt])
-       {
-         pos = SCM_CDRLOC (type_list);
-         type_list = SCM_CDR (type_list);
-       }
-      else
-       {
-         *pos = SCM_CDR (type_list);
-         type_list = SCM_CDR (type_list);
-       }
-  }
-#endif
-
   /* flush dead entries from the continuation stack */
   {
-    int x;
-    int bound;
+    long x;
+    long bound;
     SCM * elts;
     elts = SCM_VELTS (scm_continuation_stack);
-    bound = SCM_LENGTH (scm_continuation_stack);
+    bound = SCM_VECTOR_LENGTH (scm_continuation_stack);
     x = SCM_INUM (scm_continuation_stack_ptr);
     while (x < bound)
       {
@@ -1000,41 +1089,27 @@ scm_igc (const char *what)
       }
   }
 
+  scm_c_hook_run (&scm_before_mark_c_hook, 0);
+
+  clear_mark_space ();
+
 #ifndef USE_THREADS
 
-  /* Protect from the C stack.  This must be the first marking
-   * done because it provides information about what objects
-   * are "in-use" by the C code.   "in-use" objects are  those
-   * for which the values from SCM_LENGTH and SCM_CHARS must remain
-   * usable.   This requirement is stricter than a liveness
-   * requirement -- in particular, it constrains the implementation
-   * of scm_vector_set_length_x.
-   */
+  /* Mark objects on the C stack. */
   SCM_FLUSH_REGISTER_WINDOWS;
   /* This assumes that all registers are saved into the jmp_buf */
   setjmp (scm_save_regs_gc_mark);
   scm_mark_locations ((SCM_STACKITEM *) scm_save_regs_gc_mark,
-                     (   (scm_sizet) (sizeof (SCM_STACKITEM) - 1 +
+                     (   (size_t) (sizeof (SCM_STACKITEM) - 1 +
                                       sizeof scm_save_regs_gc_mark)
                          / sizeof (SCM_STACKITEM)));
 
   {
-    /* stack_len is long rather than scm_sizet in order to guarantee that
-       &stack_len is long aligned */
+    unsigned long stack_len = scm_stack_size (scm_stack_base);
 #ifdef SCM_STACK_GROWS_UP
-#ifdef nosve
-    long stack_len = (SCM_STACKITEM *) (&stack_len) - scm_stack_base;
-#else
-    long stack_len = scm_stack_size (scm_stack_base);
-#endif
-    scm_mark_locations (scm_stack_base, (scm_sizet) stack_len);
-#else
-#ifdef nosve
-    long stack_len = scm_stack_base - (SCM_STACKITEM *) (&stack_len);
+    scm_mark_locations (scm_stack_base, stack_len);
 #else
-    long stack_len = scm_stack_size (scm_stack_base);
-#endif
-    scm_mark_locations ((scm_stack_base - stack_len), (scm_sizet) stack_len);
+    scm_mark_locations (scm_stack_base - stack_len, stack_len);
 #endif
   }
 
@@ -1045,14 +1120,22 @@ scm_igc (const char *what)
 
 #endif /* USE_THREADS */
 
-  /* FIXME: insert a phase to un-protect string-data preserved
-   * in scm_vector_set_length_x.
-   */
-
   j = SCM_NUM_PROTECTS;
   while (j--)
     scm_gc_mark (scm_sys_protects[j]);
 
+  /* mark the registered roots */
+  {
+    size_t i;
+    for (i = 0; i < SCM_VECTOR_LENGTH (scm_gc_registered_roots); ++i) {
+      SCM l = SCM_VELTS (scm_gc_registered_roots)[i];
+      for (; !SCM_NULLP (l); l = SCM_CDR (l)) {
+        SCM *p = (SCM *) (scm_num2long (SCM_CAAR (l), 0, NULL));
+        scm_gc_mark (*p);
+      }
+    }
+  }
+
   /* FIXME: we should have a means to register C functions to be run
    * in different phases of GC
    */
@@ -1062,177 +1145,212 @@ scm_igc (const char *what)
   scm_gc_mark (scm_root->handle);
 #endif
 
-  scm_mark_weak_vector_spines ();
+  t_before_sweep = scm_c_get_internal_run_time ();
+  scm_gc_mark_time_taken += (t_before_sweep - t_before_gc);
 
-  scm_guardian_zombify ();
+  scm_c_hook_run (&scm_before_sweep_c_hook, 0);
 
   scm_gc_sweep ();
 
+  scm_c_hook_run (&scm_after_sweep_c_hook, 0);
+
   --scm_gc_heap_lock;
-  scm_gc_end ();
+  gc_end_stats ();
 
-#ifdef USE_THREADS
-  SCM_THREAD_CRITICAL_SECTION_END;
-#endif
+  SCM_CRITICAL_SECTION_END;
+  scm_c_hook_run (&scm_after_gc_c_hook, 0);
+  --scm_gc_running_p;
 }
 
 \f
+
 /* {Mark/Sweep}
  */
 
+#define MARK scm_gc_mark
+#define FNAME "scm_gc_mark"
 
+#endif /*!MARK_DEPENDENCIES*/
 
 /* Mark an object precisely.
  */
 void
-scm_gc_mark (SCM p)
+MARK (SCM p)
+#define FUNC_NAME FNAME
 {
   register long i;
   register SCM ptr;
+  scm_t_bits cell_type;
 
+#ifndef MARK_DEPENDENCIES
+# define RECURSE scm_gc_mark
+#else
+  /* go through the usual marking, but not for self-cycles. */
+# define RECURSE(x) do { if ((x) != p) scm_gc_mark (x); } while (0)
+#endif        
   ptr = p;
 
+#ifdef MARK_DEPENDENCIES
+  goto gc_mark_loop_first_time;
+#endif
+
+/* A simple hack for debugging.  Chose the second branch to get a
+   meaningful backtrace for crashes inside the GC.
+*/
+#if 1
+#define goto_gc_mark_loop goto gc_mark_loop
+#define goto_gc_mark_nimp goto gc_mark_nimp
+#else
+#define goto_gc_mark_loop RECURSE(ptr); return
+#define goto_gc_mark_nimp RECURSE(ptr); return
+#endif
+
 gc_mark_loop:
   if (SCM_IMP (ptr))
     return;
 
 gc_mark_nimp:
-  if (SCM_NCELLP (ptr))
-    scm_wta (ptr, "rogue pointer in heap", NULL);
+  
+#ifdef MARK_DEPENDENCIES
+  if (SCM_EQ_P (ptr, p))
+    return;
+
+  scm_gc_mark (ptr);
+  return;
 
-  switch (SCM_TYP7 (ptr))
+gc_mark_loop_first_time:
+#endif
+
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1) || (defined (GUILE_DEBUG_FREELIST))
+  /* We are in debug mode.  Check the ptr exhaustively. */
+  if (!scm_cellp (ptr))
+    SCM_MISC_ERROR ("rogue pointer in heap", SCM_EOL);
+#else
+  /* In non-debug mode, do at least some cheap testing. */
+  if (!SCM_CELLP (ptr))
+    SCM_MISC_ERROR ("rogue pointer in heap", SCM_EOL);
+#endif
+
+#ifndef MARK_DEPENDENCIES
+  
+  if (SCM_GCMARKP (ptr))
+    return;
+  
+  SCM_SETGCMARK (ptr);
+
+#endif
+
+  cell_type = SCM_GC_CELL_TYPE (ptr);
+  switch (SCM_ITAG7 (cell_type))
     {
     case scm_tcs_cons_nimcar:
-      if (SCM_GCMARKP (ptr))
-       break;
-      SCM_SETGCMARK (ptr);
-      if (SCM_IMP (SCM_CDR (ptr))) /* SCM_IMP works even with a GC mark */
+      if (SCM_IMP (SCM_CDR (ptr)))
        {
          ptr = SCM_CAR (ptr);
-         goto gc_mark_nimp;
+         goto_gc_mark_nimp;
        }
-      scm_gc_mark (SCM_CAR (ptr));
-      ptr = SCM_GCCDR (ptr);
-      goto gc_mark_nimp;
+      RECURSE (SCM_CAR (ptr));
+      ptr = SCM_CDR (ptr);
+      goto_gc_mark_nimp;
     case scm_tcs_cons_imcar:
-      if (SCM_GCMARKP (ptr))
-       break;
-      SCM_SETGCMARK (ptr);
-      ptr = SCM_GCCDR (ptr);
-      goto gc_mark_loop;
+      ptr = SCM_CDR (ptr);
+      goto_gc_mark_loop;
     case scm_tc7_pws:
-      if (SCM_GCMARKP (ptr))
-       break;
-      SCM_SETGCMARK (ptr);
-      scm_gc_mark (SCM_CELL_OBJECT_2 (ptr));
-      ptr = SCM_GCCDR (ptr);
-      goto gc_mark_loop;
+      RECURSE (SCM_SETTER (ptr));
+      ptr = SCM_PROCEDURE (ptr);
+      goto_gc_mark_loop;
     case scm_tcs_cons_gloc:
-      if (SCM_GCMARKP (ptr))
-       break;
-      SCM_SETGCMARK (ptr);
       {
-       /* Dirk:FIXME:: The following code is super ugly:  ptr may be a struct
-        * or a gloc.  If it is a gloc, the cell word #0 of ptr is a pointer
-        * to a heap cell.  If it is a struct, the cell word #0 of ptr is a
-        * pointer to a struct vtable data region. The fact that these are
-        * accessed in the same way restricts the possibilites to change the
-        * data layout of structs or heap cells. 
+       /* Dirk:FIXME:: The following code is super ugly: ptr may be a
+        * struct or a gloc.  If it is a gloc, the cell word #0 of ptr
+        * is the address of a scm_tc16_variable smob.  If it is a
+        * struct, the cell word #0 of ptr is a pointer to a struct
+        * vtable data region. (The fact that these are accessed in
+        * the same way restricts the possibilites to change the data
+        * layout of structs or heap cells.)  To discriminate between
+        * the two, it is guaranteed that the scm_vtable_index_vcell
+        * element of the prospective vtable is always zero.  For a
+        * gloc, this location has the CDR of the variable smob, which
+        * is guaranteed to be non-zero.
         */
-       scm_bits_t word0 = SCM_CELL_WORD_0 (ptr) - scm_tc3_cons_gloc;
-       scm_bits_t * vtable_data = (scm_bits_t *) word0; /* access as struct */
-       switch (vtable_data [scm_vtable_index_vcell])
+       scm_t_bits word0 = SCM_CELL_WORD_0 (ptr) - scm_tc3_cons_gloc;
+       scm_t_bits * vtable_data = (scm_t_bits *) word0; /* access as struct */
+       if (vtable_data [scm_vtable_index_vcell] != 0)
          {
-         default:
-           {
-             /* ptr is a gloc */
-             SCM gloc_car = SCM_PACK (word0);
-             scm_gc_mark (gloc_car);
-             ptr = SCM_GCCDR (ptr);
-             goto gc_mark_loop;
-           }
-         case 1:               /* ! */
-         case 0:               /* ! */
-           {
-             /* ptr is a struct */
-             SCM layout = SCM_PACK (vtable_data [scm_vtable_index_layout]);
-             int len = SCM_LENGTH (layout);
-             char * fields_desc = SCM_CHARS (layout);
-             /* We're using SCM_GCCDR here like STRUCT_DATA, except
-                 that it removes the mark */
-             scm_bits_t * struct_data = (scm_bits_t *) SCM_UNPACK (SCM_GCCDR (ptr));
-
-             if (vtable_data[scm_struct_i_flags] & SCM_STRUCTF_ENTITY)
-               {
-                 scm_gc_mark (SCM_PACK (struct_data[scm_struct_i_procedure]));
-                 scm_gc_mark (SCM_PACK (struct_data[scm_struct_i_setter]));
-               }
-             if (len)
-               {
-                 int x;
-
-                 for (x = 0; x < len - 2; x += 2, ++struct_data)
-                   if (fields_desc[x] == 'p')
-                     scm_gc_mark (SCM_PACK (*struct_data));
-                 if (fields_desc[x] == 'p')
-                   {
-                     if (SCM_LAYOUT_TAILP (fields_desc[x + 1]))
-                       for (x = *struct_data; x; --x)
-                         scm_gc_mark (SCM_PACK (*++struct_data));
-                     else
-                       scm_gc_mark (SCM_PACK (*struct_data));
-                   }
-               }
-             if (vtable_data [scm_vtable_index_vcell] == 0)
-               {
-                 vtable_data [scm_vtable_index_vcell] = 1;
-                 ptr = SCM_PACK (vtable_data [scm_vtable_index_vtable]);
-                 goto gc_mark_loop;
-               }
-           }
+            /* ptr is a gloc */
+            SCM gloc_car = SCM_PACK (word0);
+            RECURSE (gloc_car);
+            ptr = SCM_CDR (ptr);
+            goto gc_mark_loop;
+          }
+        else
+          {
+            /* ptr is a struct */
+            SCM layout = SCM_PACK (vtable_data [scm_vtable_index_layout]);
+            long len = SCM_SYMBOL_LENGTH (layout);
+            char * fields_desc = SCM_SYMBOL_CHARS (layout);
+            scm_t_bits * struct_data = (scm_t_bits *) SCM_STRUCT_DATA (ptr);
+
+            if (vtable_data[scm_struct_i_flags] & SCM_STRUCTF_ENTITY)
+              {
+                RECURSE (SCM_PACK (struct_data[scm_struct_i_procedure]));
+                RECURSE (SCM_PACK (struct_data[scm_struct_i_setter]));
+              }
+            if (len)
+              {
+                long x;
+
+                for (x = 0; x < len - 2; x += 2, ++struct_data)
+                  if (fields_desc[x] == 'p')
+                    RECURSE (SCM_PACK (*struct_data));
+                if (fields_desc[x] == 'p')
+                  {
+                    if (SCM_LAYOUT_TAILP (fields_desc[x + 1]))
+                      for (x = *struct_data++; x; --x, ++struct_data)
+                        RECURSE (SCM_PACK (*struct_data));
+                    else
+                      RECURSE (SCM_PACK (*struct_data));
+                  }
+              }
+            /* mark vtable */
+            ptr = SCM_PACK (vtable_data [scm_vtable_index_vtable]);
+            goto_gc_mark_loop;
          }
       }
       break;
     case scm_tcs_closures:
-      if (SCM_GCMARKP (ptr))
-       break;
-      SCM_SETGCMARK (ptr);
-      if (SCM_IMP (SCM_CDR (ptr)))
+      if (SCM_IMP (SCM_ENV (ptr)))
        {
          ptr = SCM_CLOSCAR (ptr);
-         goto gc_mark_nimp;
+         goto_gc_mark_nimp;
        }
-      scm_gc_mark (SCM_CLOSCAR (ptr));
-      ptr = SCM_GCCDR (ptr);
-      goto gc_mark_nimp;
+      RECURSE (SCM_CLOSCAR (ptr));
+      ptr = SCM_ENV (ptr);
+      goto_gc_mark_nimp;
     case scm_tc7_vector:
-    case scm_tc7_lvector:
-#ifdef CCLO
-    case scm_tc7_cclo:
-#endif
-      if (SCM_GC8MARKP (ptr))
-       break;
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
-      i = SCM_LENGTH (ptr);
+      i = SCM_VECTOR_LENGTH (ptr);
       if (i == 0)
        break;
       while (--i > 0)
        if (SCM_NIMP (SCM_VELTS (ptr)[i]))
-         scm_gc_mark (SCM_VELTS (ptr)[i]);
+         RECURSE (SCM_VELTS (ptr)[i]);
       ptr = SCM_VELTS (ptr)[0];
-      goto gc_mark_loop;
-    case scm_tc7_contin:
-      if SCM_GC8MARKP
-       (ptr) break;
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
-      if (SCM_VELTS (ptr))
-       scm_mark_locations (SCM_VELTS_AS_STACKITEMS (ptr),
-                           (scm_sizet)
-                           (SCM_LENGTH (ptr) +
-                            (sizeof (SCM_STACKITEM) + -1 +
-                             sizeof (scm_contregs)) /
-                            sizeof (SCM_STACKITEM)));
-      break;
+      goto_gc_mark_loop;
+#ifdef CCLO
+    case scm_tc7_cclo:
+      {
+       size_t i = SCM_CCLO_LENGTH (ptr);
+       size_t j;
+       for (j = 1; j != i; ++j)
+         {
+           SCM obj = SCM_CCLO_REF (ptr, j);
+           if (!SCM_IMP (obj))
+             RECURSE (obj);
+         }
+       ptr = SCM_CCLO_REF (ptr, 0);
+       goto_gc_mark_loop;
+      }
+#endif
 #ifdef HAVE_ARRAYS
     case scm_tc7_bvect:
     case scm_tc7_byvect:
@@ -1247,30 +1365,23 @@ gc_mark_nimp:
 #endif
 #endif
     case scm_tc7_string:
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
       break;
 
     case scm_tc7_substring:
-      if (SCM_GC8MARKP(ptr))
-       break;
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
       ptr = SCM_CDR (ptr);
-      goto gc_mark_loop;
+      goto_gc_mark_loop;
 
     case scm_tc7_wvect:
-      if (SCM_GC8MARKP(ptr))
-       break;
-      SCM_WVECT_GC_CHAIN (ptr) = scm_weak_vectors;
+      SCM_SET_WVECT_GC_CHAIN (ptr, scm_weak_vectors);
       scm_weak_vectors = ptr;
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
       if (SCM_IS_WHVEC_ANY (ptr))
        {
-         int x;
-         int len;
+         long x;
+         long len;
          int weak_keys;
          int weak_values;
 
-         len = SCM_LENGTH (ptr);
+         len = SCM_VECTOR_LENGTH (ptr);
          weak_keys = SCM_IS_WHVEC (ptr) || SCM_IS_WHVEC_B (ptr);
          weak_values = SCM_IS_WHVEC_V (ptr) || SCM_IS_WHVEC_B (ptr);
 
@@ -1308,254 +1419,225 @@ gc_mark_nimp:
                   * won't prematurely drop table entries.
                   */
                  if (!weak_keys)
-                   scm_gc_mark (SCM_CAR (kvpair));
+                   RECURSE (SCM_CAR (kvpair));
                  if (!weak_values)
-                   scm_gc_mark (SCM_GCCDR (kvpair));
+                   RECURSE (SCM_CDR (kvpair));
                  alist = next_alist;
                }
              if (SCM_NIMP (alist))
-               scm_gc_mark (alist);
+               RECURSE (alist);
            }
        }
       break;
 
-    case scm_tc7_msymbol:
-      if (SCM_GC8MARKP(ptr))
-       break;
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
-      scm_gc_mark (SCM_SYMBOL_FUNC (ptr));
-      ptr = SCM_SYMBOL_PROPS (ptr);
-      goto gc_mark_loop;
-    case scm_tc7_ssymbol:
-      if (SCM_GC8MARKP(ptr))
-       break;
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
-      break;
+    case scm_tc7_symbol:
+      ptr = SCM_PROP_SLOTS (ptr);
+      goto_gc_mark_loop;
     case scm_tcs_subrs:
       break;
     case scm_tc7_port:
       i = SCM_PTOBNUM (ptr);
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1) || (defined (GUILE_DEBUG_FREELIST))
       if (!(i < scm_numptob))
-       goto def;
-      if (SCM_GC8MARKP (ptr))
-       break;
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
+       SCM_MISC_ERROR ("undefined port type", SCM_EOL);
+#endif
       if (SCM_PTAB_ENTRY(ptr))
-       scm_gc_mark (SCM_PTAB_ENTRY(ptr)->file_name);
+       RECURSE (SCM_FILENAME (ptr));
       if (scm_ptobs[i].mark)
        {
          ptr = (scm_ptobs[i].mark) (ptr);
-         goto gc_mark_loop;
+         goto_gc_mark_loop;
        }
       else
        return;
       break;
     case scm_tc7_smob:
-      if (SCM_GC8MARKP (ptr))
-       break;
-      SCM_SETGC8MARK (ptr);
-      switch (SCM_GCTYP16 (ptr))
+      switch (SCM_TYP16 (ptr))
        { /* should be faster than going through scm_smobs */
        case scm_tc_free_cell:
-         /* printf("found free_cell %X ", ptr); fflush(stdout); */
-        case scm_tc16_allocated:
+         /* We have detected a free cell.  This can happen if non-object data
+          * on the C stack points into guile's heap and is scanned during
+          * conservative marking.  */
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 0)
+         /* If cell debugging is disabled, there is a second situation in
+          * which a free cell can be encountered, namely if with preemptive
+          * threading one thread has just obtained a fresh cell and was
+          * preempted before the cell initialization was completed.  In this
+          * case, some entries of the cell may already contain objects.
+          * Thus, if cell debugging is disabled, free cells are scanned
+          * conservatively.  */
+         scm_gc_mark_cell_conservatively (ptr);
+#else /* SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1 */
+         /* With cell debugging enabled, a freshly obtained but not fully
+          * initialized cell is guaranteed to be of type scm_tc16_allocated.
+          * Thus, no conservative scanning for free cells is necessary, but
+          * instead cells of type scm_tc16_allocated have to be scanned
+          * conservatively.  This is done in the mark function of the
+          * scm_tc16_allocated smob type.  */ 
+#endif
+         break;
        case scm_tc16_big:
        case scm_tc16_real:
        case scm_tc16_complex:
          break;
        default:
          i = SCM_SMOBNUM (ptr);
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1) || (defined (GUILE_DEBUG_FREELIST))
          if (!(i < scm_numsmob))
-           goto def;
+           SCM_MISC_ERROR ("undefined smob type", SCM_EOL);
+#endif
          if (scm_smobs[i].mark)
            {
              ptr = (scm_smobs[i].mark) (ptr);
-             goto gc_mark_loop;
+             goto_gc_mark_loop;
            }
          else
            return;
        }
       break;
     default:
-    def:scm_wta (ptr, "unknown type in ", "gc_mark");
+      SCM_MISC_ERROR ("unknown type", SCM_EOL);
     }
+#undef RECURSE
 }
+#undef FUNC_NAME
 
+#ifndef MARK_DEPENDENCIES
 
-/* Mark a Region Conservatively
- */
-
-void
-scm_mark_locations (SCM_STACKITEM x[], scm_sizet n)
-{
-  register long m = n;
-  register int i, j;
-  register SCM_CELLPTR ptr;
-
-  while (0 <= --m)
-    if (SCM_CELLP (* (SCM *) &x[m]))
-      {
-       ptr = SCM2PTR (* (SCM *) &x[m]);
-       i = 0;
-       j = scm_n_heap_segs - 1;
-       if (   SCM_PTR_LE (scm_heap_table[i].bounds[0], ptr)
-           && SCM_PTR_GT (scm_heap_table[j].bounds[1], ptr))
-         {
-           while (i <= j)
-             {
-               int seg_id;
-               seg_id = -1;
-               if (   (i == j)
-                   || SCM_PTR_GT (scm_heap_table[i].bounds[1], ptr))
-                 seg_id = i;
-               else if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[j].bounds[0], ptr))
-                 seg_id = j;
-               else
-                 {
-                   int k;
-                   k = (i + j) / 2;
-                   if (k == i)
-                     break;
-                   if (SCM_PTR_GT (scm_heap_table[k].bounds[1], ptr))
-                     {
-                       j = k;
-                       ++i;
-                       if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[i].bounds[0], ptr))
-                         continue;
-                       else
-                         break;
-                     }
-                   else if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[k].bounds[0], ptr))
-                     {
-                       i = k;
-                       --j;
-                       if (SCM_PTR_GT (scm_heap_table[j].bounds[1], ptr))
-                         continue;
-                       else
-                         break;
-                     }
-                 }
-               if (!scm_heap_table[seg_id].valid
-                   || scm_heap_table[seg_id].valid (ptr,
-                                                    &scm_heap_table[seg_id]))
-                  if (scm_heap_table[seg_id].span == 1
-                     || SCM_DOUBLE_CELLP (* (SCM *) &x[m]))
-                    scm_gc_mark (* (SCM *) &x[m]);
-               break;
-             }
-
-         }
-      }
-}
-
-
-/* The following is a C predicate which determines if an SCM value can be
-   regarded as a pointer to a cell on the heap.  The code is duplicated
-   from scm_mark_locations.  */
-
+#undef MARK
+#undef FNAME
 
-int
-scm_cellp (SCM value)
+/* And here we define `scm_gc_mark_dependencies', by including this
+ * same file in itself.
+ */
+#define MARK scm_gc_mark_dependencies
+#define FNAME "scm_gc_mark_dependencies"
+#define MARK_DEPENDENCIES
+#include "gc.c"
+#undef MARK_DEPENDENCIES
+#undef MARK
+#undef FNAME
+
+
+/* Determine whether the given value does actually represent a cell in some
+ * heap segment.  If this is the case, the number of the heap segment is
+ * returned.  Otherwise, -1 is returned.  Binary search is used in order to
+ * determine the heap segment that contains the cell.*/
+/* FIXME:  To be used within scm_gc_mark_cell_conservatively,
+ * scm_mark_locations and scm_cellp this function should be an inline
+ * function.  */
+static long int
+heap_segment (SCM obj)
 {
-  register int i, j;
-  register SCM_CELLPTR ptr;
-
-  if (SCM_CELLP (value))
+  if (!SCM_CELLP (obj))
+    return -1;
+  else
     {
-      ptr = SCM2PTR (value);
-      i = 0;
-      j = scm_n_heap_segs - 1;
-      if (   SCM_PTR_LE (scm_heap_table[i].bounds[0], ptr)
-            && SCM_PTR_GT (scm_heap_table[j].bounds[1], ptr))
+      SCM_CELLPTR ptr = SCM2PTR (obj);
+      unsigned long int i = 0;
+      unsigned long int j = scm_n_heap_segs - 1;
+
+      if (SCM_PTR_LT (ptr, scm_heap_table[i].bounds[0]))
+       return -1;
+      else if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[j].bounds[1], ptr))
+       return -1;
+      else
        {
-         while (i <= j)
+         while (i < j)
            {
-             int seg_id;
-             seg_id = -1;
-             if (   (i == j)
-                    || SCM_PTR_GT (scm_heap_table[i].bounds[1], ptr))
-               seg_id = i;
+             if (SCM_PTR_LT (ptr, scm_heap_table[i].bounds[1]))
+               {
+                 break;
+               }
              else if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[j].bounds[0], ptr))
-               seg_id = j;
+               {
+                 i = j;
+                 break;
+               }
              else
                {
-                 int k;
-                 k = (i + j) / 2;
+                 unsigned long int k = (i + j) / 2;
+
                  if (k == i)
-                   break;
-                 if (SCM_PTR_GT (scm_heap_table[k].bounds[1], ptr))
+                   return -1;
+                 else if (SCM_PTR_LT (ptr, scm_heap_table[k].bounds[1]))
                    {
                      j = k;
                      ++i;
-                     if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[i].bounds[0], ptr))
-                       continue;
-                     else
-                       break;
+                     if (SCM_PTR_LT (ptr, scm_heap_table[i].bounds[0]))
+                       return -1;
                    }
                  else if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[k].bounds[0], ptr))
                    {
                      i = k;
                      --j;
-                     if (SCM_PTR_GT (scm_heap_table[j].bounds[1], ptr))
-                       continue;
-                     else
-                       break;
+                     if (SCM_PTR_LE (scm_heap_table[j].bounds[1], ptr))
+                       return -1;
                    }
                }
-             if (!scm_heap_table[seg_id].valid
-                    || scm_heap_table[seg_id].valid (ptr,
-                                                     &scm_heap_table[seg_id]))
-               if (scm_heap_table[seg_id].span == 1
-                   || SCM_DOUBLE_CELLP (value))
-                 scm_gc_mark (value);
-             break;
            }
 
+         if (!DOUBLECELL_ALIGNED_P (obj) && scm_heap_table[i].span == 2)
+           return -1;
+         else if (SCM_GC_IN_CARD_HEADERP (ptr))
+           return -1;
+         else
+           return i;
        }
     }
-  return 0;
 }
 
 
-static void
-scm_mark_weak_vector_spines ()
+/* Mark the entries of a cell conservatively.  The given cell is known to be
+ * on the heap.  Still we have to determine its heap segment in order to
+ * figure out whether it is a single or a double cell.  Then, each of the cell
+ * elements itself is checked and potentially marked. */
+void
+scm_gc_mark_cell_conservatively (SCM cell)
 {
-  SCM w;
+  unsigned long int cell_segment = heap_segment (cell);
+  unsigned int span = scm_heap_table[cell_segment].span;
+  unsigned int i;
 
-  for (w = scm_weak_vectors; !SCM_NULLP (w); w = SCM_WVECT_GC_CHAIN (w))
+  for (i = 1; i != span * 2; ++i)
     {
-      if (SCM_IS_WHVEC_ANY (w))
-       {
-         SCM *ptr;
-         SCM obj;
-         int j;
-         int n;
-
-         obj = w;
-         ptr = SCM_VELTS (w);
-         n = SCM_LENGTH (w);
-         for (j = 0; j < n; ++j)
-           {
-             SCM alist;
+      SCM obj = SCM_CELL_OBJECT (cell, i);
+      long int obj_segment = heap_segment (obj);
+      if (obj_segment >= 0)
+       scm_gc_mark (obj);
+    }
+}
 
-             alist = ptr[j];
-             while (   SCM_CONSP (alist)
-                    && !SCM_GCMARKP (alist)
-                    && SCM_CONSP  (SCM_CAR (alist)))
-               {
-                 SCM_SETGCMARK (alist);
-                 SCM_SETGCMARK (SCM_CAR (alist));
-                 alist = SCM_GCCDR (alist);
-               }
-           }
-       }
+
+/* Mark a region conservatively */
+void
+scm_mark_locations (SCM_STACKITEM x[], unsigned long n)
+{
+  unsigned long m;
+
+  for (m = 0; m < n; ++m)
+    {
+      SCM obj = * (SCM *) &x[m];
+      long int segment = heap_segment (obj);
+      if (segment >= 0)
+       scm_gc_mark (obj);
     }
 }
 
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
+/* The function scm_cellp determines whether an SCM value can be regarded as a
+ * pointer to a cell on the heap.
+ */
+int
+scm_cellp (SCM value)
+{
+  long int segment = heap_segment (value);
+  return (segment >= 0);
+}
+
+
 static void
-gc_sweep_freelist_start (scm_freelist_t *freelist)
+gc_sweep_freelist_start (scm_t_freelist *freelist)
 {
   freelist->cells = SCM_EOL;
   freelist->left_to_collect = freelist->cluster_size;
@@ -1567,15 +1649,15 @@ gc_sweep_freelist_start (scm_freelist_t *freelist)
 }
 
 static void
-gc_sweep_freelist_finish (scm_freelist_t *freelist)
+gc_sweep_freelist_finish (scm_t_freelist *freelist)
 {
-  int collected;
+  long collected;
   *freelist->clustertail = freelist->cells;
-  if (SCM_NNULLP (freelist->cells))
+  if (!SCM_NULLP (freelist->cells))
     {
       SCM c = freelist->cells;
-      SCM_SETCAR (c, SCM_CDR (c));
-      SCM_SETCDR (c, SCM_EOL);
+      SCM_SET_CELL_WORD_0 (c, SCM_FREE_CELL_CDR (c));
+      SCM_SET_CELL_WORD_1 (c, SCM_EOL);
       freelist->collected +=
        freelist->span * (freelist->cluster_size - freelist->left_to_collect);
     }
@@ -1591,39 +1673,36 @@ gc_sweep_freelist_finish (scm_freelist_t *freelist)
   collected = SCM_MAX (freelist->collected_1, freelist->collected);
   freelist->grow_heap_p = (collected < freelist->min_yield);
 }
-#endif
+
+#define NEXT_DATA_CELL(ptr, span) \
+    do { \
+      scm_cell *nxt__ = CELL_UP ((char *) (ptr) + 1, (span)); \
+      (ptr) = (SCM_GC_IN_CARD_HEADERP (nxt__) ? \
+               CELL_UP (SCM_GC_CELL_CARD (nxt__) + SCM_GC_CARD_N_HEADER_CELLS, span) \
+               : nxt__); \
+    } while (0)
 
 void
 scm_gc_sweep ()
+#define FUNC_NAME "scm_gc_sweep"
 {
   register SCM_CELLPTR ptr;
   register SCM nfreelist;
-  register scm_freelist_t *freelist;
-  register long m;
+  register scm_t_freelist *freelist;
+  register unsigned long m;
   register int span;
-  long i;
-  scm_sizet seg_size;
+  size_t i;
+  size_t seg_size;
 
   m = 0;
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   gc_sweep_freelist_start (&scm_master_freelist);
   gc_sweep_freelist_start (&scm_master_freelist2);
-#else
-  /* Reset all free list pointers.  We'll reconstruct them completely
-     while scanning.  */
-  for (i = 0; i < scm_n_heap_segs; i++)
-    scm_heap_table[i].freelist->cells = SCM_EOL;
-#endif
 
   for (i = 0; i < scm_n_heap_segs; i++)
     {
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-      register unsigned int left_to_collect;
-#else
-      register scm_sizet n = 0;
-#endif
-      register scm_sizet j;
+      register long left_to_collect;
+      register size_t j;
 
       /* Unmarked cells go onto the front of the freelist this heap
         segment points to.  Rather than updating the real freelist
@@ -1633,158 +1712,131 @@ scm_gc_sweep ()
         simply don't assign nfreelist back into the real freelist.  */
       freelist = scm_heap_table[i].freelist;
       nfreelist = freelist->cells;
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
       left_to_collect = freelist->left_to_collect;
-#endif
       span = scm_heap_table[i].span;
 
       ptr = CELL_UP (scm_heap_table[i].bounds[0], span);
       seg_size = CELL_DN (scm_heap_table[i].bounds[1], span) - ptr;
+
+      /* use only data cells in seg_size */
+      seg_size = (seg_size / SCM_GC_CARD_N_CELLS) * (SCM_GC_CARD_N_DATA_CELLS / span) * span;
+
+      scm_gc_cells_swept += seg_size;
+
       for (j = seg_size + span; j -= span; ptr += span)
        {
-         SCM scmptr = PTR2SCM (ptr);
+         SCM scmptr;
 
-         switch SCM_TYP7 (scmptr)
+          if (SCM_GC_IN_CARD_HEADERP (ptr))
            {
+              SCM_CELLPTR nxt;
+
+              /* cheat here */
+              nxt = ptr;
+              NEXT_DATA_CELL (nxt, span);
+              j += span;
+
+              ptr = nxt - span;
+              continue;
+            }
+
+          scmptr = PTR2SCM (ptr);
+
+          if (SCM_GCMARKP (scmptr))
+              continue;
+
+         switch SCM_TYP7 (scmptr)
+            {
            case scm_tcs_cons_gloc:
              {
                /* Dirk:FIXME:: Again, super ugly code:  scmptr may be a
                 * struct or a gloc.  See the corresponding comment in
                 * scm_gc_mark.
                 */
-               scm_bits_t word0 = SCM_CELL_WORD_0 (scmptr) - scm_tc3_cons_gloc;
-               scm_bits_t * vtable_data = (scm_bits_t *) word0; /* access as struct */
-               if (SCM_GCMARKP (scmptr))
-                 {
-                   if (vtable_data [scm_vtable_index_vcell] == 1)
-                     vtable_data [scm_vtable_index_vcell] = 0;
-                   goto cmrkcontinue;
-                 }
-               else 
+               scm_t_bits word0 = (SCM_CELL_WORD_0 (scmptr)
+                                   - scm_tc3_cons_gloc);
+               /* access as struct */
+               scm_t_bits * vtable_data = (scm_t_bits *) word0;
+               if (vtable_data[scm_vtable_index_vcell] == 0)
                  {
-                   if (vtable_data [scm_vtable_index_vcell] == 0
-                       || vtable_data [scm_vtable_index_vcell] == 1)
-                     {
-                       scm_struct_free_t free
-                         = (scm_struct_free_t) vtable_data[scm_struct_i_free];
-                       m += free (vtable_data, (scm_bits_t *) SCM_UNPACK (SCM_GCCDR (scmptr)));
-                     }
+                   /* Structs need to be freed in a special order.
+                    * This is handled by GC C hooks in struct.c.
+                    */
+                   SCM_SET_STRUCT_GC_CHAIN (scmptr, scm_structs_to_free);
+                   scm_structs_to_free = scmptr;
+                    continue;
                  }
+               /* fall through so that scmptr gets collected */
              }
              break;
            case scm_tcs_cons_imcar:
            case scm_tcs_cons_nimcar:
            case scm_tcs_closures:
            case scm_tc7_pws:
-             if (SCM_GCMARKP (scmptr))
-               goto cmrkcontinue;
              break;
            case scm_tc7_wvect:
-             if (SCM_GC8MARKP (scmptr))
-               {
-                 goto c8mrkcontinue;
-               }
-             else
-               {
-                 m += (2 + SCM_LENGTH (scmptr)) * sizeof (SCM);
-                 scm_must_free ((char *)(SCM_VELTS (scmptr) - 2));
-                 break;
-               }
-
            case scm_tc7_vector:
-           case scm_tc7_lvector:
+             {
+               unsigned long int length = SCM_VECTOR_LENGTH (scmptr);
+               if (length > 0)
+                 {
+                   m += length * sizeof (scm_t_bits);
+                   scm_must_free (SCM_VECTOR_BASE (scmptr));
+                 }
+               break;
+             }
 #ifdef CCLO
            case scm_tc7_cclo:
-#endif
-             if (SCM_GC8MARKP (scmptr))
-               goto c8mrkcontinue;
-
-             m += (SCM_LENGTH (scmptr) * sizeof (SCM));
-           freechars:
-             scm_must_free (SCM_CHARS (scmptr));
-             /*        SCM_SETCHARS(scmptr, 0);*/
+             m += (SCM_CCLO_LENGTH (scmptr) * sizeof (SCM));
+             scm_must_free (SCM_CCLO_BASE (scmptr));
              break;
+#endif
 #ifdef HAVE_ARRAYS
            case scm_tc7_bvect:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += sizeof (long) * ((SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) + SCM_LONG_BIT - 1) / SCM_LONG_BIT);
-             goto freechars;
+             {
+               unsigned long int length = SCM_BITVECTOR_LENGTH (scmptr);
+               if (length > 0)
+                 {
+                   m += sizeof (long) * ((length + SCM_LONG_BIT - 1) / SCM_LONG_BIT);
+                   scm_must_free (SCM_BITVECTOR_BASE (scmptr));
+                 }
+             }
+             break;
            case scm_tc7_byvect:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) * sizeof (char);
-             goto freechars;
            case scm_tc7_ivect:
            case scm_tc7_uvect:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) * sizeof (long);
-             goto freechars;
            case scm_tc7_svect:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) * sizeof (short);
-             goto freechars;
 #ifdef HAVE_LONG_LONGS
            case scm_tc7_llvect:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) * sizeof (long_long);
-             goto freechars;
 #endif
            case scm_tc7_fvect:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) * sizeof (float);
-             goto freechars;
            case scm_tc7_dvect:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) * sizeof (double);
-             goto freechars;
            case scm_tc7_cvect:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) * 2 * sizeof (double);
-             goto freechars;
+             m += SCM_UVECTOR_LENGTH (scmptr) * scm_uniform_element_size (scmptr);
+             scm_must_free (SCM_UVECTOR_BASE (scmptr));
+             break;
 #endif
            case scm_tc7_substring:
-             if (SCM_GC8MARKP (scmptr))
-               goto c8mrkcontinue;
              break;
            case scm_tc7_string:
-             if (SCM_GC8MARKP (scmptr))
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_HUGE_LENGTH (scmptr) + 1;
-             goto freechars;
-           case scm_tc7_msymbol:
-             if (SCM_GC8MARKP (scmptr))
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += (SCM_LENGTH (scmptr) + 1
-                   + (SCM_CHARS (scmptr) - (char *) SCM_SLOTS (scmptr)));
-             scm_must_free ((char *)SCM_SLOTS (scmptr));
+             m += SCM_STRING_LENGTH (scmptr) + 1;
+             scm_must_free (SCM_STRING_CHARS (scmptr));
              break;
-           case scm_tc7_contin:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
-             m += SCM_LENGTH (scmptr) * sizeof (SCM_STACKITEM) + sizeof (scm_contregs);
-             if (SCM_VELTS (scmptr))
-               goto freechars;
-           case scm_tc7_ssymbol:
-             if SCM_GC8MARKP(scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
+           case scm_tc7_symbol:
+             m += SCM_SYMBOL_LENGTH (scmptr) + 1;
+             scm_must_free (SCM_SYMBOL_CHARS (scmptr));
              break;
            case scm_tcs_subrs:
+              /* the various "subrs" (primitives) are never freed */
              continue;
            case scm_tc7_port:
-             if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-               goto c8mrkcontinue;
              if SCM_OPENP (scmptr)
                {
                  int k = SCM_PTOBNUM (scmptr);
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1) || (defined (GUILE_DEBUG_FREELIST))
                  if (!(k < scm_numptob))
-                   goto sweeperr;
+                   SCM_MISC_ERROR ("undefined port type", SCM_EOL);
+#endif
                  /* Keep "revealed" ports alive.  */
                  if (scm_revealed_count (scmptr) > 0)
                    continue;
@@ -1795,56 +1847,46 @@ scm_gc_sweep ()
                  SCM_SETSTREAM (scmptr, 0);
                  scm_remove_from_port_table (scmptr);
                  scm_gc_ports_collected++;
-                 SCM_SETAND_CAR (scmptr, ~SCM_OPN);
+                 SCM_CLR_PORT_OPEN_FLAG (scmptr);
                }
              break;
            case scm_tc7_smob:
-             switch SCM_GCTYP16 (scmptr)
+             switch SCM_TYP16 (scmptr)
                {
                case scm_tc_free_cell:
                case scm_tc16_real:
-                 if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-                   goto c8mrkcontinue;
                  break;
 #ifdef SCM_BIGDIG
                case scm_tc16_big:
-                 if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-                   goto c8mrkcontinue;
                  m += (SCM_NUMDIGS (scmptr) * SCM_BITSPERDIG / SCM_CHAR_BIT);
-                 goto freechars;
+                 scm_must_free (SCM_BDIGITS (scmptr));
+                 break;
 #endif /* def SCM_BIGDIG */
                case scm_tc16_complex:
-                 if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-                   goto c8mrkcontinue;
-                 m += 2 * sizeof (double);
-                 goto freechars;
+                 m += sizeof (scm_t_complex);
+                 scm_must_free (SCM_COMPLEX_MEM (scmptr));
+                 break;
                default:
-                 if SCM_GC8MARKP (scmptr)
-                   goto c8mrkcontinue;
-
                  {
                    int k;
                    k = SCM_SMOBNUM (scmptr);
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1) || (defined (GUILE_DEBUG_FREELIST))
                    if (!(k < scm_numsmob))
-                     goto sweeperr;
-                   m += (scm_smobs[k].free) (scmptr);
+                     SCM_MISC_ERROR ("undefined smob type", SCM_EOL);
+#endif
+                   if (scm_smobs[k].free)
+                     m += (scm_smobs[k].free) (scmptr);
                    break;
                  }
                }
              break;
            default:
-           sweeperr:scm_wta (scmptr, "unknown type in ", "gc_sweep");
+             SCM_MISC_ERROR ("unknown type", SCM_EOL);
            }
-#if 0
-         if (SCM_CAR (scmptr) == (SCM) scm_tc_free_cell)
-           exit (2);
-#endif
-#ifndef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-         n += span;
-#else
+
          if (!--left_to_collect)
            {
-             SCM_SETCAR (scmptr, nfreelist);
+             SCM_SET_CELL_WORD_0 (scmptr, nfreelist);
              *freelist->clustertail = scmptr;
              freelist->clustertail = SCM_CDRLOC (scmptr);
 
@@ -1853,24 +1895,17 @@ scm_gc_sweep ()
              left_to_collect = freelist->cluster_size;
            }
          else
-#endif
            {
              /* Stick the new cell on the front of nfreelist.  It's
                 critical that we mark this cell as freed; otherwise, the
                 conservative collector might trace it as some other type
                 of object.  */
              SCM_SET_CELL_TYPE (scmptr, scm_tc_free_cell);
-             SCM_SETCDR (scmptr, nfreelist);
+             SCM_SET_FREE_CELL_CDR (scmptr, nfreelist);
              nfreelist = scmptr;
            }
-
-         continue;
-       c8mrkcontinue:
-         SCM_CLRGC8MARK (scmptr);
-         continue;
-       cmrkcontinue:
-         SCM_CLRGCMARK (scmptr);
        }
+
 #ifdef GC_FREE_SEGMENTS
       if (n == seg_size)
        {
@@ -1890,28 +1925,14 @@ scm_gc_sweep ()
          /* Update the real freelist pointer to point to the head of
             the list of free cells we've built for this segment.  */
          freelist->cells = nfreelist;
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
          freelist->left_to_collect = left_to_collect;
-#endif
        }
 
-#ifndef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-      freelist->collected += n;
-#endif
-
 #ifdef GUILE_DEBUG_FREELIST
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-      scm_check_freelist (freelist == &scm_master_freelist
-                         ? scm_freelist
-                         : scm_freelist2);
-#else
-      scm_check_freelist (freelist);
-#endif
       scm_map_free_list ();
 #endif
     }
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   gc_sweep_freelist_finish (&scm_master_freelist);
   gc_sweep_freelist_finish (&scm_master_freelist2);
 
@@ -1919,86 +1940,36 @@ scm_gc_sweep ()
      be GC-protected instead. */
   scm_freelist = SCM_EOL;
   scm_freelist2 = SCM_EOL;
-#endif
-
-  /* Scan weak vectors. */
-  {
-    SCM *ptr, w;
-    for (w = scm_weak_vectors; !SCM_NULLP (w); w = SCM_WVECT_GC_CHAIN (w))
-      {
-       if (!SCM_IS_WHVEC_ANY (w))
-         {
-           register long j, n;
-
-           ptr = SCM_VELTS (w);
-           n = SCM_LENGTH (w);
-           for (j = 0; j < n; ++j)
-             if (SCM_FREEP (ptr[j]))
-               ptr[j] = SCM_BOOL_F;
-         }
-       else /* if (SCM_IS_WHVEC_ANY (scm_weak_vectors[i])) */
-         {
-           SCM obj = w;
-           register long n = SCM_LENGTH (w);
-           register long j;
 
-           ptr = SCM_VELTS (w);
-
-           for (j = 0; j < n; ++j)
-             {
-               SCM * fixup;
-               SCM alist;
-               int weak_keys;
-               int weak_values;
-
-               weak_keys = SCM_IS_WHVEC (obj) || SCM_IS_WHVEC_B (obj);
-               weak_values = SCM_IS_WHVEC_V (obj) || SCM_IS_WHVEC_B (obj);
-
-               fixup = ptr + j;
-               alist = *fixup;
-
-               while (   SCM_CONSP (alist)
-                      && SCM_CONSP (SCM_CAR (alist)))
-                 {
-                   SCM key;
-                   SCM value;
-
-                   key = SCM_CAAR (alist);
-                   value = SCM_CDAR (alist);
-                   if (   (weak_keys && SCM_FREEP (key))
-                       || (weak_values && SCM_FREEP (value)))
-                     {
-                       *fixup = SCM_CDR (alist);
-                     }
-                   else
-                     fixup = SCM_CDRLOC (alist);
-                   alist = SCM_CDR (alist);
-                 }
-             }
-         }
-      }
-  }
   scm_cells_allocated = (SCM_HEAP_SIZE - scm_gc_cells_collected);
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   scm_gc_yield -= scm_cells_allocated;
-#endif
+  
+  if (scm_mallocated < m)
+    /* The byte count of allocated objects has underflowed.  This is
+       probably because you forgot to report the sizes of objects you
+       have allocated, by calling scm_done_malloc or some such.  When
+       the GC freed them, it subtracted their size from
+       scm_mallocated, which underflowed.  */
+    abort ();
+
   scm_mallocated -= m;
   scm_gc_malloc_collected = m;
 }
+#undef FUNC_NAME
 
 
 \f
-
 /* {Front end to malloc}
  *
- * scm_must_malloc, scm_must_realloc, scm_must_free, scm_done_malloc
+ * scm_must_malloc, scm_must_realloc, scm_must_free, scm_done_malloc,
+ * scm_done_free
  *
- * These functions provide services comperable to malloc, realloc, and
- * free.  They are for allocating malloced parts of scheme objects.
- * The primary purpose of the front end is to impose calls to gc.
+ * These functions provide services comparable to malloc, realloc, and
+ * free.  They should be used when allocating memory that will be under
+ * control of the garbage collector, i.e., if the memory may be freed
+ * during garbage collection.
  */
 
-
 /* scm_must_malloc
  * Return newly malloced storage or throw an error.
  *
@@ -2011,11 +1982,17 @@ scm_gc_sweep ()
  * The limit scm_mtrigger may be raised by this allocation.
  */
 void *
-scm_must_malloc (scm_sizet size, const char *what)
+scm_must_malloc (size_t size, const char *what)
 {
   void *ptr;
   unsigned long nm = scm_mallocated + size;
 
+  if (nm < size)
+    /* The byte count of allocated objects has overflowed.  This is
+       probably because you forgot to report the correct size of freed
+       memory in some of your smob free methods. */
+    abort ();
+
   if (nm <= scm_mtrigger)
     {
       SCM_SYSCALL (ptr = malloc (size));
@@ -2032,6 +2009,13 @@ scm_must_malloc (scm_sizet size, const char *what)
   scm_igc (what);
 
   nm = scm_mallocated + size;
+  
+  if (nm < size)
+    /* The byte count of allocated objects has overflowed.  This is
+       probably because you forgot to report the correct size of freed
+       memory in some of your smob free methods. */
+    abort ();
+
   SCM_SYSCALL (ptr = malloc (size));
   if (NULL != ptr)
     {
@@ -2049,8 +2033,7 @@ scm_must_malloc (scm_sizet size, const char *what)
       return ptr;
     }
 
-  scm_wta (SCM_MAKINUM (size), (char *) SCM_NALLOC, what);
-  return 0; /* never reached */
+  scm_memory_error (what);
 }
 
 
@@ -2059,12 +2042,23 @@ scm_must_malloc (scm_sizet size, const char *what)
  */
 void *
 scm_must_realloc (void *where,
-                 scm_sizet old_size,
-                 scm_sizet size,
+                 size_t old_size,
+                 size_t size,
                  const char *what)
 {
   void *ptr;
-  scm_sizet nm = scm_mallocated + size - old_size;
+  unsigned long nm;
+
+  if (size <= old_size)
+    return where;
+
+  nm = scm_mallocated + size - old_size;
+
+  if (nm < (size - old_size))
+    /* The byte count of allocated objects has overflowed.  This is
+       probably because you forgot to report the correct size of freed
+       memory in some of your smob free methods. */
+    abort ();
 
   if (nm <= scm_mtrigger)
     {
@@ -2082,6 +2076,13 @@ scm_must_realloc (void *where,
   scm_igc (what);
 
   nm = scm_mallocated + size - old_size;
+
+  if (nm < (size - old_size))
+    /* The byte count of allocated objects has overflowed.  This is
+       probably because you forgot to report the correct size of freed
+       memory in some of your smob free methods. */
+    abort ();
+
   SCM_SYSCALL (ptr = realloc (where, size));
   if (NULL != ptr)
     {
@@ -2098,12 +2099,27 @@ scm_must_realloc (void *where,
       return ptr;
     }
 
-  scm_wta (SCM_MAKINUM (size), (char *) SCM_NALLOC, what);
-  return 0; /* never reached */
+  scm_memory_error (what);
+}
+
+char *
+scm_must_strndup (const char *str, size_t length)
+{
+  char * dst = scm_must_malloc (length + 1, "scm_must_strndup");
+  memcpy (dst, str, length);
+  dst[length] = 0;
+  return dst;
+}
+
+char *
+scm_must_strdup (const char *str)
+{
+  return scm_must_strndup (str, strlen (str));
 }
 
 void
 scm_must_free (void *obj)
+#define FUNC_NAME "scm_must_free"
 {
 #ifdef GUILE_DEBUG_MALLOC
   scm_malloc_unregister (obj);
@@ -2111,8 +2127,10 @@ scm_must_free (void *obj)
   if (obj)
     free (obj);
   else
-    scm_wta (SCM_INUM0, "already free", "");
+    SCM_MISC_ERROR ("freeing NULL pointer", SCM_EOL);
 }
+#undef FUNC_NAME
+
 
 /* Announce that there has been some malloc done that will be freed
  * during gc.  A typical use is for a smob that uses some malloced
@@ -2120,11 +2138,34 @@ scm_must_free (void *obj)
  * reason).  When a new object of this smob is created you call
  * scm_done_malloc with the size of the object.  When your smob free
  * function is called, be sure to include this size in the return
- * value. */
+ * value.
+ *
+ * If you can't actually free the memory in the smob free function,
+ * for whatever reason (like reference counting), you still can (and
+ * should) report the amount of memory freed when you actually free it.
+ * Do it by calling scm_done_malloc with the _negated_ size.  Clever,
+ * eh?  Or even better, call scm_done_free. */
 
 void
 scm_done_malloc (long size)
 {
+  if (size < 0) {
+    if (scm_mallocated < size)
+      /* The byte count of allocated objects has underflowed.  This is
+         probably because you forgot to report the sizes of objects you
+         have allocated, by calling scm_done_malloc or some such.  When
+         the GC freed them, it subtracted their size from
+         scm_mallocated, which underflowed.  */
+      abort ();
+  } else {
+    unsigned long nm = scm_mallocated + size;
+    if (nm < size)
+      /* The byte count of allocated objects has overflowed.  This is
+         probably because you forgot to report the correct size of freed
+         memory in some of your smob free methods. */
+      abort ();
+  }
+  
   scm_mallocated += size;
 
   if (scm_mallocated > scm_mtrigger)
@@ -2140,9 +2181,31 @@ scm_done_malloc (long size)
     }
 }
 
+void
+scm_done_free (long size)
+{
+  if (size >= 0) {
+    if (scm_mallocated < size)
+      /* The byte count of allocated objects has underflowed.  This is
+         probably because you forgot to report the sizes of objects you
+         have allocated, by calling scm_done_malloc or some such.  When
+         the GC freed them, it subtracted their size from
+         scm_mallocated, which underflowed.  */
+      abort ();
+  } else {
+    unsigned long nm = scm_mallocated + size;
+    if (nm < size)
+      /* The byte count of allocated objects has overflowed.  This is
+         probably because you forgot to report the correct size of freed
+         memory in some of your smob free methods. */
+      abort ();
+  }
+
+  scm_mallocated -= size;
+}
 
-\f
 
+\f
 /* {Heap Segments}
  *
  * Each heap segment is an array of objects of a particular size.
@@ -2159,53 +2222,61 @@ scm_done_malloc (long size)
  */
 int scm_expmem = 0;
 
-scm_sizet scm_max_segment_size;
+size_t scm_max_segment_size;
 
 /* scm_heap_org
  * is the lowest base address of any heap segment.
  */
 SCM_CELLPTR scm_heap_org;
 
-scm_heap_seg_data_t * scm_heap_table = 0;
-int scm_n_heap_segs = 0;
+scm_t_heap_seg_data * scm_heap_table = 0;
+static size_t heap_segment_table_size = 0;
+size_t scm_n_heap_segs = 0;
 
 /* init_heap_seg
- * initializes a new heap segment and return the number of objects it contains.
+ * initializes a new heap segment and returns the number of objects it contains.
  *
- * The segment origin, segment size in bytes, and the span of objects
- * in cells are input parameters.  The freelist is both input and output.
+ * The segment origin and segment size in bytes are input parameters.
+ * The freelist is both input and output.
  *
- * This function presume that the scm_heap_table has already been expanded
- * to accomodate a new segment record.
+ * This function presumes that the scm_heap_table has already been expanded
+ * to accomodate a new segment record and that the markbit space was reserved
+ * for all the cards in this segment.
  */
 
+#define INIT_CARD(card, span) \
+    do { \
+      SCM_GC_SET_CARD_BVEC (card, get_bvec ()); \
+      if ((span) == 2) \
+        SCM_GC_SET_CARD_DOUBLECELL (card); \
+    } while (0)
 
-static scm_sizet
-init_heap_seg (SCM_CELLPTR seg_org, scm_sizet size, scm_freelist_t *freelist)
+static size_t
+init_heap_seg (SCM_CELLPTR seg_org, size_t size, scm_t_freelist *freelist)
 {
   register SCM_CELLPTR ptr;
   SCM_CELLPTR seg_end;
-  int new_seg_index;
-  int n_new_cells;
+  size_t new_seg_index;
+  ptrdiff_t n_new_cells;
   int span = freelist->span;
 
   if (seg_org == NULL)
     return 0;
 
-  ptr = CELL_UP (seg_org, span);
+  /* Align the begin ptr up.
+   */
+  ptr = SCM_GC_CARD_UP (seg_org);
 
   /* Compute the ceiling on valid object pointers w/in this segment.
    */
-  seg_end = CELL_DN ((char *) seg_org + size, span);
+  seg_end = SCM_GC_CARD_DOWN ((char *)seg_org + size);
 
   /* Find the right place and insert the segment record.
-   *
    */
-  for (new_seg_index = 0;
-       (   (new_seg_index < scm_n_heap_segs)
-       && SCM_PTR_LE (scm_heap_table[new_seg_index].bounds[0], seg_org));
-       new_seg_index++)
-    ;
+  new_seg_index = 0;
+  while (new_seg_index < scm_n_heap_segs 
+        && SCM_PTR_LE (scm_heap_table[new_seg_index].bounds[0], seg_org))
+    new_seg_index++;
 
   {
     int i;
@@ -2215,64 +2286,70 @@ init_heap_seg (SCM_CELLPTR seg_org, scm_sizet size, scm_freelist_t *freelist)
 
   ++scm_n_heap_segs;
 
-  scm_heap_table[new_seg_index].valid = 0;
   scm_heap_table[new_seg_index].span = span;
   scm_heap_table[new_seg_index].freelist = freelist;
   scm_heap_table[new_seg_index].bounds[0] = ptr;
   scm_heap_table[new_seg_index].bounds[1] = seg_end;
 
-
-  /* Compute the least valid object pointer w/in this segment
-   */
-  ptr = CELL_UP (ptr, span);
-
-
   /*n_new_cells*/
   n_new_cells = seg_end - ptr;
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-
   freelist->heap_size += n_new_cells;
 
   /* Partition objects in this segment into clusters */
   {
     SCM clusters;
     SCM *clusterp = &clusters;
-    int n_cluster_cells = span * freelist->cluster_size;
 
-    while (n_new_cells > span) /* at least one spine + one freecell */
+    NEXT_DATA_CELL (ptr, span);
+    while (ptr < seg_end)
       {
-       /* Determine end of cluster
-        */
-       if (n_new_cells >= n_cluster_cells)
-         {
-           seg_end = ptr + n_cluster_cells;
-           n_new_cells -= n_cluster_cells;
-         }
-       else
-          /* [cmm] looks like the segment size doesn't divide cleanly by
-             cluster size.  bad cmm! */
-          abort();
+        scm_cell *nxt = ptr;
+        scm_cell *prv = NULL;
+        scm_cell *last_card = NULL;
+        int n_data_cells = (SCM_GC_CARD_N_DATA_CELLS / span) * SCM_CARDS_PER_CLUSTER - 1;
+        NEXT_DATA_CELL(nxt, span);
 
        /* Allocate cluster spine
         */
        *clusterp = PTR2SCM (ptr);
-       SCM_SETCAR (*clusterp, PTR2SCM (ptr + span));
+        SCM_SETCAR (*clusterp, PTR2SCM (nxt));
        clusterp = SCM_CDRLOC (*clusterp);
-       ptr += span;
+        ptr = nxt;
 
-       while (ptr < seg_end)
+        while (n_data_cells--)
          {
+            scm_cell *card = SCM_GC_CELL_CARD (ptr);
            SCM scmptr = PTR2SCM (ptr);
+            nxt = ptr;
+            NEXT_DATA_CELL (nxt, span);
+            prv = ptr;
+
+            if (card != last_card)
+              {
+                INIT_CARD (card, span);
+                last_card = card;
+              }
 
            SCM_SET_CELL_TYPE (scmptr, scm_tc_free_cell);
-           SCM_SETCDR (scmptr, PTR2SCM (ptr + span));
-           ptr += span;
+           SCM_SET_FREE_CELL_CDR (scmptr, PTR2SCM (nxt));
+
+            ptr = nxt;
          }
 
-       SCM_SETCDR (PTR2SCM (ptr - span), SCM_EOL);
+       SCM_SET_FREE_CELL_CDR (PTR2SCM (prv), SCM_EOL);
       }
 
+    /* sanity check */
+    {
+      scm_cell *ref = seg_end;
+      NEXT_DATA_CELL (ref, span);
+      if (ref != ptr)
+        /* [cmm] looks like the segment size doesn't divide cleanly by
+           cluster size.  bad cmm! */
+        abort();
+    }
+
     /* Patch up the last cluster pointer in the segment
      * to join it to the input freelist.
      */
@@ -2280,85 +2357,73 @@ init_heap_seg (SCM_CELLPTR seg_org, scm_sizet size, scm_freelist_t *freelist)
     freelist->clusters = clusters;
   }
 
-#else /* GUILE_NEW_GC_SCHEME */
-
-  /* Prepend objects in this segment to the freelist.
-   */
-  while (ptr < seg_end)
-    {
-      SCM scmptr = PTR2SCM (ptr);
-
-      SCM_SETCAR (scmptr, (SCM) scm_tc_free_cell);
-      SCM_SETCDR (scmptr, PTR2SCM (ptr + span));
-      ptr += span;
-    }
-
-  ptr -= span;
-
-  /* Patch up the last freelist pointer in the segment
-   * to join it to the input freelist.
-   */
-  SCM_SETCDR (PTR2SCM (ptr), freelist->cells);
-  freelist->cells = PTR2SCM (CELL_UP (seg_org, span));
-
-  freelist->heap_size += n_new_cells;
-
-#endif /* GUILE_NEW_GC_SCHEME */
-
 #ifdef DEBUGINFO
   fprintf (stderr, "H");
 #endif
   return size;
 }
 
-#ifndef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-#define round_to_cluster_size(freelist, len) len
-#else
-
-static scm_sizet
-round_to_cluster_size (scm_freelist_t *freelist, scm_sizet len)
+static size_t
+round_to_cluster_size (scm_t_freelist *freelist, size_t len)
 {
-  scm_sizet cluster_size_in_bytes = CLUSTER_SIZE_IN_BYTES (freelist);
+  size_t cluster_size_in_bytes = CLUSTER_SIZE_IN_BYTES (freelist);
 
   return
     (len + cluster_size_in_bytes - 1) / cluster_size_in_bytes * cluster_size_in_bytes
     + ALIGNMENT_SLACK (freelist);
 }
 
-#endif
-
 static void
-alloc_some_heap (scm_freelist_t *freelist)
+alloc_some_heap (scm_t_freelist *freelist, policy_on_error error_policy)
+#define FUNC_NAME "alloc_some_heap"
 {
-  scm_heap_seg_data_t * tmptable;
   SCM_CELLPTR ptr;
-  long len;
+  size_t len;
 
-  /* Critical code sections (such as the garbage collector)
-   * aren't supposed to add heap segments.
-   */
   if (scm_gc_heap_lock)
-    scm_wta (SCM_UNDEFINED, "need larger initial", "heap");
-
-  /* Expand the heap tables to have room for the new segment.
-   * Do not yet increment scm_n_heap_segs -- that is done by init_heap_seg
-   * only if the allocation of the segment itself succeeds.
-   */
-  len = (1 + scm_n_heap_segs) * sizeof (scm_heap_seg_data_t);
-
-  SCM_SYSCALL (tmptable = ((scm_heap_seg_data_t *)
-                      realloc ((char *)scm_heap_table, len)));
-  if (!tmptable)
-    scm_wta (SCM_UNDEFINED, "could not grow", "hplims");
-  else
-    scm_heap_table = tmptable;
+    {
+      /* Critical code sections (such as the garbage collector) aren't
+       * supposed to add heap segments.
+       */
+      fprintf (stderr, "alloc_some_heap: Can not extend locked heap.\n");
+      abort ();
+    }
 
+  if (scm_n_heap_segs == heap_segment_table_size)
+    {
+      /* We have to expand the heap segment table to have room for the new
+       * segment.  Do not yet increment scm_n_heap_segs -- that is done by
+       * init_heap_seg only if the allocation of the segment itself succeeds.
+       */
+      size_t new_table_size = scm_n_heap_segs + 1;
+      size_t size = new_table_size * sizeof (scm_t_heap_seg_data);
+      scm_t_heap_seg_data *new_heap_table;
+
+      SCM_SYSCALL (new_heap_table = ((scm_t_heap_seg_data *)
+                                    realloc ((char *)scm_heap_table, size)));
+      if (!new_heap_table)
+       {
+         if (error_policy == abort_on_error)
+           {
+             fprintf (stderr, "alloc_some_heap: Could not grow heap segment table.\n");
+             abort ();
+           }
+         else
+           {
+             return;
+           }
+       }
+      else
+       {
+         scm_heap_table = new_heap_table;
+         heap_segment_table_size = new_table_size;
+       }
+    }
 
   /* Pick a size for the new heap segment.
    * The rule for picking the size of a segment is explained in
    * gc.h
    */
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   {
     /* Assure that the new segment is predicted to be large enough.
      *
@@ -2374,11 +2439,11 @@ alloc_some_heap (scm_freelist_t *freelist)
      * This gives dh > (f * h - y) / (1 - f)
      */
     int f = freelist->min_yield_fraction;
-    long h = SCM_HEAP_SIZE;
-    long min_cells = (f * h - 100 * (long) scm_gc_yield) / (99 - f);
+    unsigned long h = SCM_HEAP_SIZE;
+    size_t min_cells = (f * h - 100 * (long) scm_gc_yield) / (99 - f);
     len =  SCM_EXPHEAP (freelist->heap_size);
 #ifdef DEBUGINFO
-    fprintf (stderr, "(%d < %d)", len, min_cells);
+    fprintf (stderr, "(%ld < %ld)", (long) len, (long) min_cells);
 #endif
     if (len < min_cells)
       len = min_cells + freelist->cluster_size;
@@ -2389,26 +2454,11 @@ alloc_some_heap (scm_freelist_t *freelist)
 
   if (len > scm_max_segment_size)
     len = scm_max_segment_size;
-#else
-  if (scm_expmem)
-    {
-      len = (scm_sizet) SCM_EXPHEAP (freelist->heap_size * sizeof (scm_cell));
-      if ((scm_sizet) SCM_EXPHEAP (freelist->heap_size * sizeof (scm_cell))
-         != len)
-       len = 0;
-    }
-  else
-    len = SCM_HEAP_SEG_SIZE;
-#endif /* GUILE_NEW_GC_SCHEME */
 
   {
-    scm_sizet smallest;
+    size_t smallest;
 
-#ifndef GUILE_NEW_GC_SCHEME
-    smallest = (freelist->span * sizeof (scm_cell));
-#else
     smallest = CLUSTER_SIZE_IN_BYTES (freelist);
-#endif
 
     if (len < smallest)
       len = smallest;
@@ -2417,7 +2467,7 @@ alloc_some_heap (scm_freelist_t *freelist)
     while ((len >= SCM_MIN_HEAP_SEG_SIZE)
           && (len >= smallest))
       {
-        scm_sizet rounded_len = round_to_cluster_size (freelist, len);
+        size_t rounded_len = round_to_cluster_size (freelist, len);
        SCM_SYSCALL (ptr = (SCM_CELLPTR) malloc (rounded_len));
        if (ptr)
          {
@@ -2428,61 +2478,89 @@ alloc_some_heap (scm_freelist_t *freelist)
       }
   }
 
-  scm_wta (SCM_UNDEFINED, "could not grow", "heap");
-}
-
-
-SCM_DEFINE (scm_unhash_name, "unhash-name", 1, 0, 0,
-            (SCM name),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_unhash_name
-{
-  int x;
-  int bound;
-  SCM_VALIDATE_SYMBOL (1,name);
-  SCM_DEFER_INTS;
-  bound = scm_n_heap_segs;
-  for (x = 0; x < bound; ++x)
+  if (error_policy == abort_on_error)
     {
-      SCM_CELLPTR p;
-      SCM_CELLPTR pbound;
-      p  = scm_heap_table[x].bounds[0];
-      pbound = scm_heap_table[x].bounds[1];
-      while (p < pbound)
-       {
-         SCM cell = PTR2SCM (p);
-         if (SCM_TYP3 (cell) == scm_tc3_cons_gloc)
-           {
-             /* Dirk:FIXME:: Again, super ugly code:  cell may be a gloc or a
-              * struct cell.  See the corresponding comment in scm_gc_mark.
-              */
-             scm_bits_t word0 = SCM_CELL_WORD_0 (cell) - scm_tc3_cons_gloc;
-             SCM gloc_car = SCM_PACK (word0); /* access as gloc */
-             SCM vcell = SCM_CELL_OBJECT_1 (gloc_car);
-             if ((SCM_TRUE_P (name) || SCM_EQ_P (SCM_CAR (gloc_car), name))
-                 && (SCM_UNPACK (vcell) != 0) && (SCM_UNPACK (vcell) != 1))
-               {
-                 SCM_SET_CELL_OBJECT_0 (cell, name);
-               }
-           }
-         ++p;
-       }
+      fprintf (stderr, "alloc_some_heap: Could not grow heap.\n");
+      abort ();
     }
-  SCM_ALLOW_INTS;
-  return name;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-
 \f
 /* {GC Protection Helper Functions}
  */
 
 
+/*
+ * If within a function you need to protect one or more scheme objects from
+ * garbage collection, pass them as parameters to one of the
+ * scm_remember_upto_here* functions below.  These functions don't do
+ * anything, but since the compiler does not know that they are actually
+ * no-ops, it will generate code that calls these functions with the given
+ * parameters.  Therefore, you can be sure that the compiler will keep those
+ * scheme values alive (on the stack or in a register) up to the point where
+ * scm_remember_upto_here* is called.  In other words, place the call to
+ * scm_remember_upto_here* _behind_ the last code in your function, that
+ * depends on the scheme object to exist.
+ *
+ * Example: We want to make sure, that the string object str does not get
+ * garbage collected during the execution of 'some_function', because
+ * otherwise the characters belonging to str would be freed and
+ * 'some_function' might access freed memory.  To make sure that the compiler
+ * keeps str alive on the stack or in a register such that it is visible to
+ * the conservative gc we add the call to scm_remember_upto_here_1 _after_ the
+ * call to 'some_function'.  Note that this would not be necessary if str was
+ * used anyway after the call to 'some_function'.
+ *   char *chars = SCM_STRING_CHARS (str);
+ *   some_function (chars);
+ *   scm_remember_upto_here_1 (str);  // str will be alive up to this point.
+ */
+
+void
+scm_remember_upto_here_1 (SCM obj SCM_UNUSED)
+{
+  /* Empty.  Protects a single object from garbage collection. */
+}
+
+void
+scm_remember_upto_here_2 (SCM obj1 SCM_UNUSED, SCM obj2 SCM_UNUSED)
+{
+  /* Empty.  Protects two objects from garbage collection. */
+}
+
+void
+scm_remember_upto_here (SCM obj SCM_UNUSED, ...)
+{
+  /* Empty.  Protects any number of objects from garbage collection. */
+}
+
+
+#if (SCM_DEBUG_DEPRECATED == 0)
+
 void
 scm_remember (SCM *ptr)
-{ /* empty */ }
+{
+  scm_c_issue_deprecation_warning ("`scm_remember' is deprecated. "
+                                   "Use the `scm_remember_upto_here*' family of functions instead.");
+}
 
+SCM
+scm_protect_object (SCM obj)
+{
+  scm_c_issue_deprecation_warning ("`scm_protect_object' is deprecated. "
+                                   "Use `scm_gc_protect_object' instead.");
+  return scm_gc_protect_object (obj);
+}
+
+SCM
+scm_unprotect_object (SCM obj)
+{
+  scm_c_issue_deprecation_warning ("`scm_unprotect_object' is deprecated. "
+                                   "Use `scm_gc_unprotect_object' instead.");
+  return scm_gc_unprotect_object (obj);
+}
+
+#endif  /* SCM_DEBUG_DEPRECATED == 0 */
 
 /*
   These crazy functions prevent garbage collection
@@ -2515,26 +2593,32 @@ scm_permanent_object (SCM obj)
 }
 
 
-/* Protect OBJ from the garbage collector.  OBJ will not be freed,
-   even if all other references are dropped, until someone applies
-   scm_unprotect_object to it.  This function returns OBJ.
+/* Protect OBJ from the garbage collector.  OBJ will not be freed, even if all
+   other references are dropped, until the object is unprotected by calling
+   scm_gc_unprotect_object (OBJ).  Calls to scm_gc_protect/unprotect_object nest,
+   i. e. it is possible to protect the same object several times, but it is
+   necessary to unprotect the object the same number of times to actually get
+   the object unprotected.  It is an error to unprotect an object more often
+   than it has been protected before.  The function scm_protect_object returns
+   OBJ.
+*/
 
-   Calls to scm_protect_object nest.  For every object OBJ, there is a
-   counter which scm_protect_object(OBJ) increments and
-   scm_unprotect_object(OBJ) decrements, if it is greater than zero.  If
-   an object's counter is greater than zero, the garbage collector
-   will not free it.
+/* Implementation note:  For every object X, there is a counter which
+   scm_gc_protect_object(X) increments and scm_gc_unprotect_object(X) decrements.
+*/
 
-   Of course, that's not how it's implemented.  scm_protect_object and
-   scm_unprotect_object just maintain a list of references to things.
-   Since the GC knows about this list, all objects it mentions stay
-   alive.  scm_protect_object adds its argument to the list;
-   scm_unprotect_object removes the first occurrence of its argument
-   to the list.  */
 SCM
-scm_protect_object (SCM obj)
+scm_gc_protect_object (SCM obj)
 {
-  scm_protects = scm_cons (obj, scm_protects);
+  SCM handle;
+
+  /* This critical section barrier will be replaced by a mutex. */
+  SCM_REDEFER_INTS;
+
+  handle = scm_hashq_create_handle_x (scm_protects, obj, SCM_MAKINUM (0));
+  SCM_SETCDR (handle, scm_sum (SCM_CDR (handle), SCM_MAKINUM (1)));
+
+  SCM_REALLOW_INTS;
 
   return obj;
 }
@@ -2545,22 +2629,93 @@ scm_protect_object (SCM obj)
 
    See scm_protect_object for more information.  */
 SCM
-scm_unprotect_object (SCM obj)
+scm_gc_unprotect_object (SCM obj)
 {
-  SCM *tail_ptr = &scm_protects;
+  SCM handle;
 
-  while (SCM_CONSP (*tail_ptr))
-    if (SCM_EQ_P (SCM_CAR (*tail_ptr), obj))
-      {
-       *tail_ptr = SCM_CDR (*tail_ptr);
-       break;
-      }
-    else
-      tail_ptr = SCM_CDRLOC (*tail_ptr);
+  /* This critical section barrier will be replaced by a mutex. */
+  SCM_REDEFER_INTS;
+
+  handle = scm_hashq_get_handle (scm_protects, obj);
+
+  if (SCM_FALSEP (handle))
+    {
+      fprintf (stderr, "scm_unprotect_object called on unprotected object\n");
+      abort ();
+    }
+  else
+    {
+      SCM count = scm_difference (SCM_CDR (handle), SCM_MAKINUM (1));
+      if (SCM_EQ_P (count, SCM_MAKINUM (0)))
+       scm_hashq_remove_x (scm_protects, obj);
+      else
+       SCM_SETCDR (handle, count);
+    }
+
+  SCM_REALLOW_INTS;
 
   return obj;
 }
 
+void
+scm_gc_register_root (SCM *p)
+{
+  SCM handle;
+  SCM key = scm_long2num ((long) p);
+  
+  /* This critical section barrier will be replaced by a mutex. */
+  SCM_REDEFER_INTS;
+
+  handle = scm_hashv_create_handle_x (scm_gc_registered_roots, key, SCM_MAKINUM (0));
+  SCM_SETCDR (handle, scm_sum (SCM_CDR (handle), SCM_MAKINUM (1)));
+
+  SCM_REALLOW_INTS;
+}
+
+void
+scm_gc_unregister_root (SCM *p)
+{
+  SCM handle;
+  SCM key = scm_long2num ((long) p);
+
+  /* This critical section barrier will be replaced by a mutex. */
+  SCM_REDEFER_INTS;
+
+  handle = scm_hashv_get_handle (scm_gc_registered_roots, key);
+
+  if (SCM_FALSEP (handle))
+    {
+      fprintf (stderr, "scm_gc_unregister_root called on unregistered root\n");
+      abort ();
+    }
+  else
+    {
+      SCM count = scm_difference (SCM_CDR (handle), SCM_MAKINUM (1));
+      if (SCM_EQ_P (count, SCM_MAKINUM (0)))
+       scm_hashv_remove_x (scm_gc_registered_roots, key);
+      else
+       SCM_SETCDR (handle, count);
+    }
+
+  SCM_REALLOW_INTS;
+}
+
+void
+scm_gc_register_roots (SCM *b, unsigned long n)
+{
+  SCM *p = b;
+  for (; p < b + n; ++p)
+    scm_gc_register_root (p);
+}
+
+void
+scm_gc_unregister_roots (SCM *b, unsigned long n)
+{
+  SCM *p = b;
+  for (; p < b + n; ++p)
+    scm_gc_unregister_root (p);
+}
+
 int terminating;
 
 /* called on process termination.  */
@@ -2584,9 +2739,10 @@ cleanup (int status, void *arg)
 
 \f
 static int
-make_initial_segment (scm_sizet init_heap_size, scm_freelist_t *freelist)
+make_initial_segment (size_t init_heap_size, scm_t_freelist *freelist)
 {
-  scm_sizet rounded_size = round_to_cluster_size (freelist, init_heap_size);
+  size_t rounded_size = round_to_cluster_size (freelist, init_heap_size);
+
   if (!init_heap_seg ((SCM_CELLPTR) malloc (rounded_size),
                      rounded_size,
                      freelist))
@@ -2600,22 +2756,19 @@ make_initial_segment (scm_sizet init_heap_size, scm_freelist_t *freelist)
   else
     scm_expmem = 1;
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   if (freelist->min_yield_fraction)
     freelist->min_yield = (freelist->heap_size * freelist->min_yield_fraction
                            / 100);
   freelist->grow_heap_p = (freelist->heap_size < freelist->min_yield);
-#endif
 
   return 0;
 }
 
 \f
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
 static void
-init_freelist (scm_freelist_t *freelist,
+init_freelist (scm_t_freelist *freelist,
               int span,
-              int cluster_size,
+              long cluster_size,
               int min_yield)
 {
   freelist->clusters = SCM_EOL;
@@ -2630,76 +2783,78 @@ init_freelist (scm_freelist_t *freelist,
   freelist->heap_size = 0;
 }
 
+
+/* Get an integer from an environment variable.  */
+static int
+scm_i_getenv_int (const char *var, int def)
+{
+  char *end, *val = getenv (var);
+  long res;
+  if (!val)
+    return def;
+  res = strtol (val, &end, 10);
+  if (end == val)
+    return def;
+  return res;
+}
+
+
 int
-scm_init_storage (scm_sizet init_heap_size_1, int gc_trigger_1,
-                 scm_sizet init_heap_size_2, int gc_trigger_2,
-                 scm_sizet max_segment_size)
-#else
-int
-scm_init_storage (scm_sizet init_heap_size_1, scm_sizet init_heap_size_2)
-#endif
+scm_init_storage ()
 {
-  scm_sizet j;
+  unsigned long gc_trigger_1;
+  unsigned long gc_trigger_2;
+  size_t init_heap_size_1;
+  size_t init_heap_size_2;
+  size_t j;
 
-  if (!init_heap_size_1)
-    init_heap_size_1 = SCM_INIT_HEAP_SIZE_1;
-  if (!init_heap_size_2)
-    init_heap_size_2 = SCM_INIT_HEAP_SIZE_2;
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1)
+  scm_tc16_allocated = scm_make_smob_type ("allocated cell", 0);
+  scm_set_smob_mark (scm_tc16_allocated, allocated_mark);
+#endif  /* SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1 */
 
   j = SCM_NUM_PROTECTS;
   while (j)
     scm_sys_protects[--j] = SCM_BOOL_F;
   scm_block_gc = 1;
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
   scm_freelist = SCM_EOL;
   scm_freelist2 = SCM_EOL;
-  init_freelist (&scm_master_freelist,
-                1, SCM_CLUSTER_SIZE_1,
-                gc_trigger_1 ? gc_trigger_1 : SCM_MIN_YIELD_1);
-  init_freelist (&scm_master_freelist2,
-                2, SCM_CLUSTER_SIZE_2,
-                gc_trigger_2 ? gc_trigger_2 : SCM_MIN_YIELD_2);
-  scm_max_segment_size
-    = max_segment_size ? max_segment_size : SCM_MAX_SEGMENT_SIZE;
-#else
-  scm_freelist.cells = SCM_EOL;
-  scm_freelist.span = 1;
-  scm_freelist.collected = 0;
-  scm_freelist.heap_size = 0;
-
-  scm_freelist2.cells = SCM_EOL;
-  scm_freelist2.span = 2;
-  scm_freelist2.collected = 0;
-  scm_freelist2.heap_size = 0;
-#endif
+  gc_trigger_1 = scm_i_getenv_int ("GUILE_MIN_YIELD_1", scm_default_min_yield_1);
+  init_freelist (&scm_master_freelist, 1, SCM_CLUSTER_SIZE_1, gc_trigger_1);
+  gc_trigger_2 = scm_i_getenv_int ("GUILE_MIN_YIELD_2", scm_default_min_yield_2);
+  init_freelist (&scm_master_freelist2, 2, SCM_CLUSTER_SIZE_2, gc_trigger_2);
+  scm_max_segment_size = scm_i_getenv_int ("GUILE_MAX_SEGMENT_SIZE", scm_default_max_segment_size);
 
   scm_expmem = 0;
 
   j = SCM_HEAP_SEG_SIZE;
   scm_mtrigger = SCM_INIT_MALLOC_LIMIT;
-  scm_heap_table = ((scm_heap_seg_data_t *)
-                   scm_must_malloc (sizeof (scm_heap_seg_data_t) * 2, "hplims"));
+  scm_heap_table = ((scm_t_heap_seg_data *)
+                   scm_must_malloc (sizeof (scm_t_heap_seg_data) * 2, "hplims"));
+  heap_segment_table_size = 2;
+
+  mark_space_ptr = &mark_space_head;
 
-#ifdef GUILE_NEW_GC_SCHEME
+  init_heap_size_1 = scm_i_getenv_int ("GUILE_INIT_SEGMENT_SIZE_1", scm_default_init_heap_size_1);
+  init_heap_size_2 = scm_i_getenv_int ("GUILE_INIT_SEGMENT_SIZE_2", scm_default_init_heap_size_2);
   if (make_initial_segment (init_heap_size_1, &scm_master_freelist) ||
       make_initial_segment (init_heap_size_2, &scm_master_freelist2))
     return 1;
-#else
-  if (make_initial_segment (init_heap_size_1, &scm_freelist) ||
-      make_initial_segment (init_heap_size_2, &scm_freelist2))
-    return 1;
-#endif
 
+  /* scm_hplims[0] can change. do not remove scm_heap_org */
   scm_heap_org = CELL_UP (scm_heap_table[0].bounds[0], 1);
 
-  /* scm_hplims[0] can change. do not remove scm_heap_org */
-  scm_weak_vectors = SCM_EOL;
+  scm_c_hook_init (&scm_before_gc_c_hook, 0, SCM_C_HOOK_NORMAL);
+  scm_c_hook_init (&scm_before_mark_c_hook, 0, SCM_C_HOOK_NORMAL);
+  scm_c_hook_init (&scm_before_sweep_c_hook, 0, SCM_C_HOOK_NORMAL);
+  scm_c_hook_init (&scm_after_sweep_c_hook, 0, SCM_C_HOOK_NORMAL);
+  scm_c_hook_init (&scm_after_gc_c_hook, 0, SCM_C_HOOK_NORMAL);
 
   /* Initialise the list of ports.  */
-  scm_port_table = (scm_port **)
-    malloc (sizeof (scm_port *) * scm_port_table_room);
-  if (!scm_port_table)
+  scm_t_portable = (scm_t_port **)
+    malloc (sizeof (scm_t_port *) * scm_t_portable_room);
+  if (!scm_t_portable)
     return 1;
 
 #ifdef HAVE_ATEXIT
@@ -2710,34 +2865,98 @@ scm_init_storage (scm_sizet init_heap_size_1, scm_sizet init_heap_size_2)
 #endif
 #endif
 
-  scm_undefineds = scm_cons (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-  SCM_SETCDR (scm_undefineds, scm_undefineds);
-
-  scm_listofnull = scm_cons (SCM_EOL, SCM_EOL);
-  scm_nullstr = scm_makstr (0L, 0);
-  scm_nullvect = scm_make_vector (SCM_INUM0, SCM_UNDEFINED);
-  scm_symhash = scm_make_vector (SCM_MAKINUM (scm_symhash_dim), SCM_EOL);
-  scm_weak_symhash = scm_make_weak_key_hash_table (SCM_MAKINUM (scm_symhash_dim));
-  scm_symhash_vars = scm_make_vector (SCM_MAKINUM (scm_symhash_dim), SCM_EOL);
   scm_stand_in_procs = SCM_EOL;
   scm_permobjs = SCM_EOL;
-  scm_protects = SCM_EOL;
-  scm_asyncs = SCM_EOL;
-  scm_sysintern ("most-positive-fixnum", SCM_MAKINUM (SCM_MOST_POSITIVE_FIXNUM));
-  scm_sysintern ("most-negative-fixnum", SCM_MAKINUM (SCM_MOST_NEGATIVE_FIXNUM));
-#ifdef SCM_BIGDIG
-  scm_sysintern ("bignum-radix", SCM_MAKINUM (SCM_BIGRAD));
-#endif
+  scm_protects = scm_c_make_hash_table (31);
+  scm_gc_registered_roots = scm_c_make_hash_table (31);
+
   return 0;
 }
+
 \f
 
+SCM scm_after_gc_hook;
+
+static SCM gc_async;
+
+/* The function gc_async_thunk causes the execution of the after-gc-hook.  It
+ * is run after the gc, as soon as the asynchronous events are handled by the
+ * evaluator.
+ */
+static SCM
+gc_async_thunk (void)
+{
+  scm_c_run_hook (scm_after_gc_hook, SCM_EOL);
+  return SCM_UNSPECIFIED;
+}
+
+
+/* The function mark_gc_async is run by the scm_after_gc_c_hook at the end of
+ * the garbage collection.  The only purpose of this function is to mark the
+ * gc_async (which will eventually lead to the execution of the
+ * gc_async_thunk).
+ */
+static void *
+mark_gc_async (void * hook_data SCM_UNUSED,
+              void *func_data SCM_UNUSED,
+              void *data SCM_UNUSED)
+{
+  /* If cell access debugging is enabled, the user may choose to perform
+   * additional garbage collections after an arbitrary number of cell
+   * accesses.  We don't want the scheme level after-gc-hook to be performed
+   * for each of these garbage collections for the following reason: The
+   * execution of the after-gc-hook causes cell accesses itself.  Thus, if the
+   * after-gc-hook was performed with every gc, and if the gc was performed
+   * after a very small number of cell accesses, then the number of cell
+   * accesses during the execution of the after-gc-hook will suffice to cause
+   * the execution of the next gc.  Then, guile would keep executing the
+   * after-gc-hook over and over again, and would never come to do other
+   * things.
+   * 
+   * To overcome this problem, if cell access debugging with additional
+   * garbage collections is enabled, the after-gc-hook is never run by the
+   * garbage collecter.  When running guile with cell access debugging and the
+   * execution of the after-gc-hook is desired, then it is necessary to run
+   * the hook explicitly from the user code.  This has the effect, that from
+   * the scheme level point of view it seems that garbage collection is
+   * performed with a much lower frequency than it actually is.  Obviously,
+   * this will not work for code that depends on a fixed one to one
+   * relationship between the execution counts of the C level garbage
+   * collection hooks and the execution count of the scheme level
+   * after-gc-hook.
+   */
+#if (SCM_DEBUG_CELL_ACCESSES == 1)
+  if (debug_cells_gc_interval == 0)
+    scm_system_async_mark (gc_async);
+#else
+  scm_system_async_mark (gc_async);
+#endif
+
+  return NULL;
+}
+
+
 void
 scm_init_gc ()
 {
+  SCM after_gc_thunk;
+
+  scm_after_gc_hook = scm_permanent_object (scm_make_hook (SCM_INUM0));
+  scm_c_define ("after-gc-hook", scm_after_gc_hook);
+
+  after_gc_thunk = scm_c_make_subr ("%gc-thunk", scm_tc7_subr_0,
+                                   gc_async_thunk);
+  gc_async = scm_system_async (after_gc_thunk);  /* protected via scm_asyncs */
+
+  scm_c_hook_add (&scm_after_gc_c_hook, mark_gc_async, NULL, 0);
+
+#ifndef SCM_MAGIC_SNARFER
 #include "libguile/gc.x"
+#endif
 }
 
+#endif /*MARK_DEPENDENCIES*/
+
 /*
   Local Variables:
   c-file-style: "gnu"