merge from 1.8 branch
[bpt/guile.git] / libguile / eval.c
index b700e9e..db5c005 100644 (file)
@@ -1,4 +1,5 @@
-/* Copyright (C) 1995,1996,1997,1998,1999,2000,2001,2002,2003 Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 1995,1996,1997,1998,1999,2000,2001,2002,2003,2004,2005,2006
+ * Free Software Foundation, Inc.
  * 
  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  *
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  * License along with this library; if not, write to the Free Software
- * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  */
 
 \f
 
-/* This file is read twice in order to produce debugging versions of
- * scm_ceval and scm_apply.  These functions, scm_deval and
- * scm_dapply, are produced when we define the preprocessor macro
- * DEVAL.  The file is divided into sections which are treated
- * differently with respect to DEVAL.  The heads of these sections are
- * marked with the string "SECTION:".
- */
+#define _GNU_SOURCE
+
+/* This file is read twice in order to produce debugging versions of ceval and
+ * scm_apply.  These functions, deval and scm_dapply, are produced when we
+ * define the preprocessor macro DEVAL.  The file is divided into sections
+ * which are treated differently with respect to DEVAL.  The heads of these
+ * sections are marked with the string "SECTION:".  */
 
 /* SECTION: This code is compiled once.
  */
 
 #ifndef DEVAL
 
-/* AIX requires this to be the first thing in the file.  The #pragma
-   directive is indented so pre-ANSI compilers will ignore it, rather
-   than choke on it.  */
-#ifndef __GNUC__
-# if HAVE_ALLOCA_H
-#  include <alloca.h>
-# else
-#  ifdef _AIX
-#   pragma alloca
-#  else
-#   ifndef alloca /* predefined by HP cc +Olibcalls */
-char *alloca ();
-#   endif
-#  endif
+/* This blob per the Autoconf manual (under "Particular Functions"). */
+#if HAVE_ALLOCA_H
+# include <alloca.h>
+#elif defined __GNUC__
+# define alloca __builtin_alloca
+#elif defined _AIX
+# define alloca __alloca
+#elif defined _MSC_VER
+# include <malloc.h>
+# define alloca _alloca
+#else
+# include <stddef.h>
+# ifdef  __cplusplus
+extern "C"
 # endif
+void *alloca (size_t);
 #endif
 
+#include <assert.h>
 #include "libguile/_scm.h"
 #include "libguile/alist.h"
 #include "libguile/async.h"
 #include "libguile/continuations.h"
 #include "libguile/debug.h"
+#include "libguile/deprecation.h"
 #include "libguile/dynwind.h"
 #include "libguile/eq.h"
 #include "libguile/feature.h"
@@ -72,12 +76,14 @@ char *alloca ();
 #include "libguile/modules.h"
 #include "libguile/objects.h"
 #include "libguile/ports.h"
+#include "libguile/print.h"
 #include "libguile/procprop.h"
 #include "libguile/root.h"
 #include "libguile/smob.h"
 #include "libguile/srcprop.h"
 #include "libguile/stackchk.h"
 #include "libguile/strings.h"
+#include "libguile/threads.h"
 #include "libguile/throw.h"
 #include "libguile/validate.h"
 #include "libguile/values.h"
@@ -87,6 +93,14 @@ char *alloca ();
 
 \f
 
+static SCM unmemoize_exprs (SCM expr, SCM env);
+static SCM canonicalize_define (SCM expr);
+static SCM *scm_lookupcar1 (SCM vloc, SCM genv, int check);
+static SCM unmemoize_builtin_macro (SCM expr, SCM env);
+static void eval_letrec_inits (SCM env, SCM init_forms, SCM **init_values_eol);
+
+\f
+
 /* {Syntax Errors}
  *
  * This section defines the message strings for the syntax errors that can be
@@ -101,6 +115,11 @@ char *alloca ();
  * expression is expected, a 'Bad expression' error is signalled.  */
 static const char s_bad_expression[] = "Bad expression";
 
+/* If a form is detected that holds a different number of expressions than are
+ * required in that context, a 'Missing or extra expression' error is
+ * signalled.  */
+static const char s_expression[] = "Missing or extra expression in";
+
 /* If a form is detected that holds less expressions than are required in that
  * context, a 'Missing expression' error is signalled.  */
 static const char s_missing_expression[] = "Missing expression in";
@@ -109,6 +128,31 @@ static const char s_missing_expression[] = "Missing expression in";
  * context, an 'Extra expression' error is signalled.  */
 static const char s_extra_expression[] = "Extra expression in";
 
+/* The empty combination '()' is not allowed as an expression in scheme.  If
+ * it is detected in a place where an expression is expected, an 'Illegal
+ * empty combination' error is signalled.  Note: If you encounter this error
+ * message, it is very likely that you intended to denote the empty list.  To
+ * do so, you need to quote the empty list like (quote ()) or '().  */
+static const char s_empty_combination[] = "Illegal empty combination";
+
+/* A body may hold an arbitrary number of internal defines, followed by a
+ * non-empty sequence of expressions.  If a body with an empty sequence of
+ * expressions is detected, a 'Missing body expression' error is signalled.
+ */
+static const char s_missing_body_expression[] = "Missing body expression in";
+
+/* A body may hold an arbitrary number of internal defines, followed by a
+ * non-empty sequence of expressions.  Each the definitions and the
+ * expressions may be grouped arbitraryly with begin, but it is not allowed to
+ * mix definitions and expressions.  If a define form in a body mixes
+ * definitions and expressions, a 'Mixed definitions and expressions' error is
+ * signalled.  */
+static const char s_mixed_body_forms[] = "Mixed definitions and expressions in";
+/* Definitions are only allowed on the top level and at the start of a body.
+ * If a definition is detected anywhere else, a 'Bad define placement' error
+ * is signalled.  */
+static const char s_bad_define[] = "Bad define placement";
+
 /* Case or cond expressions must have at least one clause.  If a case or cond
  * expression without any clauses is detected, a 'Missing clauses' error is
  * signalled.  */
@@ -187,6 +231,15 @@ static const char s_bad_formal[] = "Bad formal";
  * more than once, a 'Duplicate formal' error is signalled.  */
 static const char s_duplicate_formal[] = "Duplicate formal";
 
+/* If the evaluation of an unquote-splicing expression gives something else
+ * than a proper list, a 'Non-list result for unquote-splicing' error is
+ * signalled.  */
+static const char s_splicing[] = "Non-list result for unquote-splicing";
+
+/* If something else than an exact integer is detected as the argument for
+ * @slot-ref and @slot-set!, a 'Bad slot number' error is signalled.  */
+static const char s_bad_slot_number[] = "Bad slot number";
+
 
 /* Signal a syntax error.  We distinguish between the form that caused the
  * error and the enclosing expression.  The error message will print out as
@@ -206,19 +259,19 @@ syntax_error (const char* const, const SCM, const SCM) SCM_NORETURN;
 static void 
 syntax_error (const char* const msg, const SCM form, const SCM expr)
 {
-  const SCM msg_string = scm_makfrom0str (msg);
+  SCM msg_string = scm_from_locale_string (msg);
   SCM filename = SCM_BOOL_F;
   SCM linenr = SCM_BOOL_F;
   const char *format;
   SCM args;
 
-  if (SCM_CONSP (form))
+  if (scm_is_pair (form))
     {
       filename = scm_source_property (form, scm_sym_filename);
       linenr = scm_source_property (form, scm_sym_line);
     }
 
-  if (SCM_FALSEP (filename) && SCM_FALSEP (linenr) && SCM_CONSP (expr))
+  if (scm_is_false (filename) && scm_is_false (linenr) && scm_is_pair (expr))
     {
       filename = scm_source_property (expr, scm_sym_filename);
       linenr = scm_source_property (expr, scm_sym_line);
@@ -226,12 +279,12 @@ syntax_error (const char* const msg, const SCM form, const SCM expr)
 
   if (!SCM_UNBNDP (expr))
     {
-      if (!SCM_FALSEP (filename))
+      if (scm_is_true (filename))
        {
          format = "In file ~S, line ~S: ~A ~S in expression ~S.";
          args = scm_list_5 (filename, linenr, msg_string, form, expr);
        }
-      else if (!SCM_FALSEP (linenr))
+      else if (scm_is_true (linenr))
        {
          format = "In line ~S: ~A ~S in expression ~S.";
          args = scm_list_4 (linenr, msg_string, form, expr);
@@ -244,12 +297,12 @@ syntax_error (const char* const msg, const SCM form, const SCM expr)
     }
   else
     {
-      if (!SCM_FALSEP (filename))
+      if (scm_is_true (filename))
        {
          format = "In file ~S, line ~S: ~A ~S.";
          args = scm_list_4 (filename, linenr, msg_string, form);
        }
-      else if (!SCM_FALSEP (linenr))
+      else if (scm_is_true (linenr))
        {
          format = "In line ~S: ~A ~S.";
          args = scm_list_3 (linenr, msg_string, form);
@@ -280,10 +333,21 @@ syntax_error (const char* const msg, const SCM form, const SCM expr)
  * environment frame, the number of the binding within that frame, and a
  * boolean value indicating whether the binding is the last binding in the
  * frame.
+ *
+ * Frame numbers have 11 bits, relative offsets have 12 bits.
  */
+
 #define SCM_ILOC00             SCM_MAKE_ITAG8(0L, scm_tc8_iloc)
+#define SCM_IFRINC             (0x00000100L)
+#define SCM_ICDR               (0x00080000L)
 #define SCM_IDINC              (0x00100000L)
+#define SCM_IFRAME(n)          ((long)((SCM_ICDR-SCM_IFRINC)>>8) \
+                                & (SCM_UNPACK (n) >> 8))
+#define SCM_IDIST(n)           (SCM_UNPACK (n) >> 20)
+#define SCM_ICDRP(n)           (SCM_ICDR & SCM_UNPACK (n))
 #define SCM_IDSTMSK            (-SCM_IDINC)
+#define SCM_IFRAMEMAX           ((1<<11)-1)
+#define SCM_IDISTMAX            ((1<<12)-1)
 #define SCM_MAKE_ILOC(frame_nr, binding_nr, last_p) \
   SCM_PACK ( \
     ((frame_nr) << 8) \
@@ -291,30 +355,39 @@ syntax_error (const char* const msg, const SCM form, const SCM expr)
     + ((last_p) ? SCM_ICDR : 0) \
     + scm_tc8_iloc )
 
+void
+scm_i_print_iloc (SCM iloc, SCM port)
+{
+  scm_puts ("#@", port);
+  scm_intprint ((long) SCM_IFRAME (iloc), 10, port);
+  scm_putc (SCM_ICDRP (iloc) ? '-' : '+', port);
+  scm_intprint ((long) SCM_IDIST (iloc), 10, port);
+}
+
 #if (SCM_DEBUG_DEBUGGING_SUPPORT == 1)
 
 SCM scm_dbg_make_iloc (SCM frame, SCM binding, SCM cdrp);
+
 SCM_DEFINE (scm_dbg_make_iloc, "dbg-make-iloc", 3, 0, 0,
             (SCM frame, SCM binding, SCM cdrp),
            "Return a new iloc with frame offset @var{frame}, binding\n"
            "offset @var{binding} and the cdr flag @var{cdrp}.")
 #define FUNC_NAME s_scm_dbg_make_iloc
 {
-  SCM_VALIDATE_INUM (1, frame);
-  SCM_VALIDATE_INUM (2, binding);
-  return SCM_MAKE_ILOC (SCM_INUM (frame),
-                       SCM_INUM (binding),
-                       !SCM_FALSEP (cdrp));
+  return SCM_MAKE_ILOC ((scm_t_bits) scm_to_unsigned_integer (frame, 0, SCM_IFRAMEMAX),
+                       (scm_t_bits) scm_to_unsigned_integer (binding, 0, SCM_IDISTMAX),
+                       scm_is_true (cdrp));
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 SCM scm_dbg_iloc_p (SCM obj);
+
 SCM_DEFINE (scm_dbg_iloc_p, "dbg-iloc?", 1, 0, 0, 
           (SCM obj),
            "Return @code{#t} if @var{obj} is an iloc.")
 #define FUNC_NAME s_scm_dbg_iloc_p
 {
-  return SCM_BOOL (SCM_ILOCP (obj));
+  return scm_from_bool (SCM_ILOCP (obj));
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -322,296 +395,113 @@ SCM_DEFINE (scm_dbg_iloc_p, "dbg-iloc?", 1, 0, 0,
 
 \f
 
-#define SCM_VALIDATE_NON_EMPTY_COMBINATION(x) \
-  do { \
-    if (SCM_EQ_P ((x), SCM_EOL)) \
-      scm_misc_error (NULL, s_expression, SCM_EOL); \
-  } while (0)
-
-\f
-
-/* The evaluator contains a plethora of EVAL symbols.
- * This is an attempt at explanation.
- *
- * The following macros should be used in code which is read twice
- * (where the choice of evaluator is hard soldered):
- *
- *   SCM_CEVAL is the symbol used within one evaluator to call itself.
- *   Originally, it is defined to scm_ceval, but is redefined to
- *   scm_deval during the second pass.
- *  
- *   SCM_EVALIM is used when it is known that the expression is an
- *   immediate.  (This macro never calls an evaluator.)
- *  
- *   EVALCAR evaluates the car of an expression.
- *  
- * The following macros should be used in code which is read once
- * (where the choice of evaluator is dynamic):
- *
- *   SCM_XEVAL takes care of immediates without calling an evaluator.  It
- *   then calls scm_ceval *or* scm_deval, depending on the debugging
- *   mode.
- *  
- *   SCM_XEVALCAR corresponds to EVALCAR, but uses scm_ceval *or* scm_deval
- *   depending on the debugging mode.
- *
- * The main motivation for keeping this plethora is efficiency
- * together with maintainability (=> locality of code).
+/* {Evaluator byte codes (isyms)}
  */
 
-#define SCM_CEVAL scm_ceval
-
-#define SCM_EVALIM2(x) \
-  ((SCM_EQ_P ((x), SCM_EOL) \
-    ? scm_misc_error (NULL, s_expression, SCM_EOL), 0 \
-    : 0), \
-   (x))
-
-#define SCM_EVALIM(x, env) (SCM_ILOCP (x) \
-                            ? *scm_ilookup ((x), env) \
-                           : SCM_EVALIM2(x))
-
-#define SCM_XEVAL(x, env) (SCM_IMP (x) \
-                          ? SCM_EVALIM2(x) \
-                          : (*scm_ceval_ptr) ((x), (env)))
-
-#define SCM_XEVALCAR(x, env) (SCM_IMP (SCM_CAR (x)) \
-                             ? SCM_EVALIM (SCM_CAR (x), env) \
-                             : (SCM_SYMBOLP (SCM_CAR (x)) \
-                                ? *scm_lookupcar (x, env, 1) \
-                                : (*scm_ceval_ptr) (SCM_CAR (x), env)))
+#define ISYMNUM(n)             (SCM_ITAG8_DATA (n))
 
-#define EVALCAR(x, env) (SCM_IMP (SCM_CAR (x)) \
-                        ? SCM_EVALIM (SCM_CAR (x), env) \
-                        : (SCM_SYMBOLP (SCM_CAR (x)) \
-                           ? *scm_lookupcar (x, env, 1) \
-                           : SCM_CEVAL (SCM_CAR (x), env)))
-
-SCM_REC_MUTEX (source_mutex);
-
-
-static const char s_expression[] = "missing or extra expression";
-static const char s_test[] = "bad test";
-static const char s_body[] = "bad body";
-static const char s_bindings[] = "bad bindings";
-static const char s_duplicate_bindings[] = "duplicate bindings";
-static const char s_variable[] = "bad variable";
-static const char s_splicing[] = "bad (non-list) result for unquote-splicing";
-
-
-/* Lookup a given local variable in an environment.  The local variable is
- * given as an iloc, that is a triple <frame, binding, last?>, where frame
- * indicates the relative number of the environment frame (counting upwards
- * from the innermost environment frame), binding indicates the number of the
- * binding within the frame, and last? (which is extracted from the iloc using
- * the macro SCM_ICDRP) indicates whether the binding forms the binding at the
- * very end of the improper list of bindings.  */
-SCM *
-scm_ilookup (SCM iloc, SCM env)
+/* This table must agree with the list of SCM_IM_ constants in tags.h */
+static const char *const isymnames[] =
 {
-  unsigned int frame_nr = SCM_IFRAME (iloc);
-  unsigned int binding_nr = SCM_IDIST (iloc);
-  SCM frames = env;
-  SCM bindings;
-  for (; 0 != frame_nr; --frame_nr)
-    frames = SCM_CDR (frames);
-
-  bindings = SCM_CAR (frames);
-  for (; 0 != binding_nr; --binding_nr)
-    bindings = SCM_CDR (bindings);
+  "#@and",
+  "#@begin",
+  "#@case",
+  "#@cond",
+  "#@do",
+  "#@if",
+  "#@lambda",
+  "#@let",
+  "#@let*",
+  "#@letrec",
+  "#@or",
+  "#@quote",
+  "#@set!",
+  "#@define",
+  "#@apply",
+  "#@call-with-current-continuation",
+  "#@dispatch",
+  "#@slot-ref",
+  "#@slot-set!",
+  "#@delay",
+  "#@future",
+  "#@call-with-values",
+  "#@else",
+  "#@arrow",
+  "#@nil-cond",
+  "#@bind"
+};
 
-  if (SCM_ICDRP (iloc))
-    return SCM_CDRLOC (bindings);
-  return SCM_CARLOC (SCM_CDR (bindings));
+void
+scm_i_print_isym (SCM isym, SCM port)
+{
+  const size_t isymnum = ISYMNUM (isym);
+  if (isymnum < (sizeof isymnames / sizeof (char *)))
+    scm_puts (isymnames[isymnum], port);
+  else
+    scm_ipruk ("isym", isym, port);
 }
 
+\f
 
-/* The Lookup Car Race
-    - by Eva Luator
-
-   Memoization of variables and special forms is done while executing
-   the code for the first time.  As long as there is only one thread
-   everything is fine, but as soon as two threads execute the same
-   code concurrently `for the first time' they can come into conflict.
-
-   This memoization includes rewriting variable references into more
-   efficient forms and expanding macros.  Furthermore, macro expansion
-   includes `compiling' special forms like `let', `cond', etc. into
-   tree-code instructions.
-
-   There shouldn't normally be a problem with memoizing local and
-   global variable references (into ilocs and variables), because all
-   threads will mutate the code in *exactly* the same way and (if I
-   read the C code correctly) it is not possible to observe a half-way
-   mutated cons cell.  The lookup procedure can handle this
-   transparently without any critical sections.
-
-   It is different with macro expansion, because macro expansion
-   happens outside of the lookup procedure and can't be
-   undone. Therefore the lookup procedure can't cope with it.  It has
-   to indicate failure when it detects a lost race and hope that the
-   caller can handle it.  Luckily, it turns out that this is the case.
-
-   An example to illustrate this: Suppose that the following form will
-   be memoized concurrently by two threads
-
-       (let ((x 12)) x)
-
-   Let's first examine the lookup of X in the body.  The first thread
-   decides that it has to find the symbol "x" in the environment and
-   starts to scan it.  Then the other thread takes over and actually
-   overtakes the first.  It looks up "x" and substitutes an
-   appropriate iloc for it.  Now the first thread continues and
-   completes its lookup.  It comes to exactly the same conclusions as
-   the second one and could - without much ado - just overwrite the
-   iloc with the same iloc.
-
-   But let's see what will happen when the race occurs while looking
-   up the symbol "let" at the start of the form.  It could happen that
-   the second thread interrupts the lookup of the first thread and not
-   only substitutes a variable for it but goes right ahead and
-   replaces it with the compiled form (#@let* (x 12) x).  Now, when
-   the first thread completes its lookup, it would replace the #@let*
-   with a variable containing the "let" binding, effectively reverting
-   the form to (let (x 12) x).  This is wrong.  It has to detect that
-   it has lost the race and the evaluator has to reconsider the
-   changed form completely.
-
-   This race condition could be resolved with some kind of traffic
-   light (like mutexes) around scm_lookupcar, but I think that it is
-   best to avoid them in this case.  They would serialize memoization
-   completely and because lookup involves calling arbitrary Scheme
-   code (via the lookup-thunk), threads could be blocked for an
-   arbitrary amount of time or even deadlock.  But with the current
-   solution a lot of unnecessary work is potentially done. */
-
-/* SCM_LOOKUPCAR1 is what SCM_LOOKUPCAR used to be but is allowed to
-   return NULL to indicate a failed lookup due to some race conditions
-   between threads.  This only happens when VLOC is the first cell of
-   a special form that will eventually be memoized (like `let', etc.)
-   In that case the whole lookup is bogus and the caller has to
-   reconsider the complete special form.
-
-   SCM_LOOKUPCAR is still there, of course.  It just calls
-   SCM_LOOKUPCAR1 and aborts on receiving NULL.  So SCM_LOOKUPCAR
-   should only be called when it is known that VLOC is not the first
-   pair of a special form.  Otherwise, use SCM_LOOKUPCAR1 and check
-   for NULL.  I think I've found the only places where this
-   applies. */
+/* The function lookup_symbol is used during memoization: Lookup the symbol in
+ * the environment.  If there is no binding for the symbol, SCM_UNDEFINED is
+ * returned.  If the symbol is a global variable, the variable object to which
+ * the symbol is bound is returned.  Finally, if the symbol is a local
+ * variable the corresponding iloc object is returned.  */
 
-SCM_SYMBOL (scm_unbound_variable_key, "unbound-variable");
+/* A helper function for lookup_symbol: Try to find the symbol in the top
+ * level environment frame.  The function returns SCM_UNDEFINED if the symbol
+ * is unbound and it returns a variable object if the symbol is a global
+ * variable.  */
+static SCM
+lookup_global_symbol (const SCM symbol, const SCM top_level)
+{
+  const SCM variable = scm_sym2var (symbol, top_level, SCM_BOOL_F);
+  if (scm_is_false (variable))
+    return SCM_UNDEFINED;
+  else
+    return variable;
+}
 
-static SCM *
-scm_lookupcar1 (SCM vloc, SCM genv, int check)
+static SCM
+lookup_symbol (const SCM symbol, const SCM env)
 {
-  SCM env = genv;
-  register SCM *al, fl, var = SCM_CAR (vloc);
-  register SCM iloc = SCM_ILOC00;
-  for (; SCM_NIMP (env); env = SCM_CDR (env))
+  SCM frame_idx;
+  unsigned int frame_nr;
+
+  for (frame_idx = env, frame_nr = 0;
+       !scm_is_null (frame_idx);
+       frame_idx = SCM_CDR (frame_idx), ++frame_nr)
     {
-      if (!SCM_CONSP (SCM_CAR (env)))
-       break;
-      al = SCM_CARLOC (env);
-      for (fl = SCM_CAR (*al); SCM_NIMP (fl); fl = SCM_CDR (fl))
+      const SCM frame = SCM_CAR (frame_idx);
+      if (scm_is_pair (frame))
        {
-         if (!SCM_CONSP (fl))
-           {
-             if (SCM_EQ_P (fl, var))
-             {
-               if (! SCM_EQ_P (SCM_CAR (vloc), var))
-                 goto race;
-               SCM_SET_CELL_WORD_0 (vloc, SCM_UNPACK (iloc) + SCM_ICDR);
-               return SCM_CDRLOC (*al);
-             }
-             else
-               break;
-           }
-         al = SCM_CDRLOC (*al);
-         if (SCM_EQ_P (SCM_CAR (fl), var))
+         /* frame holds a local environment frame */
+         SCM symbol_idx;
+         unsigned int symbol_nr;
+
+         for (symbol_idx = SCM_CAR (frame), symbol_nr = 0;
+              scm_is_pair (symbol_idx);
+              symbol_idx = SCM_CDR (symbol_idx), ++symbol_nr)
            {
-             if (SCM_UNBNDP (SCM_CAR (*al)))
-               {
-                 env = SCM_EOL;
-                 goto errout;
-               }
-             if (!SCM_EQ_P (SCM_CAR (vloc), var))
-               goto race;
-             SCM_SETCAR (vloc, iloc);
-             return SCM_CARLOC (*al);
+             if (scm_is_eq (SCM_CAR (symbol_idx), symbol))
+               /* found the symbol, therefore return the iloc */
+               return SCM_MAKE_ILOC (frame_nr, symbol_nr, 0);
            }
-         iloc = SCM_PACK (SCM_UNPACK (iloc) + SCM_IDINC);
+         if (scm_is_eq (symbol_idx, symbol))
+           /* found the symbol as the last element of the current frame */
+           return SCM_MAKE_ILOC (frame_nr, symbol_nr, 1);
+       }
+      else
+       {
+         /* no more local environment frames */
+         return lookup_global_symbol (symbol, frame);
        }
-      iloc = SCM_PACK ((~SCM_IDSTMSK) & (SCM_UNPACK(iloc) + SCM_IFRINC));
     }
-  {
-    SCM top_thunk, real_var;
-    if (SCM_NIMP (env))
-      {
-       top_thunk = SCM_CAR (env); /* env now refers to a
-                                     top level env thunk */
-       env = SCM_CDR (env);
-      }
-    else
-      top_thunk = SCM_BOOL_F;
-    real_var = scm_sym2var (var, top_thunk, SCM_BOOL_F);
-    if (SCM_FALSEP (real_var))
-      goto errout;
-
-    if (!SCM_NULLP (env) || SCM_UNBNDP (SCM_VARIABLE_REF (real_var)))
-      {
-      errout:
-       if (check)
-         {
-           if (SCM_NULLP (env))
-             scm_error (scm_unbound_variable_key, NULL,
-                        "Unbound variable: ~S",
-                        scm_list_1 (var), SCM_BOOL_F);
-           else
-             scm_misc_error (NULL, "Damaged environment: ~S",
-                             scm_list_1 (var));
-         }
-       else 
-         {
-           /* A variable could not be found, but we shall
-              not throw an error. */
-           static SCM undef_object = SCM_UNDEFINED;
-           return &undef_object;
-         }
-      }
-
-    if (!SCM_EQ_P (SCM_CAR (vloc), var))
-      {
-       /* Some other thread has changed the very cell we are working
-          on.  In effect, it must have done our job or messed it up
-          completely. */
-      race:
-       var = SCM_CAR (vloc);
-       if (SCM_VARIABLEP (var))
-         return SCM_VARIABLE_LOC (var);
-       if (SCM_ITAG7 (var) == SCM_ITAG7 (SCM_ILOC00))
-         return scm_ilookup (var, genv);
-       /* We can't cope with anything else than variables and ilocs.  When
-          a special form has been memoized (i.e. `let' into `#@let') we
-          return NULL and expect the calling function to do the right
-          thing.  For the evaluator, this means going back and redoing
-          the dispatch on the car of the form. */
-       return NULL;
-      }
 
-    SCM_SETCAR (vloc, real_var);
-    return SCM_VARIABLE_LOC (real_var);
-  }
+  return lookup_global_symbol (symbol, SCM_BOOL_F);
 }
 
-SCM *
-scm_lookupcar (SCM vloc, SCM genv, int check)
-{
-  SCM *loc = scm_lookupcar1 (vloc, genv, check);
-  if (loc == NULL)
-    abort ();
-  return loc;
-}
 
 /* Return true if the symbol is - from the point of view of a macro
  * transformer - a literal in the sense specified in chapter "pattern
@@ -621,105 +511,394 @@ scm_lookupcar (SCM vloc, SCM genv, int check)
 static int
 literal_p (const SCM symbol, const SCM env)
 {
-  const SCM x = scm_cons (symbol, SCM_UNDEFINED);
-  const SCM value = *scm_lookupcar (x, env, 0);
-  if (SCM_UNBNDP (value) || SCM_MACROP (value))
+  const SCM variable = lookup_symbol (symbol, env);
+  if (SCM_UNBNDP (variable))
+    return 1;
+  if (SCM_VARIABLEP (variable) && SCM_MACROP (SCM_VARIABLE_REF (variable)))
     return 1;
   else
     return 0;
 }
 
-#define unmemocar scm_unmemocar
+
+/* Return true if the expression is self-quoting in the memoized code.  Thus,
+ * some other objects (like e. g. vectors) are reported as self-quoting, which
+ * according to R5RS would need to be quoted.  */
+static int
+is_self_quoting_p (const SCM expr)
+{
+  if (scm_is_pair (expr))
+    return 0;
+  else if (scm_is_symbol (expr))
+    return 0;
+  else if (scm_is_null (expr))
+    return 0;
+  else return 1;
+}
+
 
 SCM_SYMBOL (sym_three_question_marks, "???");
 
-SCM 
-scm_unmemocar (SCM form, SCM env)
+static SCM
+unmemoize_expression (const SCM expr, const SCM env)
 {
-  if (!SCM_CONSP (form))
-    return form;
+  if (SCM_ILOCP (expr))
+    {
+      SCM frame_idx;
+      unsigned long int frame_nr;
+      SCM symbol_idx;
+      unsigned long int symbol_nr;
+
+      for (frame_idx = env, frame_nr = SCM_IFRAME (expr);
+           frame_nr != 0; 
+           frame_idx = SCM_CDR (frame_idx), --frame_nr)
+        ;
+      for (symbol_idx = SCM_CAAR (frame_idx), symbol_nr = SCM_IDIST (expr);
+           symbol_nr != 0;
+           symbol_idx = SCM_CDR (symbol_idx), --symbol_nr)
+        ;
+      return SCM_ICDRP (expr) ? symbol_idx : SCM_CAR (symbol_idx);
+    }
+  else if (SCM_VARIABLEP (expr))
+    {
+      const SCM sym = scm_module_reverse_lookup (scm_env_module (env), expr);
+      return scm_is_true (sym) ? sym : sym_three_question_marks;
+    }
+  else if (scm_is_simple_vector (expr))
+    {
+      return scm_list_2 (scm_sym_quote, expr);
+    }
+  else if (!scm_is_pair (expr))
+    {
+      return expr;
+    }
+  else if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (expr)))
+    {
+      return unmemoize_builtin_macro (expr, env);
+    }
   else
     {
-      SCM c = SCM_CAR (form);
-      if (SCM_VARIABLEP (c))
-       {
-         SCM sym = scm_module_reverse_lookup (scm_env_module (env), c);
-         if (SCM_FALSEP (sym))
-           sym = sym_three_question_marks;
-         SCM_SETCAR (form, sym);
-       }
-      else if (SCM_ILOCP (c))
-       {
-         unsigned long int ir;
-
-         for (ir = SCM_IFRAME (c); ir != 0; --ir)
-           env = SCM_CDR (env);
-         env = SCM_CAAR (env);
-         for (ir = SCM_IDIST (c); ir != 0; --ir)
-           env = SCM_CDR (env);
-         SCM_SETCAR (form, SCM_ICDRP (c) ? env : SCM_CAR (env));
-       }
-      return form;
+      return unmemoize_exprs (expr, env);
     }
 }
 
 
-SCM
-scm_eval_car (SCM pair, SCM env)
+static SCM
+unmemoize_exprs (const SCM exprs, const SCM env)
 {
-  return SCM_XEVALCAR (pair, env);
+  SCM r_result = SCM_EOL;
+  SCM expr_idx = exprs;
+  SCM um_expr;
+
+  /* Note that due to the current lazy memoizer we may find partially memoized
+   * code during execution.  In such code we have to expect improper lists of
+   * expressions: On the one hand, for such code syntax checks have not yet
+   * fully been performed, on the other hand, there may be even legal code
+   * like '(a . b) appear as an improper list of expressions as long as the
+   * quote expression is still in its unmemoized form.  For this reason, the
+   * following code handles improper lists of expressions until memoization
+   * and execution have been completely separated.  */
+  for (; scm_is_pair (expr_idx); expr_idx = SCM_CDR (expr_idx))
+    {
+      const SCM expr = SCM_CAR (expr_idx);
+
+      /* In partially memoized code, lists of expressions that stem from a
+       * body form may start with an ISYM if the body itself has not yet been
+       * memoized.  This isym is just an internal marker to indicate that the
+       * body still needs to be memoized.  An isym may occur at the very
+       * beginning of the body or after one or more comment strings.  It is
+       * dropped during unmemoization.  */
+      if (!SCM_ISYMP (expr))
+        {
+          um_expr = unmemoize_expression (expr, env);
+          r_result = scm_cons (um_expr, r_result);
+        }
+    }
+  um_expr = unmemoize_expression (expr_idx, env);
+  if (!scm_is_null (r_result))
+    {
+      const SCM result = scm_reverse_x (r_result, SCM_UNDEFINED);
+      SCM_SETCDR (r_result, um_expr);
+      return result;
+    }
+  else
+    {
+      return um_expr;
+    }
 }
 
-\f
-/* 
- * The following rewrite expressions and
- * some memoized forms have different syntax 
- */
 
-SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_else, "else");
-SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_unquote, "unquote");
-SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_uq_splicing, "unquote-splicing");
+/* Rewrite the body (which is given as the list of expressions forming the
+ * body) into its internal form.  The internal form of a body (<expr> ...) is
+ * just the body itself, but prefixed with an ISYM that denotes to what kind
+ * of outer construct this body belongs: (<ISYM> <expr> ...).  A lambda body
+ * starts with SCM_IM_LAMBDA, for example, a body of a let starts with
+ * SCM_IM_LET, etc.
+ *
+ * It is assumed that the calling expression has already made sure that the
+ * body is a proper list.  */
+static SCM
+m_body (SCM op, SCM exprs)
+{
+  /* Don't add another ISYM if one is present already. */
+  if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (exprs)))
+    return exprs;
+  else
+    return scm_cons (op, exprs);
+}
 
-SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_enter_frame, "enter-frame");
-SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_apply_frame, "apply-frame");
-SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_exit_frame, "exit-frame");
-SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_trace, "trace");
 
+/* The function m_expand_body memoizes a proper list of expressions forming a
+ * body.  This function takes care of dealing with internal defines and
+ * transforming them into an equivalent letrec expression.  The list of
+ * expressions is rewritten in place.  */ 
 
-/* Check that the body denoted by XORIG is valid and rewrite it into
-   its internal form.  The internal form of a body is just the body
-   itself, but prefixed with an ISYM that denotes to what kind of
-   outer construct this body belongs.  A lambda body starts with
-   SCM_IM_LAMBDA, for example, a body of a let starts with SCM_IM_LET,
-   etc.  The one exception is a body that belongs to a letrec that has
-   been formed by rewriting internal defines: it starts with
-   SCM_IM_DEFINE. */
+/* This is a helper function for m_expand_body.  If the argument expression is
+ * a symbol that denotes a syntactic keyword, the corresponding macro object
+ * is returned, in all other cases the function returns SCM_UNDEFINED.  */ 
+static SCM
+try_macro_lookup (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  if (scm_is_symbol (expr))
+    {
+      const SCM variable = lookup_symbol (expr, env);
+      if (SCM_VARIABLEP (variable))
+        {
+          const SCM value = SCM_VARIABLE_REF (variable);
+          if (SCM_MACROP (value))
+            return value;
+        }
+    }
 
-/* XXX - Besides controlling the rewriting of internal defines, the
-         additional ISYM could be used for improved error messages.
-         This is not done yet.  */
+  return SCM_UNDEFINED;
+}
 
+/* This is a helper function for m_expand_body.  It expands user macros,
+ * because for the correct translation of a body we need to know whether they
+ * expand to a definition. */ 
 static SCM
-scm_m_body (SCM op, SCM xorig, const char *what)
+expand_user_macros (SCM expr, const SCM env)
 {
-  SCM_ASSYNT (scm_ilength (xorig) >= 1, s_body, what);
+  while (scm_is_pair (expr))
+    {
+      const SCM car_expr = SCM_CAR (expr);
+      const SCM new_car = expand_user_macros (car_expr, env);
+      const SCM value = try_macro_lookup (new_car, env);
 
-  /* Don't add another ISYM if one is present already. */
-  if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (xorig)))
-    return xorig;
+      if (SCM_MACROP (value) && SCM_MACRO_TYPE (value) == 2)
+       {
+         /* User macros transform code into code.  */
+         expr = scm_call_2 (SCM_MACRO_CODE (value), expr, env);
+         /* We need to reiterate on the transformed code.  */
+       }
+      else
+       {
+         /* No user macro: return.  */
+         SCM_SETCAR (expr, new_car);
+         return expr;
+       }
+    }
+
+  return expr;
+}
+
+/* This is a helper function for m_expand_body.  It determines if a given form
+ * represents an application of a given built-in macro.  The built-in macro to
+ * check for is identified by its syntactic keyword.  The form is an
+ * application of the given macro if looking up the car of the form in the
+ * given environment actually returns the built-in macro.  */
+static int
+is_system_macro_p (const SCM syntactic_keyword, const SCM form, const SCM env)
+{
+  if (scm_is_pair (form))
+    {
+      const SCM car_form = SCM_CAR (form);
+      const SCM value = try_macro_lookup (car_form, env);
+      if (SCM_BUILTIN_MACRO_P (value))
+        {
+          const SCM macro_name = scm_macro_name (value);
+          return scm_is_eq (macro_name, syntactic_keyword);
+        }
+    }
+
+  return 0;
+}
 
-  /* Retain possible doc string. */
-  if (!SCM_CONSP (SCM_CAR (xorig)))
+static void
+m_expand_body (const SCM forms, const SCM env)
+{
+  /* The first body form can be skipped since it is known to be the ISYM that
+   * was prepended to the body by m_body.  */
+  SCM cdr_forms = SCM_CDR (forms);
+  SCM form_idx = cdr_forms;
+  SCM definitions = SCM_EOL;
+  SCM sequence = SCM_EOL;
+
+  /* According to R5RS, the list of body forms consists of two parts: a number
+   * (maybe zero) of definitions, followed by a non-empty sequence of
+   * expressions.  Each the definitions and the expressions may be grouped
+   * arbitrarily with begin, but it is not allowed to mix definitions and
+   * expressions.  The task of the following loop therefore is to split the
+   * list of body forms into the list of definitions and the sequence of
+   * expressions.  */ 
+  while (!scm_is_null (form_idx))
     {
-      if (!SCM_NULLP (SCM_CDR (xorig)))
-       return scm_cons (SCM_CAR (xorig),
-                        scm_m_body (op, SCM_CDR (xorig), what));
-      return xorig;
+      const SCM form = SCM_CAR (form_idx);
+      const SCM new_form = expand_user_macros (form, env);
+      if (is_system_macro_p (scm_sym_define, new_form, env))
+       {
+         definitions = scm_cons (new_form, definitions);
+         form_idx = SCM_CDR (form_idx);
+       }
+      else if (is_system_macro_p (scm_sym_begin, new_form, env))
+       {
+          /* We have encountered a group of forms.  This has to be either a
+           * (possibly empty) group of (possibly further grouped) definitions,
+           * or a non-empty group of (possibly further grouped)
+           * expressions.  */
+          const SCM grouped_forms = SCM_CDR (new_form);
+          unsigned int found_definition = 0;
+          unsigned int found_expression = 0;
+          SCM grouped_form_idx = grouped_forms;
+          while (!found_expression && !scm_is_null (grouped_form_idx))
+            {
+              const SCM inner_form = SCM_CAR (grouped_form_idx);
+              const SCM new_inner_form = expand_user_macros (inner_form, env);
+              if (is_system_macro_p (scm_sym_define, new_inner_form, env))
+                {
+                  found_definition = 1;
+                  definitions = scm_cons (new_inner_form, definitions);
+                  grouped_form_idx = SCM_CDR (grouped_form_idx);
+                }
+              else if (is_system_macro_p (scm_sym_begin, new_inner_form, env))
+                {
+                  const SCM inner_group = SCM_CDR (new_inner_form);
+                  grouped_form_idx
+                    = scm_append (scm_list_2 (inner_group,
+                                              SCM_CDR (grouped_form_idx)));
+                }
+              else
+                {
+                  /* The group marks the start of the expressions of the body.
+                   * We have to make sure that within the same group we have
+                   * not encountered a definition before.  */
+                  ASSERT_SYNTAX (!found_definition, s_mixed_body_forms, form);
+                  found_expression = 1;
+                  grouped_form_idx = SCM_EOL;
+                }
+            }
+
+          /* We have finished processing the group.  If we have not yet
+           * encountered an expression we continue processing the forms of the
+           * body to collect further definition forms.  Otherwise, the group
+           * marks the start of the sequence of expressions of the body.  */
+          if (!found_expression)
+            {
+              form_idx = SCM_CDR (form_idx);
+            }
+          else
+            {
+              sequence = form_idx;
+              form_idx = SCM_EOL;
+            }
+       }
+      else
+       {
+          /* We have detected a form which is no definition.  This marks the
+           * start of the sequence of expressions of the body.  */
+          sequence = form_idx;
+          form_idx = SCM_EOL;
+       }
     }
 
-  return scm_cons (op, xorig);
+  /* FIXME: forms does not hold information about the file location.  */
+  ASSERT_SYNTAX (scm_is_pair (sequence), s_missing_body_expression, cdr_forms);
+
+  if (!scm_is_null (definitions))
+    {
+      SCM definition_idx;
+      SCM letrec_tail;
+      SCM letrec_expression;
+      SCM new_letrec_expression;
+
+      SCM bindings = SCM_EOL;
+      for (definition_idx = definitions;
+           !scm_is_null (definition_idx);
+           definition_idx = SCM_CDR (definition_idx))
+       {
+         const SCM definition = SCM_CAR (definition_idx);
+         const SCM canonical_definition = canonicalize_define (definition);
+         const SCM binding = SCM_CDR (canonical_definition);
+         bindings = scm_cons (binding, bindings);
+       };
+
+      letrec_tail = scm_cons (bindings, sequence);
+      /* FIXME: forms does not hold information about the file location.  */
+      letrec_expression = scm_cons_source (forms, scm_sym_letrec, letrec_tail);
+      new_letrec_expression = scm_m_letrec (letrec_expression, env);
+      SCM_SETCAR (forms, new_letrec_expression);
+      SCM_SETCDR (forms, SCM_EOL);
+    }
+  else
+    {
+      SCM_SETCAR (forms, SCM_CAR (sequence));
+      SCM_SETCDR (forms, SCM_CDR (sequence));
+    }
 }
 
+static SCM
+macroexp (SCM x, SCM env)
+{
+  SCM res, proc, orig_sym;
+
+  /* Don't bother to produce error messages here.  We get them when we
+     eventually execute the code for real. */
+
+ macro_tail:
+  orig_sym = SCM_CAR (x);
+  if (!scm_is_symbol (orig_sym))
+    return x;
+
+  {
+    SCM *proc_ptr = scm_lookupcar1 (x, env, 0);
+    if (proc_ptr == NULL)
+      {
+       /* We have lost the race. */
+       goto macro_tail;
+      }
+    proc = *proc_ptr;
+  }
+  
+  /* Only handle memoizing macros.  `Acros' and `macros' are really
+     special forms and should not be evaluated here. */
+
+  if (!SCM_MACROP (proc)
+      || (SCM_MACRO_TYPE (proc) != 2 && !SCM_BUILTIN_MACRO_P (proc)))
+    return x;
+
+  SCM_SETCAR (x, orig_sym);  /* Undo memoizing effect of lookupcar */
+  res = scm_call_2 (SCM_MACRO_CODE (proc), x, env);
+  
+  if (scm_ilength (res) <= 0)
+    res = scm_list_2 (SCM_IM_BEGIN, res);
+
+  /* njrev: Several queries here: (1) I don't see how it can be
+     correct that the SCM_SETCAR 2 lines below this comment needs
+     protection, but the SCM_SETCAR 6 lines above does not, so
+     something here is probably wrong.  (2) macroexp() is now only
+     used in one place - scm_m_generalized_set_x - whereas all other
+     macro expansion happens through expand_user_macros.  Therefore
+     (2.1) perhaps macroexp() could be eliminated completely now?
+     (2.2) Does expand_user_macros need any critical section
+     protection? */
+
+  SCM_CRITICAL_SECTION_START;
+  SCM_SETCAR (x, SCM_CAR (res));
+  SCM_SETCDR (x, SCM_CDR (res));
+  SCM_CRITICAL_SECTION_END;
+
+  goto macro_tail;
+}
 
 /* Start of the memoizers for the standard R5RS builtin macros.  */
 
@@ -747,6 +926,12 @@ scm_m_and (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
     }
 }
 
+static SCM
+unmemoize_and (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  return scm_cons (scm_sym_and, unmemoize_exprs (SCM_CDR (expr), env));
+}
+
 
 SCM_SYNTAX (s_begin, "begin", scm_i_makbimacro, scm_m_begin);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_begin, s_begin);
@@ -764,9 +949,16 @@ scm_m_begin (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
   return expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_begin (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  return scm_cons (scm_sym_begin, unmemoize_exprs (SCM_CDR (expr), env));
+}
+
 
 SCM_SYNTAX (s_case, "case", scm_i_makbimacro, scm_m_case);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_case, s_case);
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_else, "else");
 
 SCM
 scm_m_case (SCM expr, SCM env)
@@ -782,7 +974,7 @@ scm_m_case (SCM expr, SCM env)
   ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 2, s_missing_clauses, expr);
 
   clauses = SCM_CDR (cdr_expr);
-  while (!SCM_NULLP (clauses))
+  while (!scm_is_null (clauses))
     {
       SCM labels;
 
@@ -791,13 +983,13 @@ scm_m_case (SCM expr, SCM env)
                       s_bad_case_clause, clause, expr);
 
       labels = SCM_CAR (clause);
-      if (SCM_CONSP (labels))
+      if (scm_is_pair (labels))
         {
           ASSERT_SYNTAX_2 (scm_ilength (labels) >= 0,
                            s_bad_case_labels, labels, expr);
-          all_labels = scm_append_x (scm_list_2 (labels, all_labels));
+          all_labels = scm_append (scm_list_2 (labels, all_labels));
         }
-      else if (SCM_NULLP (labels))
+      else if (scm_is_null (labels))
         {
           /* The list of labels is empty.  According to R5RS this is allowed.
            * It means that the sequence of expressions will never be executed.
@@ -806,24 +998,24 @@ scm_m_case (SCM expr, SCM env)
         }
       else
         {
-          ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_EQ_P (labels, scm_sym_else) && else_literal_p,
+          ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_eq (labels, scm_sym_else) && else_literal_p,
                            s_bad_case_labels, labels, expr);
-          ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_NULLP (SCM_CDR (clauses)),
+          ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_null (SCM_CDR (clauses)),
                            s_misplaced_else_clause, clause, expr);
         }
 
       /* build the new clause */
-      if (SCM_EQ_P (labels, scm_sym_else))
+      if (scm_is_eq (labels, scm_sym_else))
         SCM_SETCAR (clause, SCM_IM_ELSE);
 
       clauses = SCM_CDR (clauses);
     }
 
   /* Check whether all case labels are distinct. */
-  for (; !SCM_NULLP (all_labels); all_labels = SCM_CDR (all_labels))
+  for (; !scm_is_null (all_labels); all_labels = SCM_CDR (all_labels))
     {
       const SCM label = SCM_CAR (all_labels);
-      ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_FALSEP (scm_c_memq (label, SCM_CDR (all_labels))),
+      ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_false (scm_c_memq (label, SCM_CDR (all_labels))),
                        s_duplicate_case_label, label, expr);
     }
 
@@ -831,6 +1023,34 @@ scm_m_case (SCM expr, SCM env)
   return expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_case (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM um_key_expr = unmemoize_expression (SCM_CADR (expr), env);
+  SCM um_clauses = SCM_EOL;
+  SCM clause_idx;
+
+  for (clause_idx = SCM_CDDR (expr);
+       !scm_is_null (clause_idx);
+       clause_idx = SCM_CDR (clause_idx))
+    {
+      const SCM clause = SCM_CAR (clause_idx);
+      const SCM labels = SCM_CAR (clause);
+      const SCM exprs = SCM_CDR (clause);
+
+      const SCM um_exprs = unmemoize_exprs (exprs, env);
+      const SCM um_labels = (scm_is_eq (labels, SCM_IM_ELSE))
+        ? scm_sym_else
+        : scm_i_finite_list_copy (labels);
+      const SCM um_clause = scm_cons (um_labels, um_exprs);
+
+      um_clauses = scm_cons (um_clause, um_clauses);
+    }
+  um_clauses = scm_reverse_x (um_clauses, SCM_UNDEFINED);
+
+  return scm_cons2 (scm_sym_case, um_key_expr, um_clauses);
+}
+
 
 SCM_SYNTAX (s_cond, "cond", scm_i_makbimacro, scm_m_cond);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_cond, s_cond);
@@ -850,7 +1070,7 @@ scm_m_cond (SCM expr, SCM env)
   ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (clauses) >= 1, s_missing_clauses, expr);
 
   for (clause_idx = clauses;
-       !SCM_NULLP (clause_idx);
+       !scm_is_null (clause_idx);
        clause_idx = SCM_CDR (clause_idx))
     {
       SCM test;
@@ -860,9 +1080,9 @@ scm_m_cond (SCM expr, SCM env)
       ASSERT_SYNTAX_2 (length >= 1, s_bad_cond_clause, clause, expr);
 
       test = SCM_CAR (clause);
-      if (SCM_EQ_P (test, scm_sym_else) && else_literal_p)
+      if (scm_is_eq (test, scm_sym_else) && else_literal_p)
        {
-         const int last_clause_p = SCM_NULLP (SCM_CDR (clause_idx));
+         const int last_clause_p = scm_is_null (SCM_CDR (clause_idx));
           ASSERT_SYNTAX_2 (length >= 2,
                            s_bad_cond_clause, clause, expr);
           ASSERT_SYNTAX_2 (last_clause_p,
@@ -870,22 +1090,73 @@ scm_m_cond (SCM expr, SCM env)
           SCM_SETCAR (clause, SCM_IM_ELSE);
        }
       else if (length >= 2
-               && SCM_EQ_P (SCM_CADR (clause), scm_sym_arrow)
+               && scm_is_eq (SCM_CADR (clause), scm_sym_arrow)
                && arrow_literal_p)
         {
           ASSERT_SYNTAX_2 (length > 2, s_missing_recipient, clause, expr);
           ASSERT_SYNTAX_2 (length == 3, s_extra_expression, clause, expr);
           SCM_SETCAR (SCM_CDR (clause), SCM_IM_ARROW);
        }
+      /* SRFI 61 extended cond */
+      else if (length >= 3
+              && scm_is_eq (SCM_CADDR (clause), scm_sym_arrow)
+              && arrow_literal_p)
+       {
+         ASSERT_SYNTAX_2 (length > 3, s_missing_recipient, clause, expr);
+         ASSERT_SYNTAX_2 (length == 4, s_extra_expression, clause, expr);
+         SCM_SETCAR (SCM_CDDR (clause), SCM_IM_ARROW);
+       }
     }
 
   SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_COND);
   return expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_cond (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  SCM um_clauses = SCM_EOL;
+  SCM clause_idx;
+
+  for (clause_idx = SCM_CDR (expr);
+       !scm_is_null (clause_idx);
+       clause_idx = SCM_CDR (clause_idx))
+    {
+      const SCM clause = SCM_CAR (clause_idx);
+      const SCM sequence = SCM_CDR (clause);
+      const SCM test = SCM_CAR (clause);
+      SCM um_test;
+      SCM um_sequence;
+      SCM um_clause;
+
+      if (scm_is_eq (test, SCM_IM_ELSE))
+        um_test = scm_sym_else;
+      else
+        um_test = unmemoize_expression (test, env);
+
+      if (!scm_is_null (sequence) && scm_is_eq (SCM_CAR (sequence),
+                                             SCM_IM_ARROW))
+        {
+          const SCM target = SCM_CADR (sequence);
+          const SCM um_target = unmemoize_expression (target, env);
+          um_sequence = scm_list_2 (scm_sym_arrow, um_target);
+        }
+      else
+        {
+          um_sequence = unmemoize_exprs (sequence, env);
+        }
+
+      um_clause = scm_cons (um_test, um_sequence);
+      um_clauses = scm_cons (um_clause, um_clauses);
+    }
+  um_clauses = scm_reverse_x (um_clauses, SCM_UNDEFINED);
+
+  return scm_cons (scm_sym_cond, um_clauses);
+}
+
 
-SCM_SYNTAX(s_define, "define", scm_i_makbimacro, scm_m_define);
-SCM_GLOBAL_SYMBOL(scm_sym_define, s_define);
+SCM_SYNTAX (s_define, "define", scm_i_makbimacro, scm_m_define);
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_define, s_define);
 
 /* Guile provides an extension to R5RS' define syntax to represent function
  * currying in a compact way.  With this extension, it is allowed to write
@@ -906,8 +1177,8 @@ SCM_GLOBAL_SYMBOL(scm_sym_define, s_define);
  */
 /* Dirk:FIXME:: We should provide an implementation for 'define' in the R5RS
  * module that does not implement this extension.  */
-SCM
-scm_m_define (SCM expr, SCM env)
+static SCM
+canonicalize_define (const SCM expr)
 {
   SCM body;
   SCM variable;
@@ -918,7 +1189,7 @@ scm_m_define (SCM expr, SCM env)
 
   body = SCM_CDR (cdr_expr);
   variable = SCM_CAR (cdr_expr);
-  while (SCM_CONSP (variable))
+  while (scm_is_pair (variable))
     {
       /* This while loop realizes function currying by variable nesting.
        * Variable is known to be a nested-variable.  In every iteration of the
@@ -934,34 +1205,46 @@ scm_m_define (SCM expr, SCM env)
       body = scm_list_1 (lambda);
       variable = SCM_CAR (variable);
     }
-  ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_SYMBOLP (variable), s_bad_variable, variable, expr);
+  ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (variable), s_bad_variable, variable, expr);
   ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (body) == 1, s_expression, expr);
 
-  if (SCM_TOP_LEVEL (env))
-    {
-      SCM var;
-      const SCM value = scm_eval_car (body, env);
-      if (SCM_REC_PROCNAMES_P)
-       {
-         SCM tmp = value;
-         while (SCM_MACROP (tmp))
-           tmp = SCM_MACRO_CODE (tmp);
-         if (SCM_CLOSUREP (tmp)
-             /* Only the first definition determines the name. */
-             && SCM_FALSEP (scm_procedure_property (tmp, scm_sym_name)))
-           scm_set_procedure_property_x (tmp, scm_sym_name, variable);
-       }
-      var = scm_sym2var (variable, scm_env_top_level (env), SCM_BOOL_T);
-      SCM_VARIABLE_SET (var, value);
-      return SCM_UNSPECIFIED;
-    }
-  else
-    {
-      SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_DEFINE);
-      SCM_SETCAR (cdr_expr, variable);
-      SCM_SETCDR (cdr_expr, body);
-      return expr;
-    }
+  SCM_SETCAR (cdr_expr, variable);
+  SCM_SETCDR (cdr_expr, body);
+  return expr;
+}
+
+/* According to section 5.2.1 of R5RS we first have to make sure that the
+ * variable is bound, and then perform the (set! variable expression)
+ * operation.  This means, that within the expression we may already assign
+ * values to variable: (define foo (begin (set! foo 1) (+ foo 1)))  */
+SCM
+scm_m_define (SCM expr, SCM env)
+{
+  ASSERT_SYNTAX (SCM_TOP_LEVEL (env), s_bad_define, expr);
+
+  {
+    const SCM canonical_definition = canonicalize_define (expr);
+    const SCM cdr_canonical_definition = SCM_CDR (canonical_definition);
+    const SCM variable = SCM_CAR (cdr_canonical_definition);
+    const SCM location
+      = scm_sym2var (variable, scm_env_top_level (env), SCM_BOOL_T);
+    const SCM value = scm_eval_car (SCM_CDR (cdr_canonical_definition), env);
+
+    if (SCM_REC_PROCNAMES_P)
+      {
+        SCM tmp = value;
+        while (SCM_MACROP (tmp))
+          tmp = SCM_MACRO_CODE (tmp);
+        if (SCM_CLOSUREP (tmp)
+            /* Only the first definition determines the name. */
+            && scm_is_false (scm_procedure_property (tmp, scm_sym_name)))
+          scm_set_procedure_property_x (tmp, scm_sym_name, variable);
+      }
+
+    SCM_VARIABLE_SET (location, value);
+
+    return SCM_UNSPECIFIED;
+  }
 }
 
 
@@ -997,6 +1280,13 @@ scm_m_delay (SCM expr, SCM env)
   return new_expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_delay (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM thunk_expr = SCM_CADDR (expr);
+  return scm_list_2 (scm_sym_delay, unmemoize_expression (thunk_expr, env));
+}
+
 
 SCM_SYNTAX(s_do, "do", scm_i_makbimacro, scm_m_do);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL(scm_sym_do, s_do);
@@ -1039,7 +1329,7 @@ scm_m_do (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
   binding_idx = SCM_CAR (cdr_expr);
   ASSERT_SYNTAX_2 (scm_ilength (binding_idx) >= 0,
                    s_bad_bindings, binding_idx, expr);
-  for (; !SCM_NULLP (binding_idx); binding_idx = SCM_CDR (binding_idx))
+  for (; !scm_is_null (binding_idx); binding_idx = SCM_CDR (binding_idx))
     {
       const SCM binding = SCM_CAR (binding_idx);
       const long length = scm_ilength (binding);
@@ -1050,8 +1340,8 @@ scm_m_do (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
         const SCM name = SCM_CAR (binding);
         const SCM init = SCM_CADR (binding);
         const SCM step = (length == 2) ? name : SCM_CADDR (binding);
-        ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_SYMBOLP (name), s_bad_variable, name, expr);
-        ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_FALSEP (scm_c_memq (name, variables)),
+        ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (name), s_bad_variable, name, expr);
+        ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_false (scm_c_memq (name, variables)),
                          s_duplicate_binding, name, expr);
 
         variables = scm_cons (name, variables);
@@ -1076,6 +1366,43 @@ scm_m_do (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
   return expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_do (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  const SCM cddr_expr = SCM_CDR (cdr_expr);
+  const SCM rnames = SCM_CAR (cddr_expr);
+  const SCM extended_env = SCM_EXTEND_ENV (rnames, SCM_EOL, env);
+  const SCM cdddr_expr = SCM_CDR (cddr_expr);
+  const SCM exit_sequence = SCM_CAR (cdddr_expr);
+  const SCM um_exit_sequence = unmemoize_exprs (exit_sequence, extended_env);
+  const SCM cddddr_expr = SCM_CDR (cdddr_expr);
+  const SCM um_body = unmemoize_exprs (SCM_CAR (cddddr_expr), extended_env);
+
+  /* build transformed binding list */
+  SCM um_names = scm_reverse (rnames);
+  SCM um_inits = unmemoize_exprs (SCM_CAR (cdr_expr), env);
+  SCM um_steps = unmemoize_exprs (SCM_CDR (cddddr_expr), extended_env);
+  SCM um_bindings = SCM_EOL;
+  while (!scm_is_null (um_names))
+    {
+      const SCM name = SCM_CAR (um_names);
+      const SCM init = SCM_CAR (um_inits);
+      SCM step = SCM_CAR (um_steps);
+      step = scm_is_eq (step, name) ? SCM_EOL : scm_list_1 (step);
+
+      um_bindings = scm_cons (scm_cons2 (name, init, step), um_bindings);
+
+      um_names = SCM_CDR (um_names);
+      um_inits = SCM_CDR (um_inits);
+      um_steps = SCM_CDR (um_steps);
+    }
+  um_bindings = scm_reverse_x (um_bindings, SCM_UNDEFINED);
+
+  return scm_cons (scm_sym_do,
+                   scm_cons2 (um_bindings, um_exit_sequence, um_body));
+}
+
 
 SCM_SYNTAX (s_if, "if", scm_i_makbimacro, scm_m_if);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_if, s_if);
@@ -1090,6 +1417,26 @@ scm_m_if (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
   return expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_if (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  const SCM um_condition = unmemoize_expression (SCM_CAR (cdr_expr), env);
+  const SCM cddr_expr = SCM_CDR (cdr_expr);
+  const SCM um_then = unmemoize_expression (SCM_CAR (cddr_expr), env);
+  const SCM cdddr_expr = SCM_CDR (cddr_expr);
+
+  if (scm_is_null (cdddr_expr))
+    {
+      return scm_list_3 (scm_sym_if, um_condition, um_then);
+    }
+  else
+    {
+      const SCM um_else = unmemoize_expression (SCM_CAR (cdddr_expr), env);
+      return scm_list_4 (scm_sym_if, um_condition, um_then, um_else);
+    }
+}
+
 
 SCM_SYNTAX (s_lambda, "lambda", scm_i_makbimacro, scm_m_lambda);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_lambda, s_lambda);
@@ -1102,12 +1449,12 @@ SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_lambda, s_lambda);
 static int
 c_improper_memq (SCM obj, SCM list)
 {
-  for (; SCM_CONSP (list); list = SCM_CDR (list))
+  for (; scm_is_pair (list); list = SCM_CDR (list))
     {
-      if (SCM_EQ_P (SCM_CAR (list), obj))
+      if (scm_is_eq (SCM_CAR (list), obj))
         return 1;
     }
-  return SCM_EQ_P (list, obj);
+  return scm_is_eq (list, obj);
 }
 
 SCM
@@ -1115,6 +1462,10 @@ scm_m_lambda (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
 {
   SCM formals;
   SCM formals_idx;
+  SCM cddr_expr;
+  int documentation;
+  SCM body;
+  SCM new_body;
 
   const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
   const long length = scm_ilength (cdr_expr);
@@ -1124,34 +1475,61 @@ scm_m_lambda (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
   /* Before iterating the list of formal arguments, make sure the formals
    * actually are given as either a symbol or a non-cyclic list.  */
   formals = SCM_CAR (cdr_expr);
-  if (SCM_CONSP (formals))
+  if (scm_is_pair (formals))
     {
       /* Dirk:FIXME:: We should check for a cyclic list of formals, and if
        * detected, report a 'Bad formals' error.  */
     }
   else
     {
-      ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_SYMBOLP (formals) || SCM_NULLP (formals),
+      ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (formals) || scm_is_null (formals),
                        s_bad_formals, formals, expr);
     }
 
   /* Now iterate the list of formal arguments to check if all formals are
    * symbols, and that there are no duplicates.  */
   formals_idx = formals;
-  while (SCM_CONSP (formals_idx))
+  while (scm_is_pair (formals_idx))
     {
       const SCM formal = SCM_CAR (formals_idx);
       const SCM next_idx = SCM_CDR (formals_idx);
-      ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_SYMBOLP (formal), s_bad_formal, formal, expr);
+      ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (formal), s_bad_formal, formal, expr);
       ASSERT_SYNTAX_2 (!c_improper_memq (formal, next_idx),
                        s_duplicate_formal, formal, expr);
       formals_idx = next_idx;
     }
-  ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_NULLP (formals_idx) || SCM_SYMBOLP (formals_idx),
+  ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_null (formals_idx) || scm_is_symbol (formals_idx),
                    s_bad_formal, formals_idx, expr);
 
-  return scm_cons2 (SCM_IM_LAMBDA, SCM_CAR (cdr_expr),
-                   scm_m_body (SCM_IM_LAMBDA, SCM_CDR (cdr_expr), s_lambda));
+  /* Memoize the body.  Keep a potential documentation string.  */
+  /* Dirk:FIXME:: We should probably extract the documentation string to
+   * some external database.  Otherwise it will slow down execution, since
+   * the documentation string will have to be skipped with every execution
+   * of the closure.  */
+  cddr_expr = SCM_CDR (cdr_expr);
+  documentation = (length >= 3 && scm_is_string (SCM_CAR (cddr_expr)));
+  body = documentation ? SCM_CDR (cddr_expr) : cddr_expr;
+  new_body = m_body (SCM_IM_LAMBDA, body);
+
+  SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_LAMBDA);
+  if (documentation)
+    SCM_SETCDR (cddr_expr, new_body);
+  else
+    SCM_SETCDR (cdr_expr, new_body);
+  return expr;
+}
+
+static SCM
+unmemoize_lambda (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM formals = SCM_CADR (expr);
+  const SCM body = SCM_CDDR (expr);
+
+  const SCM new_env = SCM_EXTEND_ENV (formals, SCM_EOL, env);
+  const SCM um_formals = scm_i_finite_list_copy (formals);
+  const SCM um_body = unmemoize_exprs (body, new_env);
+
+  return scm_cons2 (scm_sym_lambda, um_formals, um_body);
 }
 
 
@@ -1165,7 +1543,7 @@ check_bindings (const SCM bindings, const SCM expr)
                    s_bad_bindings, bindings, expr);
 
   binding_idx = bindings;
-  for (; !SCM_NULLP (binding_idx); binding_idx = SCM_CDR (binding_idx))
+  for (; !scm_is_null (binding_idx); binding_idx = SCM_CDR (binding_idx))
     {
       SCM name;         /* const */
 
@@ -1174,7 +1552,7 @@ check_bindings (const SCM bindings, const SCM expr)
                        s_bad_binding, binding, expr);
 
       name = SCM_CAR (binding);
-      ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_SYMBOLP (name), s_bad_variable, name, expr);
+      ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (name), s_bad_variable, name, expr);
     }
 }
 
@@ -1193,12 +1571,12 @@ transform_bindings (
   SCM rvariables = SCM_EOL;
   SCM rinits = SCM_EOL;
   SCM binding_idx = bindings;
-  for (; !SCM_NULLP (binding_idx); binding_idx = SCM_CDR (binding_idx))
+  for (; !scm_is_null (binding_idx); binding_idx = SCM_CDR (binding_idx))
     {
       const SCM binding = SCM_CAR (binding_idx);
       const SCM cdr_binding = SCM_CDR (binding);
       const SCM name = SCM_CAR (binding);
-      ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_FALSEP (scm_c_memq (name, rvariables)),
+      ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_false (scm_c_memq (name, rvariables)),
                        s_duplicate_binding, name, expr);
       rvariables = scm_cons (name, rvariables);
       rinits = scm_cons (SCM_CAR (cdr_binding), rinits);
@@ -1234,13 +1612,13 @@ memoize_named_let (const SCM expr, const SCM env SCM_UNUSED)
 
   {
     const SCM let_body = SCM_CDR (cddr_expr);
-    const SCM lambda_body = scm_m_body (SCM_IM_LET, let_body, "let");
+    const SCM lambda_body = m_body (SCM_IM_LET, let_body);
     const SCM lambda_tail = scm_cons (variables, lambda_body);
     const SCM lambda_form = scm_cons_source (expr, scm_sym_lambda, lambda_tail);
 
     const SCM rvar = scm_list_1 (name);
     const SCM init = scm_list_1 (lambda_form);
-    const SCM body = scm_m_body (SCM_IM_LET, scm_list_1 (name), "let");
+    const SCM body = m_body (SCM_IM_LET, scm_list_1 (name));
     const SCM letrec_tail = scm_cons (rvar, scm_cons (init, body));
     const SCM letrec_form = scm_cons_source (expr, SCM_IM_LETREC, letrec_tail);
     return scm_cons_source (expr, letrec_form, inits);
@@ -1260,17 +1638,17 @@ scm_m_let (SCM expr, SCM env)
   ASSERT_SYNTAX (length >= 2, s_missing_expression, expr);
 
   bindings = SCM_CAR (cdr_expr);
-  if (SCM_SYMBOLP (bindings))
+  if (scm_is_symbol (bindings))
     {
       ASSERT_SYNTAX (length >= 3, s_missing_expression, expr);
       return memoize_named_let (expr, env);
     }
 
   check_bindings (bindings, expr);
-  if (SCM_NULLP (bindings) || SCM_NULLP (SCM_CDR (bindings)))
+  if (scm_is_null (bindings) || scm_is_null (SCM_CDR (bindings)))
     {
       /* Special case: no bindings or single binding => let* is faster. */
-      const SCM body = scm_m_body (SCM_IM_LET, SCM_CDR (cdr_expr), s_let);
+      const SCM body = m_body (SCM_IM_LET, SCM_CDR (cdr_expr));
       return scm_m_letstar (scm_cons2 (SCM_CAR (expr), bindings, body), env);
     }
   else
@@ -1281,7 +1659,7 @@ scm_m_let (SCM expr, SCM env)
       transform_bindings (bindings, expr, &rvariables, &inits);
 
       {
-        const SCM new_body = scm_m_body (SCM_IM_LET, SCM_CDR (cdr_expr), "let");
+        const SCM new_body = m_body (SCM_IM_LET, SCM_CDR (cdr_expr));
         const SCM new_tail = scm_cons2 (rvariables, inits, new_body);
         SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_LET);
         SCM_SETCDR (expr, new_tail);
@@ -1290,37 +1668,33 @@ scm_m_let (SCM expr, SCM env)
     }
 }
 
-
-SCM_SYNTAX (s_letstar, "let*", scm_i_makbimacro, scm_m_letstar);
-SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_letstar, s_letstar);
-
-/* (let* ((v1 i1) (v2 i2) ...) body) with variables v1 .. vn and initializers
- * i1 .. in is transformed into the form (#@let* (v1 i1 v2 i2 ...) body).  */
-SCM
-scm_m_letstar (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
+static SCM
+build_binding_list (SCM rnames, SCM rinits)
 {
-  SCM binding_idx;
-  SCM new_bindings = SCM_EOL;
-  SCM new_body;
-
-  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
-  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
-  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 2, s_missing_expression, expr);
-
-  binding_idx = SCM_CAR (cdr_expr);
-  check_bindings (binding_idx, expr);
-
-  for (; !SCM_NULLP (binding_idx); binding_idx = SCM_CDR (binding_idx))
+  SCM bindings = SCM_EOL;
+  while (!scm_is_null (rnames))
     {
-      const SCM binding = SCM_CAR (binding_idx);
-      const SCM name = SCM_CAR (binding);
-      const SCM init = SCM_CADR (binding);
-      new_bindings = scm_cons2 (init, name, new_bindings);
+      const SCM binding = scm_list_2 (SCM_CAR (rnames), SCM_CAR (rinits));
+      bindings = scm_cons (binding, bindings);
+      rnames = SCM_CDR (rnames);
+      rinits = SCM_CDR (rinits);
     }
-  new_bindings = scm_reverse_x (new_bindings, SCM_UNDEFINED);
+  return bindings;
+}
+
+static SCM
+unmemoize_let (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  const SCM um_rnames = SCM_CAR (cdr_expr);
+  const SCM extended_env = SCM_EXTEND_ENV (um_rnames, SCM_EOL, env);
+  const SCM cddr_expr = SCM_CDR (cdr_expr);
+  const SCM um_inits = unmemoize_exprs (SCM_CAR (cddr_expr), env);
+  const SCM um_rinits = scm_reverse_x (um_inits, SCM_UNDEFINED);
+  const SCM um_bindings = build_binding_list (um_rnames, um_rinits);
+  const SCM um_body = unmemoize_exprs (SCM_CDR (cddr_expr), extended_env);
 
-  new_body = scm_m_body (SCM_IM_LETSTAR, SCM_CDR (cdr_expr), s_letstar);
-  return scm_cons2 (SCM_IM_LETSTAR, new_bindings, new_body);
+  return scm_cons2 (scm_sym_let, um_bindings, um_body);
 }
 
 
@@ -1337,10 +1711,10 @@ scm_m_letrec (SCM expr, SCM env)
   ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 2, s_missing_expression, expr);
 
   bindings = SCM_CAR (cdr_expr);
-  if (SCM_NULLP (bindings))
+  if (scm_is_null (bindings))
     {
       /* no bindings, let* is executed faster */
-      SCM body = scm_m_body (SCM_IM_LETREC, SCM_CDR (cdr_expr), s_letrec);
+      SCM body = m_body (SCM_IM_LETREC, SCM_CDR (cdr_expr));
       return scm_m_letstar (scm_cons2 (SCM_CAR (expr), SCM_EOL, body), env);
     }
   else
@@ -1351,11 +1725,102 @@ scm_m_letrec (SCM expr, SCM env)
 
       check_bindings (bindings, expr);
       transform_bindings (bindings, expr, &rvariables, &inits);
-      new_body = scm_m_body (SCM_IM_LETREC, SCM_CDR (cdr_expr), "letrec");
+      new_body = m_body (SCM_IM_LETREC, SCM_CDR (cdr_expr));
       return scm_cons2 (SCM_IM_LETREC, rvariables, scm_cons (inits, new_body));
     }
 }
 
+static SCM
+unmemoize_letrec (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  const SCM um_rnames = SCM_CAR (cdr_expr);
+  const SCM extended_env = SCM_EXTEND_ENV (um_rnames, SCM_EOL, env);
+  const SCM cddr_expr = SCM_CDR (cdr_expr);
+  const SCM um_inits = unmemoize_exprs (SCM_CAR (cddr_expr), extended_env);
+  const SCM um_rinits = scm_reverse_x (um_inits, SCM_UNDEFINED);
+  const SCM um_bindings = build_binding_list (um_rnames, um_rinits);
+  const SCM um_body = unmemoize_exprs (SCM_CDR (cddr_expr), extended_env);
+
+  return scm_cons2 (scm_sym_letrec, um_bindings, um_body);
+}
+
+
+
+SCM_SYNTAX (s_letstar, "let*", scm_i_makbimacro, scm_m_letstar);
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_letstar, s_letstar);
+
+/* (let* ((v1 i1) (v2 i2) ...) body) with variables v1 .. vn and initializers
+ * i1 .. in is transformed into the form (#@let* (v1 i1 v2 i2 ...) body).  */
+SCM
+scm_m_letstar (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
+{
+  SCM binding_idx;
+  SCM new_body;
+
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 2, s_missing_expression, expr);
+
+  binding_idx = SCM_CAR (cdr_expr);
+  check_bindings (binding_idx, expr);
+
+  /* Transform ((v1 i1) (v2 i2) ...) into (v1 i1 v2 i2 ...).  The
+   * transformation is done in place.  At the beginning of one iteration of
+   * the loop the variable binding_idx holds the form
+   *   P1:( (vn . P2:(in . ())) . P3:( (vn+1 in+1) ... ) ),
+   * where P1, P2 and P3 indicate the pairs, that are relevant for the
+   * transformation.  P1 and P2 are modified in the loop, P3 remains
+   * untouched.  After the execution of the loop, P1 will hold
+   *   P1:( vn . P2:(in . P3:( (vn+1 in+1) ... )) )
+   * and binding_idx will hold P3.  */
+  while (!scm_is_null (binding_idx))
+    {
+      const SCM cdr_binding_idx = SCM_CDR (binding_idx);  /* remember P3 */
+      const SCM binding = SCM_CAR (binding_idx);
+      const SCM name = SCM_CAR (binding);
+      const SCM cdr_binding = SCM_CDR (binding);
+
+      SCM_SETCDR (cdr_binding, cdr_binding_idx);        /* update P2 */
+      SCM_SETCAR (binding_idx, name);                   /* update P1 */
+      SCM_SETCDR (binding_idx, cdr_binding);            /* update P1 */
+
+      binding_idx = cdr_binding_idx;                    /* continue with P3 */
+    }
+
+  new_body = m_body (SCM_IM_LETSTAR, SCM_CDR (cdr_expr));
+  SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_LETSTAR);
+  /* the bindings have been changed in place */
+  SCM_SETCDR (cdr_expr, new_body);
+  return expr;
+}
+
+static SCM
+unmemoize_letstar (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  const SCM body = SCM_CDR (cdr_expr);
+  SCM bindings = SCM_CAR (cdr_expr);
+  SCM um_bindings = SCM_EOL;
+  SCM extended_env = env;
+  SCM um_body;
+
+  while (!scm_is_null (bindings))
+    {
+      const SCM variable = SCM_CAR (bindings);
+      const SCM init = SCM_CADR (bindings);
+      const SCM um_init = unmemoize_expression (init, extended_env);
+      um_bindings = scm_cons (scm_list_2 (variable, um_init), um_bindings);
+      extended_env = SCM_EXTEND_ENV (variable, SCM_BOOL_F, extended_env);
+      bindings = SCM_CDDR (bindings);
+    }
+  um_bindings = scm_reverse_x (um_bindings, SCM_UNDEFINED);
+
+  um_body = unmemoize_exprs (body, extended_env);
+
+  return scm_cons2 (scm_sym_letstar, um_bindings, um_body);
+}
+
 
 SCM_SYNTAX (s_or, "or", scm_i_makbimacro, scm_m_or);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_or, s_or);
@@ -1380,9 +1845,17 @@ scm_m_or (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
     }
 }
 
+static SCM
+unmemoize_or (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  return scm_cons (scm_sym_or, unmemoize_exprs (SCM_CDR (expr), env));
+}
+
 
 SCM_SYNTAX (s_quasiquote, "quasiquote", scm_makacro, scm_m_quasiquote);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_quasiquote, s_quasiquote);
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_unquote, "unquote");
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_uq_splicing, "unquote-splicing");
 
 /* Internal function to handle a quasiquotation:  'form' is the parameter in
  * the call (quasiquotation form), 'env' is the environment where unquoted
@@ -1391,16 +1864,16 @@ SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_quasiquote, s_quasiquote);
 static SCM 
 iqq (SCM form, SCM env, unsigned long int depth)
 {
-  if (SCM_CONSP (form))
+  if (scm_is_pair (form))
     {
       const SCM tmp = SCM_CAR (form);
-      if (SCM_EQ_P (tmp, scm_sym_quasiquote))
+      if (scm_is_eq (tmp, scm_sym_quasiquote))
        {
          const SCM args = SCM_CDR (form);
          ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (args) == 1, s_expression, form);
          return scm_list_2 (tmp, iqq (SCM_CAR (args), env, depth + 1));
        }
-      else if (SCM_EQ_P (tmp, scm_sym_unquote))
+      else if (scm_is_eq (tmp, scm_sym_unquote))
        {
          const SCM args = SCM_CDR (form);
          ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (args) == 1, s_expression, form);
@@ -1409,8 +1882,8 @@ iqq (SCM form, SCM env, unsigned long int depth)
          else
            return scm_list_2 (tmp, iqq (SCM_CAR (args), env, depth - 1));
        }
-      else if (SCM_CONSP (tmp)
-              && SCM_EQ_P (SCM_CAR (tmp), scm_sym_uq_splicing))
+      else if (scm_is_pair (tmp)
+              && scm_is_eq (SCM_CAR (tmp), scm_sym_uq_splicing))
        {
          const SCM args = SCM_CDR (tmp);
          ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (args) == 1, s_expression, form);
@@ -1430,16 +1903,8 @@ iqq (SCM form, SCM env, unsigned long int depth)
        return scm_cons (iqq (SCM_CAR (form), env, depth),
                         iqq (SCM_CDR (form), env, depth));
     }
-  else if (SCM_VECTORP (form))
-    {
-      size_t i = SCM_VECTOR_LENGTH (form);
-      SCM const *const data = SCM_VELTS (form);
-      SCM tmp = SCM_EOL;
-      while (i != 0)
-       tmp = scm_cons (data[--i], tmp);
-      scm_remember_upto_here_1 (form);
-      return scm_vector (iqq (tmp, env, depth));
-    }
+  else if (scm_is_vector (form))
+    return scm_vector (iqq (scm_vector_to_list (form), env, depth));
   else
     return form;
 }
@@ -1466,20 +1931,20 @@ scm_m_quote (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
   ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
   ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) == 1, s_expression, expr);
   quotee = SCM_CAR (cdr_expr);
-  if (SCM_IMP (quotee) && !SCM_NULLP (quotee))
+  if (is_self_quoting_p (quotee))
     return quotee;
-  else if (SCM_VECTORP (quotee))
-    return quotee;
-#if 0
-  /* The following optimization would be possible if all variable references
-   * were resolved during memoization:  */
-  else if (SCM_SYMBOLP (quotee))
-    return quotee;
-#endif
+
   SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_QUOTE);
+  SCM_SETCDR (expr, quotee);
   return expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_quote (const SCM expr, const SCM env SCM_UNUSED)
+{
+  return scm_list_2 (scm_sym_quote, SCM_CDR (expr));
+}
+
 
 /* Will go into the RnRS module when Guile is factorized.
 SCM_SYNTAX (s_set_x, "set!", scm_i_makbimacro, scm_m_set_x); */
@@ -1490,17 +1955,31 @@ SCM
 scm_m_set_x (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
 {
   SCM variable;
+  SCM new_variable;
 
   const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
   ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
   ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) == 2, s_expression, expr);
   variable = SCM_CAR (cdr_expr);
-  ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_SYMBOLP (variable), s_bad_variable, variable, expr);
+
+  /* Memoize the variable form. */
+  ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (variable), s_bad_variable, variable, expr);
+  new_variable = lookup_symbol (variable, env);
+  /* Leave the memoization of unbound symbols to lazy memoization: */
+  if (SCM_UNBNDP (new_variable))
+    new_variable = variable;
 
   SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_SET_X);
+  SCM_SETCAR (cdr_expr, new_variable);
   return expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_set_x (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  return scm_cons (scm_sym_set_x, unmemoize_exprs (SCM_CDR (expr), env));
+}
+
 
 /* Start of the memoizers for non-R5RS builtin macros.  */
 
@@ -1520,6 +1999,12 @@ scm_m_apply (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
   return expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_apply (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  return scm_list_2 (scm_sym_atapply, unmemoize_exprs (SCM_CDR (expr), env));
+}
+
 
 SCM_SYNTAX (s_atbind, "@bind", scm_i_makbimacro, scm_m_atbind);
 
@@ -1558,14 +2043,14 @@ scm_m_atbind (SCM expr, SCM env)
   transform_bindings (bindings, expr, &rvariables, &inits);
 
   for (variable_idx = rvariables;
-       !SCM_NULLP (variable_idx);
+       !scm_is_null (variable_idx);
        variable_idx = SCM_CDR (variable_idx))
     {
       /* The first call to scm_sym2var will look beyond the current module,
        * while the second call wont.  */
       const SCM variable = SCM_CAR (variable_idx);
       SCM new_variable = scm_sym2var (variable, top_level, SCM_BOOL_F);
-      if (SCM_FALSEP (new_variable))
+      if (scm_is_false (new_variable))
        new_variable = scm_sym2var (variable, top_level, SCM_BOOL_T);
       SCM_SETCAR (variable_idx, new_variable);
     }
@@ -1579,13 +2064,21 @@ scm_m_atbind (SCM expr, SCM env)
 SCM_SYNTAX(s_atcall_cc, "@call-with-current-continuation", scm_i_makbimacro, scm_m_cont);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL(scm_sym_atcall_cc, s_atcall_cc);
 
-
 SCM 
-scm_m_cont (SCM xorig, SCM env SCM_UNUSED)
+scm_m_cont (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
+{
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) == 1, s_expression, expr);
+
+  SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_CONT);
+  return expr;
+}
+
+static SCM
+unmemoize_atcall_cc (const SCM expr, const SCM env)
 {
-  SCM_ASSYNT (scm_ilength (SCM_CDR (xorig)) == 1,
-             s_expression, s_atcall_cc);
-  return scm_cons (SCM_IM_CONT, SCM_CDR (xorig));
+  return scm_list_2 (scm_sym_atcall_cc, unmemoize_exprs (SCM_CDR (expr), env));
 }
 
 
@@ -1593,13 +2086,27 @@ SCM_SYNTAX (s_at_call_with_values, "@call-with-values", scm_i_makbimacro, scm_m_
 SCM_GLOBAL_SYMBOL(scm_sym_at_call_with_values, s_at_call_with_values);
 
 SCM
-scm_m_at_call_with_values (SCM xorig, SCM env SCM_UNUSED)
+scm_m_at_call_with_values (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
+{
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) == 2, s_expression, expr);
+
+  SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_CALL_WITH_VALUES);
+  return expr;
+}
+
+static SCM
+unmemoize_at_call_with_values (const SCM expr, const SCM env)
 {
-  SCM_ASSYNT (scm_ilength (SCM_CDR (xorig)) == 2,
-             s_expression, s_at_call_with_values);
-  return scm_cons (SCM_IM_CALL_WITH_VALUES, SCM_CDR (xorig));
+  return scm_list_2 (scm_sym_at_call_with_values,
+                     unmemoize_exprs (SCM_CDR (expr), env));
 }
 
+#if 0
+
+/* See futures.h for a comment why futures are not enabled.
+ */
 
 SCM_SYNTAX (s_future, "future", scm_i_makbimacro, scm_m_future);
 SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_future, s_future);
@@ -1617,560 +2124,826 @@ scm_m_future (SCM expr, SCM env)
   return new_expr;
 }
 
+static SCM
+unmemoize_future (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM thunk_expr = SCM_CADDR (expr);
+  return scm_list_2 (scm_sym_future, unmemoize_expression (thunk_expr, env));
+}
+
+#endif
 
 SCM_SYNTAX (s_gset_x, "set!", scm_i_makbimacro, scm_m_generalized_set_x);
 SCM_SYMBOL (scm_sym_setter, "setter");
 
 SCM 
-scm_m_generalized_set_x (SCM xorig, SCM env SCM_UNUSED)
-{
-  SCM x = SCM_CDR (xorig);
-  SCM_ASSYNT (2 == scm_ilength (x), s_expression, s_set_x);
-  if (SCM_SYMBOLP (SCM_CAR (x)))
-    return scm_cons (SCM_IM_SET_X, x);
-  else if (SCM_CONSP (SCM_CAR (x)))
-    return scm_cons (scm_list_2 (scm_sym_setter, SCM_CAAR (x)),
-                    scm_append (scm_list_2 (SCM_CDAR (x), SCM_CDR (x))));
+scm_m_generalized_set_x (SCM expr, SCM env)
+{
+  SCM target, exp_target;
+
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) == 2, s_expression, expr);
+
+  target = SCM_CAR (cdr_expr);
+  if (!scm_is_pair (target))
+    {
+      /* R5RS usage */
+      return scm_m_set_x (expr, env);
+    }
   else
-    scm_misc_error (s_set_x, s_variable, SCM_EOL);
-}
+    {
+      /* (set! (foo bar ...) baz) becomes ((setter foo) bar ... baz) */
+      /* Macroexpanding the target might return things of the form
+        (begin <atom>).  In that case, <atom> must be a symbol or a
+        variable and we memoize to (set! <atom> ...).
+      */
+      exp_target = macroexp (target, env);
+      if (scm_is_eq (SCM_CAR (exp_target), SCM_IM_BEGIN)
+         && !scm_is_null (SCM_CDR (exp_target))
+         && scm_is_null (SCM_CDDR (exp_target)))
+       {
+         exp_target= SCM_CADR (exp_target);
+         ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (exp_target)
+                          || SCM_VARIABLEP (exp_target),
+                          s_bad_variable, exp_target, expr);
+         return scm_cons (SCM_IM_SET_X, scm_cons (exp_target,
+                                                  SCM_CDR (cdr_expr)));
+       }
+      else
+       {
+         const SCM setter_proc_tail = scm_list_1 (SCM_CAR (target));
+         const SCM setter_proc = scm_cons_source (expr, scm_sym_setter,
+                                                  setter_proc_tail);
+
+         const SCM cddr_expr = SCM_CDR (cdr_expr);
+         const SCM setter_args = scm_append_x (scm_list_2 (SCM_CDR (target),
+                                                           cddr_expr));
 
+         SCM_SETCAR (expr, setter_proc);
+         SCM_SETCDR (expr, setter_args);
+         return expr;
+       }
+    }
+}
 
-static const char* s_atslot_ref = "@slot-ref";
 
 /* @slot-ref is bound privately in the (oop goops) module from goops.c.  As
  * soon as the module system allows us to more freely create bindings in
  * arbitrary modules during the startup phase, the code from goops.c should be
  * moved here.  */
+
+SCM_SYMBOL (sym_atslot_ref, "@slot-ref");
+
 SCM
-scm_m_atslot_ref (SCM xorig, SCM env SCM_UNUSED)
-#define FUNC_NAME s_atslot_ref
+scm_m_atslot_ref (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
 {
-  SCM x = SCM_CDR (xorig);
-  SCM_ASSYNT (scm_ilength (x) == 2, s_expression, FUNC_NAME);
-  SCM_VALIDATE_INUM (SCM_ARG2, SCM_CADR (x));
-  return scm_cons (SCM_IM_SLOT_REF, x);
+  SCM slot_nr;
+
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) == 2, s_expression, expr);
+  slot_nr = SCM_CADR (cdr_expr);
+  ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_I_INUMP (slot_nr), s_bad_slot_number, slot_nr, expr);
+
+  SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_SLOT_REF);
+  SCM_SETCDR (cdr_expr, slot_nr);
+  return expr;
 }
-#undef FUNC_NAME
 
+static SCM
+unmemoize_atslot_ref (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  const SCM instance = SCM_CADR (expr);
+  const SCM um_instance = unmemoize_expression (instance, env);
+  const SCM slot_nr = SCM_CDDR (expr);
+  return scm_list_3 (sym_atslot_ref, um_instance, slot_nr);
+}
 
-static const char* s_atslot_set_x = "@slot-set!";
 
 /* @slot-set! is bound privately in the (oop goops) module from goops.c.  As
  * soon as the module system allows us to more freely create bindings in
  * arbitrary modules during the startup phase, the code from goops.c should be
  * moved here.  */
+
+SCM_SYMBOL (sym_atslot_set_x, "@slot-set!");
+
 SCM
-scm_m_atslot_set_x (SCM xorig, SCM env SCM_UNUSED)
-#define FUNC_NAME s_atslot_set_x
+scm_m_atslot_set_x (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
+{
+  SCM slot_nr;
+
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) == 3, s_expression, expr);
+  slot_nr = SCM_CADR (cdr_expr);
+  ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_I_INUMP (slot_nr), s_bad_slot_number, slot_nr, expr);
+
+  SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_SLOT_SET_X);
+  return expr;
+}
+
+static SCM
+unmemoize_atslot_set_x (const SCM expr, const SCM env)
 {
-  SCM x = SCM_CDR (xorig);
-  SCM_ASSYNT (scm_ilength (x) == 3, s_expression, FUNC_NAME);
-  SCM_VALIDATE_INUM (SCM_ARG2, SCM_CADR (x));
-  return scm_cons (SCM_IM_SLOT_SET_X, x);
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  const SCM instance = SCM_CAR (cdr_expr);
+  const SCM um_instance = unmemoize_expression (instance, env);
+  const SCM cddr_expr = SCM_CDR (cdr_expr);
+  const SCM slot_nr = SCM_CAR (cddr_expr);
+  const SCM cdddr_expr = SCM_CDR (cddr_expr);
+  const SCM value = SCM_CAR (cdddr_expr);
+  const SCM um_value = unmemoize_expression (value, env);
+  return scm_list_4 (sym_atslot_set_x, um_instance, slot_nr, um_value);
 }
-#undef FUNC_NAME
 
 
 #if SCM_ENABLE_ELISP
 
+static const char s_defun[] = "Symbol's function definition is void";
+
 SCM_SYNTAX (s_nil_cond, "nil-cond", scm_i_makbimacro, scm_m_nil_cond);
 
+/* nil-cond expressions have the form
+ *   (nil-cond COND VAL COND VAL ... ELSEVAL)  */
 SCM
-scm_m_nil_cond (SCM xorig, SCM env SCM_UNUSED)
+scm_m_nil_cond (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
 {
-  long len = scm_ilength (SCM_CDR (xorig));
-  SCM_ASSYNT (len >= 1 && (len & 1) == 1, s_expression, "nil-cond");
-  return scm_cons (SCM_IM_NIL_COND, SCM_CDR (xorig));
+  const long length = scm_ilength (SCM_CDR (expr));
+  ASSERT_SYNTAX (length >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (length >= 1 && (length % 2) == 1, s_expression, expr);
+
+  SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_NIL_COND);
+  return expr;
 }
 
 
 SCM_SYNTAX (s_atfop, "@fop", scm_i_makbimacro, scm_m_atfop);
 
+/* The @fop-macro handles procedure and macro applications for elisp.  The
+ * input expression must have the form
+ *    (@fop <var> (transformer-macro <expr> ...))
+ * where <var> must be a symbol.  The expression is transformed into the
+ * memoized form of either
+ *    (apply <un-aliased var> (transformer-macro <expr> ...))
+ * if the value of var (across all aliasing) is not a macro, or
+ *    (<un-aliased var> <expr> ...)
+ * if var is a macro. */
 SCM
-scm_m_atfop (SCM xorig, SCM env SCM_UNUSED)
-{
-  SCM x = SCM_CDR (xorig), var;
-  SCM_ASSYNT (scm_ilength (x) >= 1, s_expression, "@fop");
-  var = scm_symbol_fref (SCM_CAR (x));
-  /* Passing the symbol name as the `subr' arg here isn't really
-     right, but without it it can be very difficult to work out from
-     the error message which function definition was missing.  In any
-     case, we shouldn't really use SCM_ASSYNT here at all, but instead
-     something equivalent to (signal void-function (list SYM)) in
-     Elisp. */
-  SCM_ASSYNT (SCM_VARIABLEP (var),
-             "Symbol's function definition is void",
-             SCM_SYMBOL_CHARS (SCM_CAR (x)));
-  /* Support `defalias'. */
-  while (SCM_SYMBOLP (SCM_VARIABLE_REF (var)))
+scm_m_atfop (SCM expr, SCM env SCM_UNUSED)
+{
+  SCM location;
+  SCM symbol;
+
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 1, s_missing_expression, expr);
+
+  symbol = SCM_CAR (cdr_expr);
+  ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (symbol), s_bad_variable, symbol, expr);
+
+  location = scm_symbol_fref (symbol);
+  ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_VARIABLEP (location), s_defun, symbol, expr);
+
+  /* The elisp function `defalias' allows to define aliases for symbols.  To
+   * look up such definitions, the chain of symbol definitions has to be
+   * followed up to the terminal symbol.  */
+  while (scm_is_symbol (SCM_VARIABLE_REF (location)))
+    {
+      const SCM alias = SCM_VARIABLE_REF (location);
+      location = scm_symbol_fref (alias);
+      ASSERT_SYNTAX_2 (SCM_VARIABLEP (location), s_defun, symbol, expr);
+    }
+
+  /* Memoize the value location belonging to the terminal symbol.  */
+  SCM_SETCAR (cdr_expr, location);
+
+  if (!SCM_MACROP (SCM_VARIABLE_REF (location)))
     {
-      var = scm_symbol_fref (SCM_VARIABLE_REF (var));
-      SCM_ASSYNT (SCM_VARIABLEP (var),
-                 "Symbol's function definition is void",
-                 SCM_SYMBOL_CHARS (SCM_CAR (x)));
+      /* Since the location does not contain a macro, the form is a procedure
+       * application.  Replace `@fop' by `@apply' and transform the expression
+       * including the `transformer-macro'.  */
+      SCM_SETCAR (expr, SCM_IM_APPLY);
+      return expr;
     }
-  /* Use `var' here rather than `SCM_VARIABLE_REF (var)' because the
-     former allows for automatically picking up redefinitions of the
-     corresponding symbol. */
-  SCM_SETCAR (x, var);
-  /* If the variable contains a procedure, leave the
-     `transformer-macro' in place so that the procedure's arguments
-     get properly transformed, and change the initial @fop to
-     SCM_IM_APPLY. */
-  if (!SCM_MACROP (SCM_VARIABLE_REF (var)))
+  else
     {
-      SCM_SETCAR (xorig, SCM_IM_APPLY);
-      return xorig;
+      /* Since the location contains a macro, the arguments should not be
+       * transformed, so the `transformer-macro' is cut out.  The resulting
+       * expression starts with the memoized variable, that is at the cdr of
+       * the input expression.  */
+      SCM_SETCDR (cdr_expr, SCM_CDADR (cdr_expr));
+      return cdr_expr;
     }
-  /* Otherwise (the variable contains a macro), the arguments should
-     not be transformed, so cut the `transformer-macro' out and return
-     the resulting expression starting with the variable. */
-  SCM_SETCDR (x, SCM_CDADR (x));
-  return x;
 }
 
 #endif /* SCM_ENABLE_ELISP */
 
 
-/* Start of the memoizers for deprecated macros.  */
+static SCM
+unmemoize_builtin_macro (const SCM expr, const SCM env)
+{
+  switch (ISYMNUM (SCM_CAR (expr)))
+    {
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_AND)):
+      return unmemoize_and (expr, env);
 
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_BEGIN)):
+      return unmemoize_begin (expr, env);
 
-#if (SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1)
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_CASE)):
+      return unmemoize_case (expr, env);
 
-SCM_SYNTAX (s_undefine, "undefine", scm_makacro, scm_m_undefine);
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_COND)):
+      return unmemoize_cond (expr, env);
 
-SCM
-scm_m_undefine (SCM x, SCM env)
-{
-  SCM arg1 = x;
-  x = SCM_CDR (x);
-  SCM_ASSYNT (SCM_TOP_LEVEL (env), "bad placement ", s_undefine);
-  SCM_ASSYNT (SCM_CONSP (x) && SCM_NULLP (SCM_CDR (x)),
-             s_expression, s_undefine);
-  x = SCM_CAR (x);
-  SCM_ASSYNT (SCM_SYMBOLP (x), s_variable, s_undefine);
-  arg1 = scm_sym2var (x, scm_env_top_level (env), SCM_BOOL_F);
-  SCM_ASSYNT (!SCM_FALSEP (arg1) && !SCM_UNBNDP (SCM_VARIABLE_REF (arg1)),
-             "variable already unbound ", s_undefine);
-  SCM_VARIABLE_SET (arg1, SCM_UNDEFINED);
-#ifdef SICP
-  return x;
-#else
-  return SCM_UNSPECIFIED;
-#endif
-}
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_DELAY)):
+      return unmemoize_delay (expr, env);
 
-#endif
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_DO)):
+      return unmemoize_do (expr, env);
 
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_IF)):
+      return unmemoize_if (expr, env);
 
-SCM
-scm_m_expand_body (SCM xorig, SCM env)
-{
-  SCM x = SCM_CDR (xorig), defs = SCM_EOL;
-  char *what = SCM_ISYMCHARS (SCM_CAR (xorig)) + 2;
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_LAMBDA)):
+      return unmemoize_lambda (expr, env);
 
-  while (SCM_NIMP (x))
-    {
-      SCM form = SCM_CAR (x);
-      if (!SCM_CONSP (form))
-       break;
-      if (!SCM_SYMBOLP (SCM_CAR (form)))
-       break;
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_LET)):
+      return unmemoize_let (expr, env);
 
-      form = scm_macroexp (scm_cons_source (form,
-                                           SCM_CAR (form),
-                                           SCM_CDR (form)),
-                          env);
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_LETREC)):
+      return unmemoize_letrec (expr, env);
 
-      if (SCM_EQ_P (SCM_IM_DEFINE, SCM_CAR (form)))
-       {
-         defs = scm_cons (SCM_CDR (form), defs);
-         x = SCM_CDR (x);
-       }
-      else if (!SCM_IMP (defs))
-       {
-         break;
-       }
-      else if (SCM_EQ_P (SCM_IM_BEGIN, SCM_CAR (form)))
-       {
-         x = scm_append (scm_list_2 (SCM_CDR (form), SCM_CDR (x)));
-       }
-      else
-       {
-         x = scm_cons (form, SCM_CDR (x));
-         break;
-       }
-    }
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_LETSTAR)):
+      return unmemoize_letstar (expr, env);
 
-  if (!SCM_NULLP (defs))
-    {
-      SCM rvars, inits, body, letrec;
-      check_bindings (defs, xorig);
-      transform_bindings (defs, xorig, &rvars, &inits);
-      body = scm_m_body (SCM_IM_DEFINE, x, what);
-      letrec = scm_cons2 (SCM_IM_LETREC, rvars, scm_cons (inits, body));
-      SCM_SETCAR (xorig, letrec);
-      SCM_SETCDR (xorig, SCM_EOL);
-    }
-  else
-    {
-      SCM_ASSYNT (SCM_CONSP (x), s_body, what);
-      SCM_SETCAR (xorig, SCM_CAR (x));
-      SCM_SETCDR (xorig, SCM_CDR (x));
-    }
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_OR)):
+      return unmemoize_or (expr, env);
 
-  return xorig;
-}
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_QUOTE)):
+      return unmemoize_quote (expr, env);
 
-SCM
-scm_macroexp (SCM x, SCM env)
-{
-  SCM res, proc, orig_sym;
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_SET_X)):
+      return unmemoize_set_x (expr, env);
 
-  /* Don't bother to produce error messages here.  We get them when we
-     eventually execute the code for real. */
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_APPLY)):
+      return unmemoize_apply (expr, env);
 
- macro_tail:
-  orig_sym = SCM_CAR (x);
-  if (!SCM_SYMBOLP (orig_sym))
-    return x;
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_BIND)):
+      return unmemoize_exprs (expr, env);  /* FIXME */
 
-  {
-    SCM *proc_ptr = scm_lookupcar1 (x, env, 0);
-    if (proc_ptr == NULL)
-      {
-       /* We have lost the race. */
-       goto macro_tail;
-      }
-    proc = *proc_ptr;
-  }
-  
-  /* Only handle memoizing macros.  `Acros' and `macros' are really
-     special forms and should not be evaluated here. */
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_CONT)):
+      return unmemoize_atcall_cc (expr, env);
 
-  if (!SCM_MACROP (proc)
-      || (SCM_MACRO_TYPE (proc) != 2 && !SCM_BUILTIN_MACRO_P (proc)))
-    return x;
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_CALL_WITH_VALUES)):
+      return unmemoize_at_call_with_values (expr, env);
 
-  SCM_SETCAR (x, orig_sym);  /* Undo memoizing effect of lookupcar */
-  res = scm_call_2 (SCM_MACRO_CODE (proc), x, env);
-  
-  if (scm_ilength (res) <= 0)
-    res = scm_list_2 (SCM_IM_BEGIN, res);
-      
-  SCM_DEFER_INTS;
-  SCM_SETCAR (x, SCM_CAR (res));
-  SCM_SETCDR (x, SCM_CDR (res));
-  SCM_ALLOW_INTS;
+#if 0
+    /* See futures.h for a comment why futures are not enabled.
+     */
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_FUTURE)):
+      return unmemoize_future (expr, env);
+#endif
 
-  goto macro_tail;
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_SLOT_REF)):
+      return unmemoize_atslot_ref (expr, env);
+
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_SLOT_SET_X)):
+      return unmemoize_atslot_set_x (expr, env);
+
+    case (ISYMNUM (SCM_IM_NIL_COND)):
+      return unmemoize_exprs (expr, env);  /* FIXME */
+
+    default:
+      return unmemoize_exprs (expr, env);  /* FIXME */
+    }
+}
+
+
+/* scm_i_unmemocopy_expr and scm_i_unmemocopy_body take a memoized expression
+ * respectively a memoized body together with its environment and rewrite it
+ * to its original form.  Thus, these functions are the inversion of the
+ * rewrite rules above.  The procedure is not optimized for speed.  It's used
+ * in scm_i_unmemoize_expr, scm_procedure_source, macro_print and scm_iprin1.
+ *
+ * Unmemoizing is not a reliable process.  You cannot in general expect to get
+ * the original source back.
+ *
+ * However, GOOPS currently relies on this for method compilation.  This ought
+ * to change.  */
+
+SCM
+scm_i_unmemocopy_expr (SCM expr, SCM env)
+{
+  const SCM source_properties = scm_whash_lookup (scm_source_whash, expr);
+  const SCM um_expr = unmemoize_expression (expr, env);
+
+  if (scm_is_true (source_properties))
+    scm_whash_insert (scm_source_whash, um_expr, source_properties);
+
+  return um_expr;
+}
+
+SCM
+scm_i_unmemocopy_body (SCM forms, SCM env)
+{
+  const SCM source_properties = scm_whash_lookup (scm_source_whash, forms);
+  const SCM um_forms = unmemoize_exprs (forms, env);
+
+  if (scm_is_true (source_properties))
+    scm_whash_insert (scm_source_whash, um_forms, source_properties);
+
+  return um_forms;
+}
+
+
+#if (SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1)
+
+/* Deprecated in guile 1.7.0 on 2003-11-09.  */
+SCM
+scm_m_expand_body (SCM exprs, SCM env)
+{
+  scm_c_issue_deprecation_warning 
+    ("`scm_m_expand_body' is deprecated.");
+  m_expand_body (exprs, env);
+  return exprs;
+}
+
+
+SCM_SYNTAX (s_undefine, "undefine", scm_makacro, scm_m_undefine);
+
+SCM
+scm_m_undefine (SCM expr, SCM env)
+{
+  SCM variable;
+  SCM location;
+
+  const SCM cdr_expr = SCM_CDR (expr);
+  ASSERT_SYNTAX (SCM_TOP_LEVEL (env), "Bad undefine placement in", expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) >= 0, s_bad_expression, expr);
+  ASSERT_SYNTAX (scm_ilength (cdr_expr) == 1, s_expression, expr);
+
+  scm_c_issue_deprecation_warning
+    ("`undefine' is deprecated.\n");
+
+  variable = SCM_CAR (cdr_expr);
+  ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_symbol (variable), s_bad_variable, variable, expr);
+  location = scm_sym2var (variable, scm_env_top_level (env), SCM_BOOL_F);
+  ASSERT_SYNTAX_2 (scm_is_true (location)
+                   && !SCM_UNBNDP (SCM_VARIABLE_REF (location)),
+                   "variable already unbound ", variable, expr);
+  SCM_VARIABLE_SET (location, SCM_UNDEFINED);
+  return SCM_UNSPECIFIED;
+}
+
+SCM
+scm_macroexp (SCM x, SCM env)
+{
+  scm_c_issue_deprecation_warning
+    ("`scm_macroexp' is deprecated.");
+  return macroexp (x, env);
+}
+
+#endif
+
+
+#if (SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1)
+
+SCM
+scm_unmemocar (SCM form, SCM env)
+{
+  scm_c_issue_deprecation_warning 
+    ("`scm_unmemocar' is deprecated.");
+
+  if (!scm_is_pair (form))
+    return form;
+  else
+    {
+      SCM c = SCM_CAR (form);
+      if (SCM_VARIABLEP (c))
+       {
+         SCM sym = scm_module_reverse_lookup (scm_env_module (env), c);
+         if (scm_is_false (sym))
+           sym = sym_three_question_marks;
+         SCM_SETCAR (form, sym);
+       }
+      else if (SCM_ILOCP (c))
+       {
+         unsigned long int ir;
+
+         for (ir = SCM_IFRAME (c); ir != 0; --ir)
+           env = SCM_CDR (env);
+         env = SCM_CAAR (env);
+         for (ir = SCM_IDIST (c); ir != 0; --ir)
+           env = SCM_CDR (env);
+
+         SCM_SETCAR (form, SCM_ICDRP (c) ? env : SCM_CAR (env));
+       }
+      return form;
+    }
 }
 
-#define SCM_BIT7(x) (127 & SCM_UNPACK (x))
+#endif
+
+/*****************************************************************************/
+/*****************************************************************************/
+/*                 The definitions for execution start here.                 */
+/*****************************************************************************/
+/*****************************************************************************/
+
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_enter_frame, "enter-frame");
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_apply_frame, "apply-frame");
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_exit_frame, "exit-frame");
+SCM_GLOBAL_SYMBOL (scm_sym_trace, "trace");
+SCM_SYMBOL (sym_instead, "instead");
 
 /* A function object to implement "apply" for non-closure functions.  */
 static SCM f_apply;
 /* An endless list consisting of #<undefined> objects:  */
 static SCM undefineds;
 
-/* scm_unmemocopy takes a memoized expression together with its
- * environment and rewrites it to its original form.  Thus, it is the
- * inversion of the rewrite rules above.  The procedure is not
- * optimized for speed.  It's used in scm_iprin1 when printing the
- * code of a closure, in scm_procedure_source, in display_frame when
- * generating the source for a stackframe in a backtrace, and in
- * display_expression.
+
+int
+scm_badargsp (SCM formals, SCM args)
+{
+  while (!scm_is_null (formals))
+    {
+      if (!scm_is_pair (formals)) 
+        return 0;
+      if (scm_is_null (args)) 
+        return 1;
+      formals = SCM_CDR (formals);
+      args = SCM_CDR (args);
+    }
+  return !scm_is_null (args) ? 1 : 0;
+}
+
+\f
+
+/* The evaluator contains a plethora of EVAL symbols.  This is an attempt at
+ * explanation.
+ *
+ * The following macros should be used in code which is read twice (where the
+ * choice of evaluator is hard soldered):
+ *
+ *   CEVAL is the symbol used within one evaluator to call itself.
+ *   Originally, it is defined to ceval, but is redefined to deval during the
+ *   second pass.
+ *  
+ *   SCM_I_EVALIM is used when it is known that the expression is an
+ *   immediate.  (This macro never calls an evaluator.)
  *
- * Unmemoizing is not a reliable process.  You cannot in general
- * expect to get the original source back.
+ *   EVAL evaluates an expression that is expected to have its symbols already
+ *   memoized.  Expressions that are not of the form '(<form> <form> ...)' are
+ *   evaluated inline without calling an evaluator.
  *
- * However, GOOPS currently relies on this for method compilation.
- * This ought to change.
+ *   EVALCAR evaluates the car of an expression 'X:(Y:<form> <form> ...)',
+ *   potentially replacing a symbol at the position Y:<form> by its memoized
+ *   variable.  If Y:<form> is not of the form '(<form> <form> ...)', the
+ *   evaluation is performed inline without calling an evaluator.
+ *  
+ * The following macros should be used in code which is read once
+ * (where the choice of evaluator is dynamic):
+ *
+ *   SCM_I_XEVAL corresponds to EVAL, but uses ceval *or* deval depending on the
+ *   debugging mode.
+ *  
+ *   SCM_I_XEVALCAR corresponds to EVALCAR, but uses ceval *or* deval depending
+ *   on the debugging mode.
+ *
+ * The main motivation for keeping this plethora is efficiency
+ * together with maintainability (=> locality of code).
  */
 
-static SCM
-build_binding_list (SCM names, SCM inits)
+static SCM ceval (SCM x, SCM env);
+static SCM deval (SCM x, SCM env);
+#define CEVAL ceval
+
+
+#define SCM_I_EVALIM2(x) \
+  ((scm_is_eq ((x), SCM_EOL) \
+    ? syntax_error (s_empty_combination, (x), SCM_UNDEFINED), 0 \
+    : 0), \
+   (x))
+
+#define SCM_I_EVALIM(x, env) (SCM_ILOCP (x) \
+                            ? *scm_ilookup ((x), (env)) \
+                           : SCM_I_EVALIM2(x))
+
+#define SCM_I_XEVAL(x, env) \
+  (SCM_IMP (x) \
+   ? SCM_I_EVALIM2 (x) \
+   : (SCM_VARIABLEP (x) \
+      ? SCM_VARIABLE_REF (x) \
+      : (scm_is_pair (x) \
+         ? (scm_debug_mode_p \
+            ? deval ((x), (env)) \
+            : ceval ((x), (env))) \
+         : (x))))
+
+#define SCM_I_XEVALCAR(x, env) \
+  (SCM_IMP (SCM_CAR (x)) \
+   ? SCM_I_EVALIM (SCM_CAR (x), (env)) \
+   : (SCM_VARIABLEP (SCM_CAR (x)) \
+      ? SCM_VARIABLE_REF (SCM_CAR (x)) \
+      : (scm_is_pair (SCM_CAR (x)) \
+         ? (scm_debug_mode_p \
+            ? deval (SCM_CAR (x), (env)) \
+            : ceval (SCM_CAR (x), (env))) \
+         : (!scm_is_symbol (SCM_CAR (x)) \
+            ? SCM_CAR (x) \
+            : *scm_lookupcar ((x), (env), 1)))))
+
+#define EVAL(x, env) \
+  (SCM_IMP (x) \
+   ? SCM_I_EVALIM ((x), (env)) \
+   : (SCM_VARIABLEP (x) \
+      ? SCM_VARIABLE_REF (x) \
+      : (scm_is_pair (x) \
+         ? CEVAL ((x), (env)) \
+         : (x))))
+
+#define EVALCAR(x, env) \
+  (SCM_IMP (SCM_CAR (x)) \
+   ? SCM_I_EVALIM (SCM_CAR (x), (env)) \
+   : (SCM_VARIABLEP (SCM_CAR (x)) \
+      ? SCM_VARIABLE_REF (SCM_CAR (x)) \
+      : (scm_is_pair (SCM_CAR (x)) \
+         ? CEVAL (SCM_CAR (x), (env)) \
+         : (!scm_is_symbol (SCM_CAR (x)) \
+            ? SCM_CAR (x) \
+            :  *scm_lookupcar ((x), (env), 1)))))
+
+scm_i_pthread_mutex_t source_mutex;
+
+
+/* Lookup a given local variable in an environment.  The local variable is
+ * given as an iloc, that is a triple <frame, binding, last?>, where frame
+ * indicates the relative number of the environment frame (counting upwards
+ * from the innermost environment frame), binding indicates the number of the
+ * binding within the frame, and last? (which is extracted from the iloc using
+ * the macro SCM_ICDRP) indicates whether the binding forms the binding at the
+ * very end of the improper list of bindings.  */
+SCM *
+scm_ilookup (SCM iloc, SCM env)
 {
-  SCM bindings = SCM_EOL;
-  while (!SCM_NULLP (names))
-    {
-      SCM binding = scm_list_2 (SCM_CAR (names), SCM_CAR (inits));
-      bindings = scm_cons (binding, bindings);
-      names = SCM_CDR (names);
-      inits = SCM_CDR (inits);
-    }
-  return bindings;
+  unsigned int frame_nr = SCM_IFRAME (iloc);
+  unsigned int binding_nr = SCM_IDIST (iloc);
+  SCM frames = env;
+  SCM bindings;
+  for (; 0 != frame_nr; --frame_nr)
+    frames = SCM_CDR (frames);
+
+  bindings = SCM_CAR (frames);
+  for (; 0 != binding_nr; --binding_nr)
+    bindings = SCM_CDR (bindings);
+
+  if (SCM_ICDRP (iloc))
+    return SCM_CDRLOC (bindings);
+  return SCM_CARLOC (SCM_CDR (bindings));
 }
 
-static SCM
-unmemocopy (SCM x, SCM env)
+
+SCM_SYMBOL (scm_unbound_variable_key, "unbound-variable");
+
+static void error_unbound_variable (SCM symbol) SCM_NORETURN;
+static void error_defined_variable (SCM symbol) SCM_NORETURN;
+
+/* Call this for variables that are unfound.
+ */
+static void
+error_unbound_variable (SCM symbol)
 {
-  SCM ls, z;
-  SCM p;
+  scm_error (scm_unbound_variable_key, NULL,
+            "Unbound variable: ~S",
+            scm_list_1 (symbol), SCM_BOOL_F);
+}
 
-  if (SCM_VECTORP (x))
-    {
-      return scm_list_2 (scm_sym_quote, x);
-    }
-  else if (!SCM_CONSP (x))
-    return x;
+/* Call this for variables that are found but contain SCM_UNDEFINED.
+ */
+static void
+error_defined_variable (SCM symbol)
+{
+  /* We use the 'unbound-variable' key here as well, since it
+     basically is the same kind of error, with a slight variation in
+     the displayed message.
+  */
+  scm_error (scm_unbound_variable_key, NULL,
+            "Variable used before given a value: ~S",
+            scm_list_1 (symbol), SCM_BOOL_F);
+}
 
-  p = scm_whash_lookup (scm_source_whash, x);
-  switch (SCM_ITAG7 (SCM_CAR (x)))
-    {
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_AND):
-      ls = z = scm_cons (scm_sym_and, SCM_UNSPECIFIED);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_BEGIN):
-      ls = z = scm_cons (scm_sym_begin, SCM_UNSPECIFIED);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_CASE):
-      ls = z = scm_cons (scm_sym_case, SCM_UNSPECIFIED);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_COND):
-      ls = z = scm_cons (scm_sym_cond, SCM_UNSPECIFIED);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_DO):
-      {
-       /* format: (#@do (i1 ... ik) (nk nk-1 ...) (test) (body) s1 ... sk),
-        * where ix is an initializer for a local variable, nx is the name of
-        * the local variable, test is the test clause of the do loop, body is
-        * the body of the do loop and sx are the step clauses for the local
-        * variables.  */
-       SCM names, inits, test, memoized_body, steps, bindings;
-
-       x = SCM_CDR (x);
-       inits = scm_reverse (unmemocopy (SCM_CAR (x), env));
-       x = SCM_CDR (x);
-       names = SCM_CAR (x);
-       env = SCM_EXTEND_ENV (names, SCM_EOL, env);
-       x = SCM_CDR (x);
-       test = unmemocopy (SCM_CAR (x), env);
-       x = SCM_CDR (x);
-       memoized_body = SCM_CAR (x);
-       x = SCM_CDR (x);
-       steps = scm_reverse (unmemocopy (x, env));
-
-       /* build transformed binding list */
-       bindings = SCM_EOL;
-       while (!SCM_NULLP (names))
-         {
-           SCM name = SCM_CAR (names);
-           SCM init = SCM_CAR (inits);
-           SCM step = SCM_CAR (steps);
-           step = SCM_EQ_P (step, name) ? SCM_EOL : scm_list_1 (step);
 
-           bindings = scm_cons (scm_cons2 (name, init, step), bindings);
+/* The Lookup Car Race
+    - by Eva Luator
 
-           names = SCM_CDR (names);
-           inits = SCM_CDR (inits);
-           steps = SCM_CDR (steps);
-         }
-       z = scm_cons (test, SCM_UNSPECIFIED);
-       ls = scm_cons2 (scm_sym_do, bindings, z);
+   Memoization of variables and special forms is done while executing
+   the code for the first time.  As long as there is only one thread
+   everything is fine, but as soon as two threads execute the same
+   code concurrently `for the first time' they can come into conflict.
 
-       x = scm_cons (SCM_BOOL_F, memoized_body);
-       break;
-      }
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_IF):
-      ls = z = scm_cons (scm_sym_if, SCM_UNSPECIFIED);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_LET):
-      {
-       /* format: (#@let (nk nk-1 ...) (i1 ... ik) b1 ...),
-        * where nx is the name of a local variable, ix is an initializer for
-        * the local variable and by are the body clauses.  */
-       SCM names, inits, bindings;
-
-       x = SCM_CDR (x);
-       names = SCM_CAR (x);
-       x = SCM_CDR (x);
-       inits = scm_reverse (unmemocopy (SCM_CAR (x), env));
-       env = SCM_EXTEND_ENV (names, SCM_EOL, env);
-
-       bindings = build_binding_list (names, inits);
-       z = scm_cons (bindings, SCM_UNSPECIFIED);
-       ls = scm_cons (scm_sym_let, z);
+   This memoization includes rewriting variable references into more
+   efficient forms and expanding macros.  Furthermore, macro expansion
+   includes `compiling' special forms like `let', `cond', etc. into
+   tree-code instructions.
+
+   There shouldn't normally be a problem with memoizing local and
+   global variable references (into ilocs and variables), because all
+   threads will mutate the code in *exactly* the same way and (if I
+   read the C code correctly) it is not possible to observe a half-way
+   mutated cons cell.  The lookup procedure can handle this
+   transparently without any critical sections.
+
+   It is different with macro expansion, because macro expansion
+   happens outside of the lookup procedure and can't be
+   undone. Therefore the lookup procedure can't cope with it.  It has
+   to indicate failure when it detects a lost race and hope that the
+   caller can handle it.  Luckily, it turns out that this is the case.
+
+   An example to illustrate this: Suppose that the following form will
+   be memoized concurrently by two threads
+
+       (let ((x 12)) x)
+
+   Let's first examine the lookup of X in the body.  The first thread
+   decides that it has to find the symbol "x" in the environment and
+   starts to scan it.  Then the other thread takes over and actually
+   overtakes the first.  It looks up "x" and substitutes an
+   appropriate iloc for it.  Now the first thread continues and
+   completes its lookup.  It comes to exactly the same conclusions as
+   the second one and could - without much ado - just overwrite the
+   iloc with the same iloc.
+
+   But let's see what will happen when the race occurs while looking
+   up the symbol "let" at the start of the form.  It could happen that
+   the second thread interrupts the lookup of the first thread and not
+   only substitutes a variable for it but goes right ahead and
+   replaces it with the compiled form (#@let* (x 12) x).  Now, when
+   the first thread completes its lookup, it would replace the #@let*
+   with a variable containing the "let" binding, effectively reverting
+   the form to (let (x 12) x).  This is wrong.  It has to detect that
+   it has lost the race and the evaluator has to reconsider the
+   changed form completely.
+
+   This race condition could be resolved with some kind of traffic
+   light (like mutexes) around scm_lookupcar, but I think that it is
+   best to avoid them in this case.  They would serialize memoization
+   completely and because lookup involves calling arbitrary Scheme
+   code (via the lookup-thunk), threads could be blocked for an
+   arbitrary amount of time or even deadlock.  But with the current
+   solution a lot of unnecessary work is potentially done. */
+
+/* SCM_LOOKUPCAR1 is what SCM_LOOKUPCAR used to be but is allowed to
+   return NULL to indicate a failed lookup due to some race conditions
+   between threads.  This only happens when VLOC is the first cell of
+   a special form that will eventually be memoized (like `let', etc.)
+   In that case the whole lookup is bogus and the caller has to
+   reconsider the complete special form.
+
+   SCM_LOOKUPCAR is still there, of course.  It just calls
+   SCM_LOOKUPCAR1 and aborts on receiving NULL.  So SCM_LOOKUPCAR
+   should only be called when it is known that VLOC is not the first
+   pair of a special form.  Otherwise, use SCM_LOOKUPCAR1 and check
+   for NULL.  I think I've found the only places where this
+   applies. */
+
+static SCM *
+scm_lookupcar1 (SCM vloc, SCM genv, int check)
+{
+  SCM env = genv;
+  register SCM *al, fl, var = SCM_CAR (vloc);
+  register SCM iloc = SCM_ILOC00;
+  for (; SCM_NIMP (env); env = SCM_CDR (env))
+    {
+      if (!scm_is_pair (SCM_CAR (env)))
        break;
-      }
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_LETREC):
+      al = SCM_CARLOC (env);
+      for (fl = SCM_CAR (*al); SCM_NIMP (fl); fl = SCM_CDR (fl))
+       {
+         if (!scm_is_pair (fl))
+           {
+             if (scm_is_eq (fl, var))
+             {
+               if (!scm_is_eq (SCM_CAR (vloc), var))
+                 goto race;
+               SCM_SET_CELL_WORD_0 (vloc, SCM_UNPACK (iloc) + SCM_ICDR);
+               return SCM_CDRLOC (*al);
+             }
+             else
+               break;
+           }
+         al = SCM_CDRLOC (*al);
+         if (scm_is_eq (SCM_CAR (fl), var))
+           {
+             if (SCM_UNBNDP (SCM_CAR (*al)))
+               error_defined_variable (var);
+             if (!scm_is_eq (SCM_CAR (vloc), var))
+               goto race;
+             SCM_SETCAR (vloc, iloc);
+             return SCM_CARLOC (*al);
+           }
+         iloc = SCM_PACK (SCM_UNPACK (iloc) + SCM_IDINC);
+       }
+      iloc = SCM_PACK ((~SCM_IDSTMSK) & (SCM_UNPACK(iloc) + SCM_IFRINC));
+    }
+  {
+    SCM top_thunk, real_var;
+    if (SCM_NIMP (env))
       {
-       /* format: (#@letrec (nk nk-1 ...) (i1 ... ik) b1 ...),
-        * where nx is the name of a local variable, ix is an initializer for
-        * the local variable and by are the body clauses.  */
-       SCM names, inits, bindings;
-
-       x = SCM_CDR (x);
-       names = SCM_CAR (x);
-       env = SCM_EXTEND_ENV (names, SCM_EOL, env);
-       x = SCM_CDR (x);
-       inits = scm_reverse (unmemocopy (SCM_CAR (x), env));
-
-       bindings = build_binding_list (names, inits);
-       z = scm_cons (bindings, SCM_UNSPECIFIED);
-       ls = scm_cons (scm_sym_letrec, z);
-       break;
+       top_thunk = SCM_CAR (env); /* env now refers to a
+                                     top level env thunk */
+       env = SCM_CDR (env);
       }
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_LETSTAR):
+    else
+      top_thunk = SCM_BOOL_F;
+    real_var = scm_sym2var (var, top_thunk, SCM_BOOL_F);
+    if (scm_is_false (real_var))
+      goto errout;
+
+    if (!scm_is_null (env) || SCM_UNBNDP (SCM_VARIABLE_REF (real_var)))
       {
-       SCM b, y;
-       x = SCM_CDR (x);
-       b = SCM_CAR (x);
-       y = SCM_EOL;
-       if SCM_IMP (b)
-         {
-           env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_EOL, SCM_EOL, env);
-           goto letstar;
-         }
-       y = z = scm_acons (SCM_CAR (b),
-                          unmemocar (
-       scm_cons (unmemocopy (SCM_CADR (b), env), SCM_EOL), env),
-                          SCM_UNSPECIFIED);
-       env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (b), SCM_BOOL_F, env);
-       b = SCM_CDDR (b);
-       if (SCM_IMP (b))
+      errout:
+       if (check)
          {
-           SCM_SETCDR (y, SCM_EOL);
-            z = scm_cons (y, SCM_UNSPECIFIED);
-            ls = scm_cons (scm_sym_let, z);
-           break;
+           if (scm_is_null (env))
+              error_unbound_variable (var);
+           else
+             scm_misc_error (NULL, "Damaged environment: ~S",
+                             scm_list_1 (var));
          }
-       do
+       else 
          {
-           SCM_SETCDR (z, scm_acons (SCM_CAR (b),
-                                     unmemocar (
-           scm_list_1 (unmemocopy (SCM_CADR (b), env)), env),
-                                     SCM_UNSPECIFIED));
-           z = SCM_CDR (z);
-           env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (b), SCM_BOOL_F, env);
-           b = SCM_CDDR (b);
+           /* A variable could not be found, but we shall
+              not throw an error. */
+           static SCM undef_object = SCM_UNDEFINED;
+           return &undef_object;
          }
-       while (SCM_NIMP (b));
-       SCM_SETCDR (z, SCM_EOL);
-      letstar:
-        z = scm_cons (y, SCM_UNSPECIFIED);
-        ls = scm_cons (scm_sym_letstar, z);
-       break;
       }
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_OR):
-      ls = z = scm_cons (scm_sym_or, SCM_UNSPECIFIED);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_LAMBDA):
-      x = SCM_CDR (x);
-      z = scm_cons (SCM_CAR (x), SCM_UNSPECIFIED);
-      ls = scm_cons (scm_sym_lambda, z);
-      env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (x), SCM_EOL, env);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_QUOTE):
-      ls = z = scm_cons (scm_sym_quote, SCM_UNSPECIFIED);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_SET_X):
-      ls = z = scm_cons (scm_sym_set_x, SCM_UNSPECIFIED);
-      break;
-    case SCM_BIT7 (SCM_MAKISYM (0)):
-      z = SCM_CAR (x);
-      switch (SCM_ISYMNUM (z))
-       {
-        case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_DEFINE)):
-          {
-            SCM n;
-            x = SCM_CDR (x);
-            n = SCM_CAR (x);
-            z = scm_cons (n, SCM_UNSPECIFIED);
-            ls = scm_cons (scm_sym_define, z);
-            if (!SCM_NULLP (env))
-              env = scm_cons (scm_cons (scm_cons (n, SCM_CAAR (env)),
-                                        SCM_CDAR (env)),
-                              SCM_CDR (env));
-            break;
-          }
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_APPLY)):
-         ls = z = scm_cons (scm_sym_atapply, SCM_UNSPECIFIED);
-         goto loop;
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_CONT)):
-         ls = z = scm_cons (scm_sym_atcall_cc, SCM_UNSPECIFIED);
-         goto loop;
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_DELAY)):
-         ls = z = scm_cons (scm_sym_delay, SCM_UNSPECIFIED);
-         x = SCM_CDR (x);
-         goto loop;
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_FUTURE)):
-         ls = z = scm_cons (scm_sym_future, SCM_UNSPECIFIED);
-         x = SCM_CDR (x);
-         goto loop;
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_CALL_WITH_VALUES)):
-         ls = z = scm_cons (scm_sym_at_call_with_values, SCM_UNSPECIFIED);
-         goto loop;
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_ELSE)):
-         ls = z = scm_cons (scm_sym_else, SCM_UNSPECIFIED);
-         goto loop;
-       default:
-         /* appease the Sun compiler god: */ ;
-       }
-    default:
-      ls = z = unmemocar (scm_cons (unmemocopy (SCM_CAR (x), env),
-                                   SCM_UNSPECIFIED),
-                         env);
-    }
-loop:
-  x = SCM_CDR (x);
-  while (SCM_CONSP (x))
-    {
-      SCM form = SCM_CAR (x);
-      if (!SCM_ISYMP (form))
-       {
-         SCM copy = scm_cons (unmemocopy (form, env), SCM_UNSPECIFIED);
-         SCM_SETCDR (z, unmemocar (copy, env));
-         z = SCM_CDR (z);
-       }
-      else if (SCM_EQ_P (form, SCM_IM_ARROW))
-        {
-         SCM_SETCDR (z, scm_cons (scm_sym_arrow, SCM_UNSPECIFIED));
-         z = SCM_CDR (z);
-        }
-      x = SCM_CDR (x);
-    }
-  SCM_SETCDR (z, x);
-  if (!SCM_FALSEP (p))
-    scm_whash_insert (scm_source_whash, ls, p);
-  return ls;
+
+    if (!scm_is_eq (SCM_CAR (vloc), var))
+      {
+       /* Some other thread has changed the very cell we are working
+          on.  In effect, it must have done our job or messed it up
+          completely. */
+      race:
+       var = SCM_CAR (vloc);
+       if (SCM_VARIABLEP (var))
+         return SCM_VARIABLE_LOC (var);
+       if (SCM_ILOCP (var))
+         return scm_ilookup (var, genv);
+       /* We can't cope with anything else than variables and ilocs.  When
+          a special form has been memoized (i.e. `let' into `#@let') we
+          return NULL and expect the calling function to do the right
+          thing.  For the evaluator, this means going back and redoing
+          the dispatch on the car of the form. */
+       return NULL;
+      }
+
+    SCM_SETCAR (vloc, real_var);
+    return SCM_VARIABLE_LOC (real_var);
+  }
 }
 
+SCM *
+scm_lookupcar (SCM vloc, SCM genv, int check)
+{
+  SCM *loc = scm_lookupcar1 (vloc, genv, check);
+  if (loc == NULL)
+    abort ();
+  return loc;
+}
 
-SCM
-scm_unmemocopy (SCM x, SCM env)
+
+/* During execution, look up a symbol in the top level of the given local
+ * environment and return the corresponding variable object.  If no binding
+ * for the symbol can be found, an 'Unbound variable' error is signalled.  */
+static SCM
+lazy_memoize_variable (const SCM symbol, const SCM environment)
 {
-  if (!SCM_NULLP (env))
-    /* Make a copy of the lowest frame to protect it from
-       modifications by SCM_IM_DEFINE */
-    return unmemocopy (x, scm_cons (SCM_CAR (env), SCM_CDR (env)));
+  const SCM top_level = scm_env_top_level (environment);
+  const SCM variable = scm_sym2var (symbol, top_level, SCM_BOOL_F);
+
+  if (scm_is_false (variable))
+    error_unbound_variable (symbol);
   else
-    return unmemocopy (x, env);
+    return variable;
 }
 
 
-int 
-scm_badargsp (SCM formals, SCM args)
+SCM
+scm_eval_car (SCM pair, SCM env)
 {
-  while (!SCM_NULLP (formals))
-    {
-      if (!SCM_CONSP (formals)) 
-        return 0;
-      if (SCM_NULLP (args)) 
-        return 1;
-      formals = SCM_CDR (formals);
-      args = SCM_CDR (args);
-    }
-  return !SCM_NULLP (args) ? 1 : 0;
+  return SCM_I_XEVALCAR (pair, env);
 }
 
-\f
+
 SCM 
 scm_eval_args (SCM l, SCM env, SCM proc)
 {
   SCM results = SCM_EOL, *lloc = &results, res;
-  while (SCM_CONSP (l))
+  while (scm_is_pair (l))
     {
       res = EVALCAR (l, env);
 
@@ -2178,7 +2951,7 @@ scm_eval_args (SCM l, SCM env, SCM proc)
       lloc = SCM_CDRLOC (*lloc);
       l = SCM_CDR (l);
     }
-  if (!SCM_NULLP (l))
+  if (!scm_is_null (l))
     scm_wrong_num_args (proc);
   return results;
 }
@@ -2188,28 +2961,30 @@ SCM
 scm_eval_body (SCM code, SCM env)
 {
   SCM next;
+
  again:
   next = SCM_CDR (code);
-  while (!SCM_NULLP (next))
+  while (!scm_is_null (next))
     {
       if (SCM_IMP (SCM_CAR (code)))
        {
          if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (code)))
            {
-             scm_rec_mutex_lock (&source_mutex);
+             scm_dynwind_begin (0);
+             scm_i_dynwind_pthread_mutex_lock (&source_mutex);
              /* check for race condition */
              if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (code)))
-               code = scm_m_expand_body (code, env);
-             scm_rec_mutex_unlock (&source_mutex);
+               m_expand_body (code, env);
+             scm_dynwind_end ();
              goto again;
            }
        }
       else
-       SCM_XEVAL (SCM_CAR (code), env);
+       SCM_I_XEVAL (SCM_CAR (code), env);
       code = next;
       next = SCM_CDR (code);
     }
-  return SCM_XEVALCAR (code, env);
+  return SCM_I_XEVALCAR (code, env);
 }
 
 #endif /* !DEVAL */
@@ -2234,13 +3009,16 @@ scm_eval_body (SCM code, SCM env)
 
 #else /* !DEVAL */
 
-#undef SCM_CEVAL
-#define SCM_CEVAL scm_deval    /* Substitute all uses of scm_ceval */
+#undef CEVAL
+#define CEVAL deval    /* Substitute all uses of ceval */
+
 #undef SCM_APPLY
 #define SCM_APPLY scm_dapply
+
 #undef PREP_APPLY
 #define PREP_APPLY(p, l) \
 { ++debug.info; debug.info->a.proc = p; debug.info->a.args = l; }
+
 #undef ENTER_APPLY
 #define ENTER_APPLY \
 do { \
@@ -2248,46 +3026,29 @@ do { \
   if (scm_check_apply_p && SCM_TRAPS_P)\
     if (SCM_APPLY_FRAME_P || (SCM_TRACE_P && PROCTRACEP (proc)))\
       {\
-       SCM tmp, tail = SCM_BOOL(SCM_TRACED_FRAME_P (debug)); \
+       SCM tmp, tail = scm_from_bool(SCM_TRACED_FRAME_P (debug)); \
        SCM_SET_TRACED_FRAME (debug); \
        SCM_TRAPS_P = 0;\
-       if (SCM_CHEAPTRAPS_P)\
-         {\
-           tmp = scm_make_debugobj (&debug);\
-           scm_call_3 (SCM_APPLY_FRAME_HDLR, scm_sym_apply_frame, tmp, tail);\
-         }\
-       else\
-         {\
-            int first;\
-           tmp = scm_make_continuation (&first);\
-           if (first)\
-             scm_call_3 (SCM_APPLY_FRAME_HDLR, scm_sym_apply_frame, tmp, tail);\
-         }\
+        tmp = scm_make_debugobj (&debug);\
+       scm_call_3 (SCM_APPLY_FRAME_HDLR, scm_sym_apply_frame, tmp, tail);\
        SCM_TRAPS_P = 1;\
       }\
 } while (0)
+
 #undef RETURN
 #define RETURN(e) do { proc = (e); goto exit; } while (0)
+
 #ifdef STACK_CHECKING
 #ifndef EVAL_STACK_CHECKING
 #define EVAL_STACK_CHECKING
 #endif
 #endif
 
-/* scm_ceval_ptr points to the currently selected evaluator.
- * *fixme*: Although efficiency is important here, this state variable
- * should probably not be a global.  It should be related to the
- * current repl.
- */
-
 
-SCM (*scm_ceval_ptr) (SCM x, SCM env);
-
-/* scm_last_debug_frame contains a pointer to the last debugging
- * information stack frame.  It is accessed very often from the
- * debugging evaluator, so it should probably not be indirectly
- * addressed.  Better to save and restore it from the current root at
- * any stack swaps.
+/* scm_last_debug_frame contains a pointer to the last debugging information
+ * stack frame.  It is accessed very often from the debugging evaluator, so it
+ * should probably not be indirectly addressed.  Better to save and restore it
+ * from the current root at any stack swaps.
  */
 
 /* scm_debug_eframe_size is the number of slots available for pseudo
@@ -2296,7 +3057,10 @@ SCM (*scm_ceval_ptr) (SCM x, SCM env);
 
 long scm_debug_eframe_size;
 
-int scm_debug_mode, scm_check_entry_p, scm_check_apply_p, scm_check_exit_p;
+int scm_debug_mode_p;
+int scm_check_entry_p;
+int scm_check_apply_p;
+int scm_check_exit_p;
 
 long scm_eval_stack;
 
@@ -2306,7 +3070,7 @@ scm_t_option scm_eval_opts[] = {
 
 scm_t_option scm_debug_opts[] = {
   { SCM_OPTION_BOOLEAN, "cheap", 1,
-    "*Flyweight representation of the stack at traps." },
+    "*This option is now obsolete.  Setting it has no effect." },
   { SCM_OPTION_BOOLEAN, "breakpoints", 0, "*Check for breakpoints." },
   { SCM_OPTION_BOOLEAN, "trace", 0, "*Trace mode." },
   { SCM_OPTION_BOOLEAN, "procnames", 1,
@@ -2323,7 +3087,8 @@ scm_t_option scm_debug_opts[] = {
   { SCM_OPTION_BOOLEAN, "backtrace", 0, "Show backtrace on error." },
   { SCM_OPTION_BOOLEAN, "debug", 0, "Use the debugging evaluator." },
   { SCM_OPTION_INTEGER, "stack", 20000, "Stack size limit (measured in words; 0 = no check)." },
-  { SCM_OPTION_SCM, "show-file-name", (unsigned long)SCM_BOOL_T, "Show file names and line numbers in backtraces when not `#f'.  A value of `base' displays only base names, while `#t' displays full names."}
+  { SCM_OPTION_SCM, "show-file-name", (unsigned long)SCM_BOOL_T, "Show file names and line numbers in backtraces when not `#f'.  A value of `base' displays only base names, while `#t' displays full names."},
+  { SCM_OPTION_BOOLEAN, "warn-deprecated", 0, "Warn when deprecated features are used." }
 };
 
 scm_t_option scm_evaluator_trap_table[] = {
@@ -2344,13 +3109,16 @@ SCM_DEFINE (scm_eval_options_interface, "eval-options-interface", 0, 1, 0,
 #define FUNC_NAME s_scm_eval_options_interface
 {
   SCM ans;
-  SCM_DEFER_INTS;
+  
+  scm_dynwind_begin (0);
+  scm_dynwind_critical_section (SCM_BOOL_F);
   ans = scm_options (setting,
                     scm_eval_opts,
                     SCM_N_EVAL_OPTIONS,
                     FUNC_NAME);
   scm_eval_stack = SCM_EVAL_STACK * sizeof (void *);
-  SCM_ALLOW_INTS;
+  scm_dynwind_end ();
+
   return ans;
 }
 #undef FUNC_NAME
@@ -2362,13 +3130,14 @@ SCM_DEFINE (scm_evaluator_traps, "evaluator-traps-interface", 0, 1, 0,
 #define FUNC_NAME s_scm_evaluator_traps
 {
   SCM ans;
-  SCM_DEFER_INTS;
+  SCM_CRITICAL_SECTION_START;
   ans = scm_options (setting,
                     scm_evaluator_trap_table,
                     SCM_N_EVALUATOR_TRAPS,
                     FUNC_NAME);
+  /* njrev: same again. */
   SCM_RESET_DEBUG_MODE;
-  SCM_ALLOW_INTS;
+  SCM_CRITICAL_SECTION_END;
   return ans;
 }
 #undef FUNC_NAME
@@ -2377,20 +3146,44 @@ SCM_DEFINE (scm_evaluator_traps, "evaluator-traps-interface", 0, 1, 0,
 static SCM
 deval_args (SCM l, SCM env, SCM proc, SCM *lloc)
 {
-  SCM *results = lloc, res;
-  while (SCM_CONSP (l))
+  SCM *results = lloc;
+  while (scm_is_pair (l))
     {
-      res = EVALCAR (l, env);
+      const SCM res = EVALCAR (l, env);
 
       *lloc = scm_list_1 (res);
       lloc = SCM_CDRLOC (*lloc);
       l = SCM_CDR (l);
     }
-  if (!SCM_NULLP (l))
+  if (!scm_is_null (l))
     scm_wrong_num_args (proc);
   return *results;
 }
 
+static void
+eval_letrec_inits (SCM env, SCM init_forms, SCM **init_values_eol)
+{
+  SCM argv[10];
+  int i = 0, imax = sizeof (argv) / sizeof (SCM);
+
+  while (!scm_is_null (init_forms))
+    {
+      if (imax == i)
+       {
+         eval_letrec_inits (env, init_forms, init_values_eol);
+         break;
+       }
+      argv[i++] = EVALCAR (init_forms, env);
+      init_forms = SCM_CDR (init_forms);
+    }
+
+  for (i--; i >= 0; i--)
+    {
+      **init_values_eol = scm_list_1 (argv[i]);
+      *init_values_eol = SCM_CDRLOC (**init_values_eol);
+    }
+}
+
 #endif /* !DEVAL */
 
 
@@ -2408,54 +3201,44 @@ deval_args (SCM l, SCM env, SCM proc, SCM *lloc)
   } while (0)
 
 
+#define SCM_VALIDATE_NON_EMPTY_COMBINATION(x) \
+  ASSERT_SYNTAX (!scm_is_eq ((x), SCM_EOL), s_empty_combination, x)
+
+
 /* This is the evaluator.  Like any real monster, it has three heads:
  *
- * scm_ceval is the non-debugging evaluator, scm_deval is the debugging
- * version.  Both are implemented using a common code base, using the
- * following mechanism:  SCM_CEVAL is a macro, which is either defined to
- * scm_ceval or scm_deval.  Thus, there is no function SCM_CEVAL, but the code
- * for SCM_CEVAL actually compiles to either scm_ceval or scm_deval.  When
- * SCM_CEVAL is defined to scm_ceval, it is known that the macro DEVAL is not
- * defined.  When SCM_CEVAL is defined to scm_deval, then the macro DEVAL is
- * known to be defined.  Thus, in SCM_CEVAL parts for the debugging evaluator
+ * ceval is the non-debugging evaluator, deval is the debugging version.  Both
+ * are implemented using a common code base, using the following mechanism:
+ * CEVAL is a macro, which is either defined to ceval or deval.  Thus, there
+ * is no function CEVAL, but the code for CEVAL actually compiles to either
+ * ceval or deval.  When CEVAL is defined to ceval, it is known that the macro
+ * DEVAL is not defined.  When CEVAL is defined to deval, then the macro DEVAL
+ * is known to be defined.  Thus, in CEVAL parts for the debugging evaluator
  * are enclosed within #ifdef DEVAL ... #endif.
  *
- * All three (scm_ceval, scm_deval and their common implementation SCM_CEVAL)
- * take two input parameters, x and env:  x is a single expression to be
- * evalutated.  env is the environment in which bindings are searched.
+ * All three (ceval, deval and their common implementation CEVAL) take two
+ * input parameters, x and env: x is a single expression to be evalutated.
+ * env is the environment in which bindings are searched.
  *
- * x is known to be a cell (i. e. a pair or any other non-immediate).  Since x
- * is a single expression, it is necessarily in a tail position.  If x is just
- * a call to another function like in the expression (foo exp1 exp2 ...), the
- * realization of that call therefore _must_not_ increase stack usage (the
- * evaluation of exp1, exp2 etc., however, may do so).  This is realized by
- * making extensive use of 'goto' statements within the evaluator:  The gotos
- * replace recursive calls to SCM_CEVAL, thus re-using the same stack frame
- * that SCM_CEVAL was already using.  If, however, x represents some form that
- * requires to evaluate a sequence of expressions like (begin exp1 exp2 ...),
- * then recursive calls to SCM_CEVAL are performed for all but the last
- * expression of that sequence. */
-
-#if 0
-SCM 
-scm_ceval (SCM x, SCM env)
-{}
-#endif
-
-#if 0
-SCM 
-scm_deval (SCM x, SCM env)
-{}
-#endif
+ * x is known to be a pair.  Since x is a single expression, it is necessarily
+ * in a tail position.  If x is just a call to another function like in the
+ * expression (foo exp1 exp2 ...), the realization of that call therefore
+ * _must_not_ increase stack usage (the evaluation of exp1, exp2 etc.,
+ * however, may do so).  This is realized by making extensive use of 'goto'
+ * statements within the evaluator: The gotos replace recursive calls to
+ * CEVAL, thus re-using the same stack frame that CEVAL was already using.
+ * If, however, x represents some form that requires to evaluate a sequence of
+ * expressions like (begin exp1 exp2 ...), then recursive calls to CEVAL are
+ * performed for all but the last expression of that sequence.  */
 
-SCM 
-SCM_CEVAL (SCM x, SCM env)
+static SCM
+CEVAL (SCM x, SCM env)
 {
   SCM proc, arg1;
 #ifdef DEVAL
   scm_t_debug_frame debug;
   scm_t_debug_info *debug_info_end;
-  debug.prev = scm_last_debug_frame;
+  debug.prev = scm_i_last_debug_frame ();
   debug.status = 0;
   /*
    * The debug.vect contains twice as much scm_t_debug_info frames as the
@@ -2467,7 +3250,7 @@ SCM_CEVAL (SCM x, SCM env)
                                            * sizeof (scm_t_debug_info));
   debug.info = debug.vect;
   debug_info_end = debug.vect + scm_debug_eframe_size;
-  scm_last_debug_frame = &debug;
+  scm_i_set_last_debug_frame (&debug);
 #endif
 #ifdef EVAL_STACK_CHECKING
   if (scm_stack_checking_enabled_p && SCM_STACK_OVERFLOW_P (&proc))
@@ -2513,409 +3296,404 @@ start:
          || (SCM_BREAKPOINTS_P && scm_c_source_property_breakpoint_p (x)))
        {
          SCM stackrep;
-         SCM tail = SCM_BOOL (SCM_TAILRECP (debug));
+         SCM tail = scm_from_bool (SCM_TAILRECP (debug));
          SCM_SET_TAILREC (debug);
-         if (SCM_CHEAPTRAPS_P)
-           stackrep = scm_make_debugobj (&debug);
-         else
-           {
-             int first;
-             SCM val = scm_make_continuation (&first);
-
-             if (first)
-               stackrep = val;
-             else
-               {
-                 x = val;
-                 if (SCM_IMP (x))
-                   RETURN (x);
-                 else
-                   /* This gives the possibility for the debugger to
-                      modify the source expression before evaluation. */
-                   goto dispatch;
-               }
-           }
+         stackrep = scm_make_debugobj (&debug);
          SCM_TRAPS_P = 0;
-         scm_call_4 (SCM_ENTER_FRAME_HDLR,
-                     scm_sym_enter_frame,
-                     stackrep,
-                     tail,
-                     scm_unmemocopy (x, env));
+         stackrep = scm_call_4 (SCM_ENTER_FRAME_HDLR,
+                                scm_sym_enter_frame,
+                                stackrep,
+                                tail,
+                                unmemoize_expression (x, env));
          SCM_TRAPS_P = 1;
+         if (scm_is_pair (stackrep) &&
+             scm_is_eq (SCM_CAR (stackrep), sym_instead))
+           {
+             /* This gives the possibility for the debugger to modify
+                the source expression before evaluation. */
+             x = SCM_CDR (stackrep);
+             if (SCM_IMP (x))
+               RETURN (x);
+           }
        }
     }
 #endif
 dispatch:
   SCM_TICK;
-  switch (SCM_TYP7 (x))
+  if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (x)))
     {
-    case scm_tc7_symbol:
-      /* Only happens when called at top level.  */
-      x = scm_cons (x, SCM_UNDEFINED);
-      RETURN (*scm_lookupcar (x, env, 1));
+      switch (ISYMNUM (SCM_CAR (x)))
+        {
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_AND)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          while (!scm_is_null (SCM_CDR (x)))
+            {
+              SCM test_result = EVALCAR (x, env);
+              if (scm_is_false (test_result) || SCM_NILP (test_result))
+                RETURN (SCM_BOOL_F);
+              else
+                x = SCM_CDR (x);
+            }
+          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+          goto carloop;
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_AND):
-      x = SCM_CDR (x);
-      while (!SCM_NULLP (SCM_CDR (x)))
-       {
-         SCM test_result = EVALCAR (x, env);
-         if (SCM_FALSEP (test_result) || SCM_NILP (test_result))
-           RETURN (SCM_BOOL_F);
-         else
-           x = SCM_CDR (x);
-       }
-      PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-      goto carloop;
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_BEGIN)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          if (scm_is_null (x))
+            RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_BEGIN):
-      x = SCM_CDR (x);
-      if (SCM_NULLP (x))
-       RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
+          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
 
-      PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+        begin:
+          /* If we are on toplevel with a lookup closure, we need to sync
+             with the current module. */
+          if (scm_is_pair (env) && !scm_is_pair (SCM_CAR (env)))
+            {
+              UPDATE_TOPLEVEL_ENV (env);
+              while (!scm_is_null (SCM_CDR (x)))
+                {
+                  EVALCAR (x, env);
+                  UPDATE_TOPLEVEL_ENV (env);
+                  x = SCM_CDR (x);
+                }
+              goto carloop;
+            }
+          else
+            goto nontoplevel_begin;
 
-    begin:
-      /* If we are on toplevel with a lookup closure, we need to sync
-         with the current module. */
-      if (SCM_CONSP (env) && !SCM_CONSP (SCM_CAR (env)))
-       {
-         UPDATE_TOPLEVEL_ENV (env);
-         while (!SCM_NULLP (SCM_CDR (x)))
-           {
-             EVALCAR (x, env);
-             UPDATE_TOPLEVEL_ENV (env);
-             x = SCM_CDR (x);
-           }
-         goto carloop;
-       }
-      else
-       goto nontoplevel_begin;
+        nontoplevel_begin:
+          while (!scm_is_null (SCM_CDR (x)))
+            {
+              const SCM form = SCM_CAR (x);
+              if (SCM_IMP (form))
+                {
+                  if (SCM_ISYMP (form))
+                    {
+                     scm_dynwind_begin (0);
+                     scm_i_dynwind_pthread_mutex_lock (&source_mutex);
+                      /* check for race condition */
+                      if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (x)))
+                        m_expand_body (x, env);
+                     scm_dynwind_end ();
+                      goto nontoplevel_begin;
+                    }
+                  else
+                    SCM_VALIDATE_NON_EMPTY_COMBINATION (form);
+                }
+              else
+                (void) EVAL (form, env);
+              x = SCM_CDR (x);
+            }
 
-    nontoplevel_begin:
-      while (!SCM_NULLP (SCM_CDR (x)))
-       {
-         SCM form = SCM_CAR (x);
-         if (SCM_IMP (form))
-           {
-             if (SCM_ISYMP (form))
-               {
-                 scm_rec_mutex_lock (&source_mutex);
-                 /* check for race condition */
-                 if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (x)))
-                   x = scm_m_expand_body (x, env);
-                 scm_rec_mutex_unlock (&source_mutex);
-                 goto nontoplevel_begin;
-               }
-             else
-               SCM_VALIDATE_NON_EMPTY_COMBINATION (form);
-           }
-         else
-           SCM_CEVAL (form, env);
-         x = SCM_CDR (x);
-       }
-      
-    carloop:
-      {
-       /* scm_eval last form in list */
-       SCM last_form = SCM_CAR (x);
+        carloop:
+          {
+            /* scm_eval last form in list */
+            const SCM last_form = SCM_CAR (x);
 
-       if (SCM_CONSP (last_form))
-         {
-           /* This is by far the most frequent case. */
-           x = last_form;
-           goto loop;          /* tail recurse */
-         }
-       else if (SCM_IMP (last_form))
-         RETURN (SCM_EVALIM (last_form, env));
-       else if (SCM_VARIABLEP (last_form))
-         RETURN (SCM_VARIABLE_REF (last_form));
-       else if (SCM_SYMBOLP (last_form))
-         RETURN (*scm_lookupcar (x, env, 1));
-       else
-         RETURN (last_form);
-      }
+            if (scm_is_pair (last_form))
+              {
+                /* This is by far the most frequent case. */
+                x = last_form;
+                goto loop;             /* tail recurse */
+              }
+            else if (SCM_IMP (last_form))
+              RETURN (SCM_I_EVALIM (last_form, env));
+            else if (SCM_VARIABLEP (last_form))
+              RETURN (SCM_VARIABLE_REF (last_form));
+            else if (scm_is_symbol (last_form))
+              RETURN (*scm_lookupcar (x, env, 1));
+            else
+              RETURN (last_form);
+          }
 
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_CASE):
-      x = SCM_CDR (x);
-      {
-       SCM key = EVALCAR (x, env);
-       x = SCM_CDR (x);
-       while (!SCM_NULLP (x))
-         {
-           SCM clause = SCM_CAR (x);
-           SCM labels = SCM_CAR (clause);
-           if (SCM_EQ_P (labels, SCM_IM_ELSE))
-             {
-               x = SCM_CDR (clause);
-               PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-               goto begin;
-             }
-           while (!SCM_NULLP (labels))
-             {
-               SCM label = SCM_CAR (labels);
-               if (SCM_EQ_P (label, key) || !SCM_FALSEP (scm_eqv_p (label, key)))
-                 {
-                   x = SCM_CDR (clause);
-                   PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-                   goto begin;
-                 }
-               labels = SCM_CDR (labels);
-             }
-           x = SCM_CDR (x);
-         }
-      }
-      RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_CASE)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          {
+            const SCM key = EVALCAR (x, env);
+            x = SCM_CDR (x);
+            while (!scm_is_null (x))
+              {
+                const SCM clause = SCM_CAR (x);
+                SCM labels = SCM_CAR (clause);
+                if (scm_is_eq (labels, SCM_IM_ELSE))
+                  {
+                    x = SCM_CDR (clause);
+                    PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+                    goto begin;
+                  }
+                while (!scm_is_null (labels))
+                  {
+                    const SCM label = SCM_CAR (labels);
+                    if (scm_is_eq (label, key)
+                        || scm_is_true (scm_eqv_p (label, key)))
+                      {
+                        x = SCM_CDR (clause);
+                        PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+                        goto begin;
+                      }
+                    labels = SCM_CDR (labels);
+                  }
+                x = SCM_CDR (x);
+              }
+          }
+          RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
 
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_COND):
-      x = SCM_CDR (x);
-      while (!SCM_NULLP (x))
-       {
-         SCM clause = SCM_CAR (x);
-         if (SCM_EQ_P (SCM_CAR (clause), SCM_IM_ELSE))
-           {
-             x = SCM_CDR (clause);
-             PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-             goto begin;
-           }
-         else
-           {
-             arg1 = EVALCAR (clause, env);
-             if (!SCM_FALSEP (arg1) && !SCM_NILP (arg1))
-               {
-                 x = SCM_CDR (clause);
-                 if (SCM_NULLP (x))
-                   RETURN (arg1);
-                 else if (!SCM_EQ_P (SCM_CAR (x), SCM_IM_ARROW))
-                   {
-                     PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-                     goto begin;
-                   }
-                 else
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_COND)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          while (!scm_is_null (x))
+            {
+              const SCM clause = SCM_CAR (x);
+              if (scm_is_eq (SCM_CAR (clause), SCM_IM_ELSE))
+                {
+                  x = SCM_CDR (clause);
+                  PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+                  goto begin;
+                }
+              else
+                {
+                  arg1 = EVALCAR (clause, env);
+                 /* SRFI 61 extended cond */
+                 if (!scm_is_null (SCM_CDR (clause))
+                     && !scm_is_null (SCM_CDDR (clause))
+                     && scm_is_eq (SCM_CADDR (clause), SCM_IM_ARROW))
                    {
-                     proc = SCM_CDR (x);
-                     proc = EVALCAR (proc, env);
-                     PREP_APPLY (proc, scm_list_1 (arg1));
-                     ENTER_APPLY;
-                      goto evap1;
+                     SCM xx, guard_result;
+                     if (SCM_VALUESP (arg1))
+                       arg1 = scm_struct_ref (arg1, SCM_INUM0);
+                     else
+                       arg1 = scm_list_1 (arg1);
+                     xx = SCM_CDR (clause);
+                     proc = EVALCAR (xx, env);
+                     guard_result = SCM_APPLY (proc, arg1, SCM_EOL);
+                     if (scm_is_true (guard_result)
+                         && !SCM_NILP (guard_result))
+                       {
+                         proc = SCM_CDDR (xx);
+                         proc = EVALCAR (proc, env);
+                         PREP_APPLY (proc, arg1);
+                         goto apply_proc;
+                       }
                    }
-               }
-             x = SCM_CDR (x);
-           }
-       }
-      RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
-
-
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_DO):
-      x = SCM_CDR (x);
-      {
-       /* Compute the initialization values and the initial environment.  */
-       SCM init_forms = SCM_CAR (x);
-       SCM init_values = SCM_EOL;
-       while (!SCM_NULLP (init_forms))
-         {
-           init_values = scm_cons (EVALCAR (init_forms, env), init_values);
-           init_forms = SCM_CDR (init_forms);
-         }
-        x = SCM_CDR (x);
-       env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (x), init_values, env);
-      }
-      x = SCM_CDR (x);
-      {
-       SCM test_form = SCM_CAR (x);
-       SCM body_forms = SCM_CADR (x);
-       SCM step_forms = SCM_CDDR (x);
-
-       SCM test_result = EVALCAR (test_form, env);
-
-       while (SCM_FALSEP (test_result) || SCM_NILP (test_result))
-         {
-           {
-             /* Evaluate body forms.  */
-             SCM temp_forms;
-             for (temp_forms = body_forms;
-                  !SCM_NULLP (temp_forms);
-                  temp_forms = SCM_CDR (temp_forms))
-               {
-                 SCM form = SCM_CAR (temp_forms);
-                 /* Dirk:FIXME: We only need to eval forms, that may have a
-                  * side effect here.  This is only true for forms that start
-                  * with a pair.  All others are just constants.  However,
-                  * since in the common case there is no constant expression
-                  * in a body of a do form, we just check for immediates here
-                  * and have SCM_CEVAL take care of other cases.  In the long
-                  * run it would make sense to get rid of this test and have
-                  * the macro transformer of 'do' eliminate all forms that
-                  * have no sideeffect.  */
-                 if (!SCM_IMP (form))
-                   SCM_CEVAL (form, env);
-               }
-           }
+                  else if (scm_is_true (arg1) && !SCM_NILP (arg1))
+                    {
+                      x = SCM_CDR (clause);
+                      if (scm_is_null (x))
+                        RETURN (arg1);
+                      else if (!scm_is_eq (SCM_CAR (x), SCM_IM_ARROW))
+                        {
+                          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+                          goto begin;
+                        }
+                      else
+                        {
+                          proc = SCM_CDR (x);
+                          proc = EVALCAR (proc, env);
+                          PREP_APPLY (proc, scm_list_1 (arg1));
+                          ENTER_APPLY;
+                          goto evap1;
+                        }
+                    }
+                  x = SCM_CDR (x);
+                }
+            }
+          RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
 
-           {
-             /* Evaluate the step expressions.  */
-             SCM temp_forms;
-             SCM step_values = SCM_EOL;
-             for (temp_forms = step_forms;
-                  !SCM_NULLP (temp_forms);
-                  temp_forms = SCM_CDR (temp_forms))
-               {
-                 SCM value = EVALCAR (temp_forms, env);
-                 step_values = scm_cons (value, step_values);
-               }
-             env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAAR (env),
-                                    step_values,
-                                    SCM_CDR (env));
-           }
 
-           test_result = EVALCAR (test_form, env);
-         }
-      }
-      x = SCM_CDAR (x);
-      if (SCM_NULLP (x))
-       RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
-      PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-      goto nontoplevel_begin;
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_DO)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          {
+            /* Compute the initialization values and the initial environment.  */
+            SCM init_forms = SCM_CAR (x);
+            SCM init_values = SCM_EOL;
+            while (!scm_is_null (init_forms))
+              {
+                init_values = scm_cons (EVALCAR (init_forms, env), init_values);
+                init_forms = SCM_CDR (init_forms);
+              }
+            x = SCM_CDR (x);
+            env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (x), init_values, env);
+          }
+          x = SCM_CDR (x);
+          {
+            SCM test_form = SCM_CAR (x);
+            SCM body_forms = SCM_CADR (x);
+            SCM step_forms = SCM_CDDR (x);
 
+            SCM test_result = EVALCAR (test_form, env);
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_IF):
-      x = SCM_CDR (x);
-      {
-       SCM test_result = EVALCAR (x, env);
-       x = SCM_CDR (x);  /* then expression */
-       if (SCM_FALSEP (test_result) || SCM_NILP (test_result))
-         {
-           x = SCM_CDR (x);  /* else expression */
-           if (SCM_NULLP (x))
-             RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
-         }
-      }
-      PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-      goto carloop;
+            while (scm_is_false (test_result) || SCM_NILP (test_result))
+              {
+                {
+                  /* Evaluate body forms.  */
+                  SCM temp_forms;
+                  for (temp_forms = body_forms;
+                       !scm_is_null (temp_forms);
+                       temp_forms = SCM_CDR (temp_forms))
+                    {
+                      SCM form = SCM_CAR (temp_forms);
+                      /* Dirk:FIXME: We only need to eval forms that may have
+                       * a side effect here.  This is only true for forms that
+                       * start with a pair.  All others are just constants.
+                       * Since with the current memoizer 'form' may hold a
+                       * constant, we call EVAL here to handle the constant
+                       * cases.  In the long run it would make sense to have
+                       * the macro transformer of 'do' eliminate all forms
+                       * that have no sideeffect.  Then instead of EVAL we
+                       * could call CEVAL directly here.  */
+                      (void) EVAL (form, env);
+                    }
+                }
 
+                {
+                  /* Evaluate the step expressions.  */
+                  SCM temp_forms;
+                  SCM step_values = SCM_EOL;
+                  for (temp_forms = step_forms;
+                       !scm_is_null (temp_forms);
+                       temp_forms = SCM_CDR (temp_forms))
+                    {
+                      const SCM value = EVALCAR (temp_forms, env);
+                      step_values = scm_cons (value, step_values);
+                    }
+                  env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAAR (env),
+                                        step_values,
+                                        SCM_CDR (env));
+                }
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_LET):
-      x = SCM_CDR (x);
-      {
-       SCM init_forms = SCM_CADR (x);
-       SCM init_values = SCM_EOL;
-       do
-         {
-           init_values = scm_cons (EVALCAR (init_forms, env), init_values);
-           init_forms = SCM_CDR (init_forms);
-         }
-       while (!SCM_NULLP (init_forms));
-       env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (x), init_values, env);
-      }
-      x = SCM_CDDR (x);
-      PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-      goto nontoplevel_begin;
+                test_result = EVALCAR (test_form, env);
+              }
+          }
+          x = SCM_CDAR (x);
+          if (scm_is_null (x))
+            RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
+          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+          goto nontoplevel_begin;
 
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_LETREC):
-      x = SCM_CDR (x);
-      env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (x), undefineds, env);
-      x = SCM_CDR (x);
-      {
-       SCM init_forms = SCM_CAR (x);
-       SCM init_values = SCM_EOL;
-       do
-         {
-           init_values = scm_cons (EVALCAR (init_forms, env), init_values);
-           init_forms = SCM_CDR (init_forms);
-         }
-       while (!SCM_NULLP (init_forms));
-       SCM_SETCDR (SCM_CAR (env), init_values);
-      }
-      x = SCM_CDR (x);
-      PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-      goto nontoplevel_begin;
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_IF)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          {
+            SCM test_result = EVALCAR (x, env);
+            x = SCM_CDR (x);  /* then expression */
+            if (scm_is_false (test_result) || SCM_NILP (test_result))
+              {
+                x = SCM_CDR (x);  /* else expression */
+                if (scm_is_null (x))
+                  RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
+              }
+          }
+          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+          goto carloop;
 
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_LETSTAR):
-      x = SCM_CDR (x);
-      {
-       SCM bindings = SCM_CAR (x);
-       if (SCM_NULLP (bindings))
-         env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_EOL, SCM_EOL, env);
-       else
-         {
-           do
-             {
-               SCM name = SCM_CAR (bindings);
-               SCM init = SCM_CDR (bindings);
-               env = SCM_EXTEND_ENV (name, EVALCAR (init, env), env);
-               bindings = SCM_CDR (init);
-             }
-           while (!SCM_NULLP (bindings));
-         }
-      }
-      x = SCM_CDR (x);
-      PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-      goto nontoplevel_begin;
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_LET)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          {
+            SCM init_forms = SCM_CADR (x);
+            SCM init_values = SCM_EOL;
+            do
+              {
+                init_values = scm_cons (EVALCAR (init_forms, env), init_values);
+                init_forms = SCM_CDR (init_forms);
+              }
+            while (!scm_is_null (init_forms));
+            env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (x), init_values, env);
+          }
+          x = SCM_CDDR (x);
+          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+          goto nontoplevel_begin;
 
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_OR):
-      x = SCM_CDR (x);
-      while (!SCM_NULLP (SCM_CDR (x)))
-       {
-         SCM val = EVALCAR (x, env);
-         if (!SCM_FALSEP (val) && !SCM_NILP (val))
-           RETURN (val);
-         else
-           x = SCM_CDR (x);
-       }
-      PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
-      goto carloop;
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_LETREC)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          env = SCM_EXTEND_ENV (SCM_CAR (x), undefineds, env);
+          x = SCM_CDR (x);
+          {
+            SCM init_forms = SCM_CAR (x);
+           SCM init_values = scm_list_1 (SCM_BOOL_T);
+           SCM *init_values_eol = SCM_CDRLOC (init_values);
+           eval_letrec_inits (env, init_forms, &init_values_eol);
+            SCM_SETCDR (SCM_CAR (env), SCM_CDR (init_values));
+          }
+          x = SCM_CDR (x);
+          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+          goto nontoplevel_begin;
 
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_LAMBDA):
-      RETURN (scm_closure (SCM_CDR (x), env));
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_LETSTAR)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          {
+            SCM bindings = SCM_CAR (x);
+            if (!scm_is_null (bindings))
+              {
+                do
+                  {
+                    SCM name = SCM_CAR (bindings);
+                    SCM init = SCM_CDR (bindings);
+                    env = SCM_EXTEND_ENV (name, EVALCAR (init, env), env);
+                    bindings = SCM_CDR (init);
+                  }
+                while (!scm_is_null (bindings));
+              }
+          }
+          x = SCM_CDR (x);
+          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+          goto nontoplevel_begin;
 
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_QUOTE):
-      RETURN (SCM_CADR (x));
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_OR)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          while (!scm_is_null (SCM_CDR (x)))
+            {
+              SCM val = EVALCAR (x, env);
+              if (scm_is_true (val) && !SCM_NILP (val))
+                RETURN (val);
+              else
+                x = SCM_CDR (x);
+            }
+          PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
+          goto carloop;
 
 
-    case SCM_BIT7 (SCM_IM_SET_X):
-      x = SCM_CDR (x);
-      {
-       SCM *location;
-       SCM variable = SCM_CAR (x);
-       if (SCM_ILOCP (variable))
-         location = scm_ilookup (variable, env);
-       else if (SCM_VARIABLEP (variable))
-         location = SCM_VARIABLE_LOC (variable);
-       else /* (SCM_SYMBOLP (variable)) is known to be true */
-         location = scm_lookupcar (x, env, 1);
-       x = SCM_CDR (x);
-       *location = EVALCAR (x, env);
-      }
-      RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_LAMBDA)):
+          RETURN (scm_closure (SCM_CDR (x), env));
 
 
-      /* new syntactic forms go here. */
-    case SCM_BIT7 (SCM_MAKISYM (0)):
-      proc = SCM_CAR (x);
-      switch (SCM_ISYMNUM (proc))
-       {
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_QUOTE)):
+          RETURN (SCM_CDR (x));
 
 
-        case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_DEFINE)):
-          /* Top level defines are handled directly by the memoizer and thus
-           * will never generate memoized code with SCM_IM_DEFINE.  Internal
-           * defines which occur at valid positions will be transformed into
-           * letrec expressions.  Thus, whenever the executor detects
-           * SCM_IM_DEFINE, this must come from an internal definition at an
-           * illegal position.  */ 
-          scm_misc_error (NULL, "Bad define placement", SCM_EOL);
+        case (ISYMNUM (SCM_IM_SET_X)):
+          x = SCM_CDR (x);
+          {
+            SCM *location;
+            SCM variable = SCM_CAR (x);
+            if (SCM_ILOCP (variable))
+              location = scm_ilookup (variable, env);
+            else if (SCM_VARIABLEP (variable))
+              location = SCM_VARIABLE_LOC (variable);
+            else
+              {
+                /* (scm_is_symbol (variable)) is known to be true */
+                variable = lazy_memoize_variable (variable, env);
+                SCM_SETCAR (x, variable);
+                location = SCM_VARIABLE_LOC (variable);
+              }
+            x = SCM_CDR (x);
+            *location = EVALCAR (x, env);
+          }
+          RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
 
 
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_APPLY)):
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_APPLY)):
+          /* Evaluate the procedure to be applied.  */
          x = SCM_CDR (x);
          proc = EVALCAR (x, env);
           PREP_APPLY (proc, SCM_EOL);
+
+          /* Evaluate the argument holding the list of arguments */
           x = SCM_CDR (x);
           arg1 = EVALCAR (x, env);
 
@@ -2960,7 +3738,7 @@ dispatch:
            }
 
 
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_CONT)):
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_CONT)):
          {
            int first;
            SCM val = scm_make_continuation (&first);
@@ -2971,7 +3749,7 @@ dispatch:
              {
                arg1 = val;
                proc = SCM_CDR (x);
-               proc = scm_eval_car (proc, env);
+               proc = EVALCAR (proc, env);
                PREP_APPLY (proc, scm_list_1 (arg1));
                ENTER_APPLY;
                goto evap1;
@@ -2979,19 +3757,20 @@ dispatch:
          }
 
 
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_DELAY)):
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_DELAY)):
          RETURN (scm_makprom (scm_closure (SCM_CDR (x), env)));
 
-
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_FUTURE)):
+#if 0
+         /* See futures.h for a comment why futures are not enabled.
+          */
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_FUTURE)):
          RETURN (scm_i_make_future (scm_closure (SCM_CDR (x), env)));
+#endif
 
-
-         /* PLACEHOLDER for case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_DISPATCH)): The
-            following code (type_dispatch) is intended to be the tail
-            of the case clause for the internal macro
-            SCM_IM_DISPATCH.  Please don't remove it from this
-            location without discussing it with Mikael
+         /* PLACEHOLDER for case (ISYMNUM (SCM_IM_DISPATCH)): The following
+            code (type_dispatch) is intended to be the tail of the case
+            clause for the internal macro SCM_IM_DISPATCH.  Please don't
+            remove it from this location without discussing it with Mikael
             <djurfeldt@nada.kth.se>  */
          
          /* The type dispatch code is duplicated below
@@ -3026,14 +3805,24 @@ dispatch:
            {
              SCM z = SCM_CDDR (x);
              SCM tmp = SCM_CADR (z);
-             specializers = SCM_INUM (SCM_CAR (z));
+             specializers = scm_to_ulong (SCM_CAR (z));
 
              /* Compute a hash value for searching the method cache.  There
               * are two variants for computing the hash value, a (rather)
               * complicated one, and a simple one.  For the complicated one
               * explained below, tmp holds a number that is used in the
               * computation.  */
-             if (SCM_INUMP (tmp))
+             if (scm_is_simple_vector (tmp))
+               {
+                 /* This method of determining the hash value is much
+                  * simpler:  Set the hash value to zero and just perform a
+                  * linear search through the method cache.  */
+                 method_cache = tmp;
+                 mask = (unsigned long int) ((long) -1);
+                 hash_value = 0;
+                 cache_end_pos = SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (method_cache);
+               }
+             else
                {
                  /* Use the signature of the actual arguments to determine
                   * the hash value.  This is done as follows:  Each class has
@@ -3050,11 +3839,11 @@ dispatch:
                   * where dispatch is called, such that hopefully the hash
                   * value that is computed will directly point to the right
                   * method in the method cache.  */
-                 unsigned long int hashset = SCM_INUM (tmp);
+                 unsigned long int hashset = scm_to_ulong (tmp);
                  unsigned long int counter = specializers + 1;
                  SCM tmp_arg = arg1;
                  hash_value = 0;
-                 while (!SCM_NULLP (tmp_arg) && counter != 0)
+                 while (!scm_is_null (tmp_arg) && counter != 0)
                    {
                      SCM class = scm_class_of (SCM_CAR (tmp_arg));
                      hash_value += SCM_INSTANCE_HASH (class, hashset);
@@ -3063,20 +3852,10 @@ dispatch:
                    }
                  z = SCM_CDDR (z);
                  method_cache = SCM_CADR (z);
-                 mask = SCM_INUM (SCM_CAR (z));
+                 mask = scm_to_ulong (SCM_CAR (z));
                  hash_value &= mask;
                  cache_end_pos = hash_value;
                }
-             else
-               {
-                 /* This method of determining the hash value is much
-                  * simpler:  Set the hash value to zero and just perform a
-                  * linear search through the method cache.  */
-                 method_cache = tmp;
-                 mask = (unsigned long int) ((long) -1);
-                 hash_value = 0;
-                 cache_end_pos = SCM_VECTOR_LENGTH (method_cache);
-               }
            }
 
            {
@@ -3092,18 +3871,18 @@ dispatch:
              do
                {
                  SCM args = arg1; /* list of arguments */
-                 z = SCM_VELTS (method_cache)[hash_value];
-                 while (!SCM_NULLP (args))
+                 z = SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (method_cache, hash_value);
+                 while (!scm_is_null (args))
                    {
                      /* More arguments than specifiers => CLASS != ENV */
                      SCM class_of_arg = scm_class_of (SCM_CAR (args));
-                     if (!SCM_EQ_P (class_of_arg, SCM_CAR (z)))
+                     if (!scm_is_eq (class_of_arg, SCM_CAR (z)))
                        goto next_method;
                      args = SCM_CDR (args);
                      z = SCM_CDR (z);
                    }
                  /* Fewer arguments than specifiers => CAR != ENV */
-                 if (SCM_NULLP (SCM_CAR (z)) || SCM_CONSP (SCM_CAR (z)))
+                 if (scm_is_null (SCM_CAR (z)) || scm_is_pair (SCM_CAR (z)))
                    goto apply_cmethod;
                next_method:
                  hash_value = (hash_value + 1) & mask;
@@ -3123,20 +3902,20 @@ dispatch:
          }
 
 
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_SLOT_REF)):
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_SLOT_REF)):
          x = SCM_CDR (x);
          {
            SCM instance = EVALCAR (x, env);
-           unsigned long int slot = SCM_INUM (SCM_CADR (x));
+           unsigned long int slot = SCM_I_INUM (SCM_CDR (x));
            RETURN (SCM_PACK (SCM_STRUCT_DATA (instance) [slot]));
          }
 
 
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_SLOT_SET_X)):
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_SLOT_SET_X)):
          x = SCM_CDR (x);
          {
            SCM instance = EVALCAR (x, env);
-           unsigned long int slot = SCM_INUM (SCM_CADR (x));
+           unsigned long int slot = SCM_I_INUM (SCM_CADR (x));
            SCM value = EVALCAR (SCM_CDDR (x), env);
            SCM_STRUCT_DATA (instance) [slot] = SCM_UNPACK (value);
            RETURN (SCM_UNSPECIFIED);
@@ -3145,17 +3924,17 @@ dispatch:
 
 #if SCM_ENABLE_ELISP
          
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_NIL_COND)):
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_NIL_COND)):
          {
            SCM test_form = SCM_CDR (x);
            x = SCM_CDR (test_form);
            while (!SCM_NULL_OR_NIL_P (x))
              {
                SCM test_result = EVALCAR (test_form, env);
-               if (!(SCM_FALSEP (test_result)
+               if (!(scm_is_false (test_result)
                      || SCM_NULL_OR_NIL_P (test_result)))
                  {
-                   if (SCM_EQ_P (SCM_CAR (x), SCM_UNSPECIFIED))
+                   if (scm_is_eq (SCM_CAR (x), SCM_UNSPECIFIED))
                      RETURN (test_result);
                    PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
                    goto carloop;
@@ -3173,7 +3952,7 @@ dispatch:
 
 #endif /* SCM_ENABLE_ELISP */
 
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_BIND)):
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_BIND)):
          {
            SCM vars, exps, vals;
 
@@ -3181,31 +3960,31 @@ dispatch:
            vars = SCM_CAAR (x);
            exps = SCM_CDAR (x);
            vals = SCM_EOL;
-           while (!SCM_NULLP (exps))
+           while (!scm_is_null (exps))
              {
                vals = scm_cons (EVALCAR (exps, env), vals);
                exps = SCM_CDR (exps);
              }
            
            scm_swap_bindings (vars, vals);
-           scm_dynwinds = scm_acons (vars, vals, scm_dynwinds);
+           scm_i_set_dynwinds (scm_acons (vars, vals, scm_i_dynwinds ()));
 
            /* Ignore all but the last evaluation result.  */
-           for (x = SCM_CDR (x); !SCM_NULLP (SCM_CDR (x)); x = SCM_CDR (x))
+           for (x = SCM_CDR (x); !scm_is_null (SCM_CDR (x)); x = SCM_CDR (x))
              {
-               if (SCM_CONSP (SCM_CAR (x)))
-                 SCM_CEVAL (SCM_CAR (x), env);
+               if (scm_is_pair (SCM_CAR (x)))
+                 CEVAL (SCM_CAR (x), env);
              }
            proc = EVALCAR (x, env);
          
-           scm_dynwinds = SCM_CDR (scm_dynwinds);
+           scm_i_set_dynwinds (SCM_CDR (scm_i_dynwinds ()));
            scm_swap_bindings (vars, vals);
 
            RETURN (proc);
          }
 
 
-       case (SCM_ISYMNUM (SCM_IM_CALL_WITH_VALUES)):
+       case (ISYMNUM (SCM_IM_CALL_WITH_VALUES)):
          {
             SCM producer;
 
@@ -3230,47 +4009,18 @@ dispatch:
 
 
        default:
-         goto evapply;
+         break;
        }
-
-    default:
-      proc = x;
-      goto evapply;
-
-    case scm_tc7_vector:
-    case scm_tc7_wvect:
-#if SCM_HAVE_ARRAYS
-    case scm_tc7_bvect:
-    case scm_tc7_byvect:
-    case scm_tc7_svect:
-    case scm_tc7_ivect:
-    case scm_tc7_uvect:
-    case scm_tc7_fvect:
-    case scm_tc7_dvect:
-    case scm_tc7_cvect:
-#if SCM_SIZEOF_LONG_LONG != 0
-    case scm_tc7_llvect:
-#endif
-#endif
-    case scm_tc7_number:
-    case scm_tc7_string:
-    case scm_tc7_smob:
-    case scm_tcs_closures:
-    case scm_tc7_cclo:
-    case scm_tc7_pws:
-    case scm_tcs_subrs:
-    case scm_tcs_struct:
-      RETURN (x);
-
-    case scm_tc7_variable:
-      RETURN (SCM_VARIABLE_REF(x));
-
-    case SCM_BIT7 (SCM_ILOC00):
-      proc = *scm_ilookup (SCM_CAR (x), env);
-      goto checkmacro;
-
-    case scm_tcs_cons_nimcar:
-      if (SCM_SYMBOLP (SCM_CAR (x)))
+    }
+  else
+    {
+      if (SCM_VARIABLEP (SCM_CAR (x)))
+        proc = SCM_VARIABLE_REF (SCM_CAR (x));
+      else if (SCM_ILOCP (SCM_CAR (x)))
+        proc = *scm_ilookup (SCM_CAR (x), env);
+      else if (scm_is_pair (SCM_CAR (x)))
+       proc = CEVAL (SCM_CAR (x), env);
+      else if (scm_is_symbol (SCM_CAR (x)))
        {
          SCM orig_sym = SCM_CAR (x);
          {
@@ -3294,8 +4044,7 @@ dispatch:
              SCM_SET_MACROEXP (debug);
 #endif
              arg1 = SCM_APPLY (SCM_MACRO_CODE (proc), x,
-                                 scm_cons (env, scm_listofnull));
-
+                                scm_cons (env, scm_listofnull));
 #ifdef DEVAL
              SCM_CLEAR_MACROEXP (debug);
 #endif
@@ -3303,15 +4052,19 @@ dispatch:
                {
                case 3:
                case 2:
-                 if (scm_ilength (arg1) <= 0)
+                 if (!scm_is_pair (arg1))
                    arg1 = scm_list_2 (SCM_IM_BEGIN, arg1);
+
+                  assert (!scm_is_eq (x, SCM_CAR (arg1))
+                          && !scm_is_eq (x, SCM_CDR (arg1)));
+
 #ifdef DEVAL
                  if (!SCM_CLOSUREP (SCM_MACRO_CODE (proc)))
                    {
-                     SCM_DEFER_INTS;
+                     SCM_CRITICAL_SECTION_START;
                      SCM_SETCAR (x, SCM_CAR (arg1));
                      SCM_SETCDR (x, SCM_CDR (arg1));
-                     SCM_ALLOW_INTS;
+                     SCM_CRITICAL_SECTION_END;
                      goto dispatch;
                    }
                  /* Prevent memoizing of debug info expression. */
@@ -3319,10 +4072,10 @@ dispatch:
                                                       SCM_CAR (x),
                                                       SCM_CDR (x));
 #endif
-                 SCM_DEFER_INTS;
+                 SCM_CRITICAL_SECTION_START;
                  SCM_SETCAR (x, SCM_CAR (arg1));
                  SCM_SETCDR (x, SCM_CDR (arg1));
-                 SCM_ALLOW_INTS;
+                 SCM_CRITICAL_SECTION_END;
                  PREP_APPLY (SCM_UNDEFINED, SCM_EOL);
                  goto loop;
 #if SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1
@@ -3342,17 +4095,24 @@ dispatch:
            }
        }
       else
-       proc = SCM_CEVAL (SCM_CAR (x), env);
+        proc = SCM_CAR (x);
 
-    checkmacro:
       if (SCM_MACROP (proc))
        goto handle_a_macro;
     }
 
 
-evapply: /* inputs: x, proc */
+  /* When reaching this part of the code, the following is granted: Variable x
+   * holds the first pair of an expression of the form (<function> arg ...).
+   * Variable proc holds the object that resulted from the evaluation of
+   * <function>.  In the following, the arguments (if any) will be evaluated,
+   * and proc will be applied to them.  If proc does not really hold a
+   * function object, this will be signalled as an error on the scheme
+   * level.  If the number of arguments does not match the number of arguments
+   * that are allowed to be passed to proc, also an error on the scheme level
+   * will be signalled.  */
   PREP_APPLY (proc, SCM_EOL);
-  if (SCM_NULLP (SCM_CDR (x))) {
+  if (scm_is_null (SCM_CDR (x))) {
     ENTER_APPLY;
   evap0:
     SCM_ASRTGO (!SCM_IMP (proc), badfun);
@@ -3391,8 +4151,8 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
       case scm_tcs_closures:
         {
           const SCM formals = SCM_CLOSURE_FORMALS (proc);
-          if (SCM_CONSP (formals))
-            goto umwrongnumargs;
+          if (scm_is_pair (formals))
+            goto wrongnumargs;
           x = SCM_CLOSURE_BODY (proc);
           env = SCM_EXTEND_ENV (formals, SCM_EOL, SCM_ENV (proc));
           goto nontoplevel_begin;
@@ -3425,8 +4185,7 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
       case scm_tc7_cxr:
       case scm_tc7_subr_3:
       case scm_tc7_lsubr_2:
-      umwrongnumargs:
-       unmemocar (x, env);
+      wrongnumargs:
        scm_wrong_num_args (proc);
       default:
       badfun:
@@ -3436,7 +4195,7 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
 
   /* must handle macros by here */
   x = SCM_CDR (x);
-  if (SCM_CONSP (x))
+  if (scm_is_pair (x))
     arg1 = EVALCAR (x, env);
   else
     scm_wrong_num_args (proc);
@@ -3446,7 +4205,7 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
   x = SCM_CDR (x);
   {
     SCM arg2;
-    if (SCM_NULLP (x))
+    if (scm_is_null (x))
       {
        ENTER_APPLY;
       evap1: /* inputs: proc, arg1 */
@@ -3459,32 +4218,27 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
          case scm_tc7_subr_1o:
            RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1));
          case scm_tc7_dsubr:
-            if (SCM_INUMP (arg1))
+            if (SCM_I_INUMP (arg1))
               {
-                RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) ((double) SCM_INUM (arg1))));
+                RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) ((double) SCM_I_INUM (arg1))));
               }
             else if (SCM_REALP (arg1))
               {
-                RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) (SCM_REAL_VALUE (arg1))));
+                RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (SCM_REAL_VALUE (arg1))));
               }
             else if (SCM_BIGP (arg1))
               {
-                RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_big2dbl (arg1))));
+                RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_big2dbl (arg1))));
               }
-            SCM_WTA_DISPATCH_1 (*SCM_SUBR_GENERIC (proc), arg1,
-                                SCM_ARG1, SCM_SYMBOL_CHARS (SCM_SNAME (proc)));
+           else if (SCM_FRACTIONP (arg1))
+             {
+                RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_fraction2double (arg1))));
+             }
+           SCM_WTA_DISPATCH_1 (*SCM_SUBR_GENERIC (proc), arg1,
+                                SCM_ARG1,
+                               scm_i_symbol_chars (SCM_SNAME (proc)));
          case scm_tc7_cxr:
-           {
-              unsigned char pattern = (scm_t_bits) SCM_SUBRF (proc);
-              do
-                {
-                 SCM_ASSERT (SCM_CONSP (arg1), arg1, SCM_ARG1,
-                              SCM_SYMBOL_CHARS (SCM_SNAME (proc)));
-                  arg1 = (pattern & 1) ? SCM_CAR (arg1) : SCM_CDR (arg1);
-                  pattern >>= 2;
-                } while (pattern);
-             RETURN (arg1);
-           }
+           RETURN (scm_i_chase_pairs (arg1, (scm_t_bits) SCM_SUBRF (proc)));
          case scm_tc7_rpsubr:
            RETURN (SCM_BOOL_T);
          case scm_tc7_asubr:
@@ -3520,9 +4274,9 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
             {
               /* clos1: */
               const SCM formals = SCM_CLOSURE_FORMALS (proc);
-              if (SCM_NULLP (formals)
-                  || (SCM_CONSP (formals) && SCM_CONSP (SCM_CDR (formals))))
-                goto umwrongnumargs;
+              if (scm_is_null (formals)
+                  || (scm_is_pair (formals) && scm_is_pair (SCM_CDR (formals))))
+                goto wrongnumargs;
               x = SCM_CLOSURE_BODY (proc);
 #ifdef DEVAL
               env = SCM_EXTEND_ENV (formals,
@@ -3570,7 +4324,7 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
            goto badfun;
          }
       }
-    if (SCM_CONSP (x))
+    if (scm_is_pair (x))
       arg2 = EVALCAR (x, env);
     else
       scm_wrong_num_args (proc);
@@ -3580,7 +4334,7 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
       debug.info->a.args = scm_list_2 (arg1, arg2);
 #endif
       x = SCM_CDR (x);
-      if (SCM_NULLP (x)) {
+      if (scm_is_null (x)) {
        ENTER_APPLY;
       evap2:
         SCM_ASRTGO (!SCM_IMP (proc), badfun);
@@ -3674,12 +4428,12 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
             {
               /* clos2: */
               const SCM formals = SCM_CLOSURE_FORMALS (proc);
-              if (SCM_NULLP (formals)
-                  || (SCM_CONSP (formals)
-                      && (SCM_NULLP (SCM_CDR (formals))
-                          || (SCM_CONSP (SCM_CDR (formals))
-                              && SCM_CONSP (SCM_CDDR (formals))))))
-                goto umwrongnumargs;
+              if (scm_is_null (formals)
+                  || (scm_is_pair (formals)
+                      && (scm_is_null (SCM_CDR (formals))
+                          || (scm_is_pair (SCM_CDR (formals))
+                              && scm_is_pair (SCM_CDDR (formals))))))
+                goto wrongnumargs;
 #ifdef DEVAL
               env = SCM_EXTEND_ENV (formals,
                                     debug.info->a.args,
@@ -3694,7 +4448,7 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
             }
          }
       }
-      if (!SCM_CONSP (x))
+      if (!scm_is_pair (x))
        scm_wrong_num_args (proc);
 #ifdef DEVAL
       debug.info->a.args = scm_cons2 (arg1, arg2,
@@ -3708,7 +4462,7 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
        {                       /* have 3 or more arguments */
 #ifdef DEVAL
        case scm_tc7_subr_3:
-         if (!SCM_NULLP (SCM_CDR (x)))
+         if (!scm_is_null (SCM_CDR (x)))
            scm_wrong_num_args (proc);
          else
            RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1, arg2,
@@ -3724,12 +4478,12 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
          while (SCM_NIMP (arg2));
          RETURN (arg1);
        case scm_tc7_rpsubr:
-         if (SCM_FALSEP (SCM_SUBRF (proc) (arg1, arg2)))
+         if (scm_is_false (SCM_SUBRF (proc) (arg1, arg2)))
            RETURN (SCM_BOOL_F);
          arg1 = SCM_CDDR (debug.info->a.args);
          do
            {
-             if (SCM_FALSEP (SCM_SUBRF (proc) (arg2, SCM_CAR (arg1))))
+             if (scm_is_false (SCM_SUBRF (proc) (arg2, SCM_CAR (arg1))))
                RETURN (SCM_BOOL_F);
              arg2 = SCM_CAR (arg1);
              arg1 = SCM_CDR (arg1);
@@ -3757,12 +4511,12 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
        case scm_tcs_closures:
           {
             const SCM formals = SCM_CLOSURE_FORMALS (proc);
-            if (SCM_NULLP (formals)
-                || (SCM_CONSP (formals)
-                    && (SCM_NULLP (SCM_CDR (formals))
-                        || (SCM_CONSP (SCM_CDR (formals))
+            if (scm_is_null (formals)
+                || (scm_is_pair (formals)
+                    && (scm_is_null (SCM_CDR (formals))
+                        || (scm_is_pair (SCM_CDR (formals))
                             && scm_badargsp (SCM_CDDR (formals), x)))))
-              goto umwrongnumargs;
+              goto wrongnumargs;
             SCM_SET_ARGSREADY (debug);
             env = SCM_EXTEND_ENV (formals,
                                   debug.info->a.args,
@@ -3772,7 +4526,7 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
           }
 #else /* DEVAL */
        case scm_tc7_subr_3:
-         if (!SCM_NULLP (SCM_CDR (x)))
+         if (!scm_is_null (SCM_CDR (x)))
            scm_wrong_num_args (proc);
          else
            RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1, arg2, EVALCAR (x, env)));
@@ -3783,20 +4537,20 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
              arg1 = SCM_SUBRF(proc)(arg1, EVALCAR(x, env));
              x = SCM_CDR(x);
            }
-         while (SCM_NIMP (x));
+         while (!scm_is_null (x));
          RETURN (arg1);
        case scm_tc7_rpsubr:
-         if (SCM_FALSEP (SCM_SUBRF (proc) (arg1, arg2)))
+         if (scm_is_false (SCM_SUBRF (proc) (arg1, arg2)))
            RETURN (SCM_BOOL_F);
          do
            {
              arg1 = EVALCAR (x, env);
-             if (SCM_FALSEP (SCM_SUBRF (proc) (arg2, arg1)))
+             if (scm_is_false (SCM_SUBRF (proc) (arg2, arg1)))
                RETURN (SCM_BOOL_F);
              arg2 = arg1;
              x = SCM_CDR (x);
            }
-         while (SCM_NIMP (x));
+         while (!scm_is_null (x));
          RETURN (SCM_BOOL_T);
        case scm_tc7_lsubr_2:
          RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1, arg2, scm_eval_args (x, env, proc)));
@@ -3819,12 +4573,12 @@ evapply: /* inputs: x, proc */
        case scm_tcs_closures:
          {
            const SCM formals = SCM_CLOSURE_FORMALS (proc);
-           if (SCM_NULLP (formals)
-               || (SCM_CONSP (formals)
-                   && (SCM_NULLP (SCM_CDR (formals))
-                       || (SCM_CONSP (SCM_CDR (formals))
+           if (scm_is_null (formals)
+               || (scm_is_pair (formals)
+                   && (scm_is_null (SCM_CDR (formals))
+                       || (scm_is_pair (SCM_CDR (formals))
                            && scm_badargsp (SCM_CDDR (formals), x)))))
-             goto umwrongnumargs;
+             goto wrongnumargs;
             env = SCM_EXTEND_ENV (formals,
                                   scm_cons2 (arg1,
                                              arg2,
@@ -3868,27 +4622,14 @@ exit:
     if (SCM_EXIT_FRAME_P || (SCM_TRACE_P && SCM_TRACED_FRAME_P (debug)))
       {
        SCM_CLEAR_TRACED_FRAME (debug);
-       if (SCM_CHEAPTRAPS_P)
-         arg1 = scm_make_debugobj (&debug);
-       else
-         {
-           int first;
-           SCM val = scm_make_continuation (&first);
-
-           if (first)
-             arg1 = val;
-           else
-             {
-               proc = val;
-               goto ret;
-             }
-         }
+       arg1 = scm_make_debugobj (&debug);
        SCM_TRAPS_P = 0;
-       scm_call_3 (SCM_EXIT_FRAME_HDLR, scm_sym_exit_frame, arg1, proc);
+       arg1 = scm_call_3 (SCM_EXIT_FRAME_HDLR, scm_sym_exit_frame, arg1, proc);
        SCM_TRAPS_P = 1;
+       if (scm_is_pair (arg1) && scm_is_eq (SCM_CAR (arg1), sym_instead))
+         proc = SCM_CDR (arg1);
       }
-ret:
-  scm_last_debug_frame = debug.prev;
+  scm_i_set_last_debug_frame (debug.prev);
   return proc;
 #endif
 }
@@ -3996,7 +4737,7 @@ SCM_DEFINE (scm_nconc2last, "apply:nconc2last", 1, 0, 0,
   SCM *lloc;
   SCM_VALIDATE_NONEMPTYLIST (1, lst);
   lloc = &lst;
-  while (!SCM_NULLP (SCM_CDR (*lloc))) /* Perhaps should be
+  while (!scm_is_null (SCM_CDR (*lloc))) /* Perhaps should be
                                           SCM_NULL_OR_NIL_P, but not
                                           needed in 99.99% of cases,
                                           and it could seriously hurt
@@ -4044,14 +4785,14 @@ SCM_APPLY (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
 #ifdef DEVAL
   scm_t_debug_frame debug;
   scm_t_debug_info debug_vect_body;
-  debug.prev = scm_last_debug_frame;
+  debug.prev = scm_i_last_debug_frame ();
   debug.status = SCM_APPLYFRAME;
   debug.vect = &debug_vect_body;
   debug.vect[0].a.proc = proc;
   debug.vect[0].a.args = SCM_EOL;
-  scm_last_debug_frame = &debug;
+  scm_i_set_last_debug_frame (&debug);
 #else
-  if (SCM_DEBUGGINGP)
+  if (scm_debug_mode_p)
     return scm_dapply (proc, arg1, args);
 #endif
 
@@ -4069,9 +4810,9 @@ SCM_APPLY (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
      a relatively rare operation.  This works for now; if the Guile
      developer archives are still around, see Mikael's post of
      11-Apr-97.  */
-  if (SCM_NULLP (args))
+  if (scm_is_null (args))
     {
-      if (SCM_NULLP (arg1))
+      if (scm_is_null (arg1))
        {
          arg1 = SCM_UNDEFINED;
 #ifdef DEVAL
@@ -4097,32 +4838,30 @@ SCM_APPLY (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
 #ifdef DEVAL
   if (SCM_ENTER_FRAME_P && SCM_TRAPS_P)
     {
-      SCM tmp;
-      if (SCM_CHEAPTRAPS_P)
-       tmp = scm_make_debugobj (&debug);
-      else
-       {
-         int first;
-
-         tmp = scm_make_continuation (&first);
-         if (!first)
-           goto entap;
-       }
+      SCM tmp = scm_make_debugobj (&debug);
       SCM_TRAPS_P = 0;
       scm_call_2 (SCM_ENTER_FRAME_HDLR, scm_sym_enter_frame, tmp);
       SCM_TRAPS_P = 1;
     }
-entap:
   ENTER_APPLY;
 #endif
 tail:
   switch (SCM_TYP7 (proc))
     {
     case scm_tc7_subr_2o:
-      args = SCM_NULLP (args) ? SCM_UNDEFINED : SCM_CAR (args);
+      if (SCM_UNBNDP (arg1))
+       scm_wrong_num_args (proc);
+      if (scm_is_null (args))
+        args = SCM_UNDEFINED;
+      else
+        {
+          if (! scm_is_null (SCM_CDR (args)))
+            scm_wrong_num_args (proc);
+          args = SCM_CAR (args);
+        }
       RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1, args));
     case scm_tc7_subr_2:
-      if (SCM_NULLP (args) || !SCM_NULLP (SCM_CDR (args)))
+      if (scm_is_null (args) || !scm_is_null (SCM_CDR (args)))
        scm_wrong_num_args (proc);
       args = SCM_CAR (args);
       RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1, args));
@@ -4135,43 +4874,39 @@ tail:
       if (SCM_UNBNDP (arg1))
        scm_wrong_num_args (proc);
     case scm_tc7_subr_1o:
-      if (!SCM_NULLP (args))
+      if (!scm_is_null (args))
        scm_wrong_num_args (proc);
       else
        RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1));
     case scm_tc7_dsubr:
-      if (SCM_UNBNDP (arg1) || !SCM_NULLP (args))
+      if (SCM_UNBNDP (arg1) || !scm_is_null (args))
        scm_wrong_num_args (proc);
-      if (SCM_INUMP (arg1))
+      if (SCM_I_INUMP (arg1))
         {
-          RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) ((double) SCM_INUM (arg1))));
+          RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) ((double) SCM_I_INUM (arg1))));
         }
       else if (SCM_REALP (arg1))
         {
-          RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) (SCM_REAL_VALUE (arg1))));
+          RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (SCM_REAL_VALUE (arg1))));
         }
       else if (SCM_BIGP (arg1))
-        RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_big2dbl (arg1))));
+       {
+         RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_big2dbl (arg1))));
+       }
+      else if (SCM_FRACTIONP (arg1))
+       {
+         RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_fraction2double (arg1))));
+       }
       SCM_WTA_DISPATCH_1 (*SCM_SUBR_GENERIC (proc), arg1,
-                          SCM_ARG1, SCM_SYMBOL_CHARS (SCM_SNAME (proc)));
+                          SCM_ARG1, scm_i_symbol_chars (SCM_SNAME (proc)));
     case scm_tc7_cxr:
-      if (SCM_UNBNDP (arg1) || !SCM_NULLP (args))
+      if (SCM_UNBNDP (arg1) || !scm_is_null (args))
        scm_wrong_num_args (proc);
-      {
-        unsigned char pattern = (scm_t_bits) SCM_SUBRF (proc);
-        do
-          {
-            SCM_ASSERT (SCM_CONSP (arg1), arg1, SCM_ARG1,
-                        SCM_SYMBOL_CHARS (SCM_SNAME (proc)));
-            arg1 = (pattern & 1) ? SCM_CAR (arg1) : SCM_CDR (arg1);
-            pattern >>= 2;
-          } while (pattern);
-        RETURN (arg1);
-      }
+      RETURN (scm_i_chase_pairs (arg1, (scm_t_bits) SCM_SUBRF (proc)));
     case scm_tc7_subr_3:
-      if (SCM_NULLP (args)
-         || SCM_NULLP (SCM_CDR (args))
-         || !SCM_NULLP (SCM_CDDR (args)))
+      if (scm_is_null (args)
+         || scm_is_null (SCM_CDR (args))
+         || !scm_is_null (SCM_CDDR (args)))
        scm_wrong_num_args (proc);
       else
        RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1, SCM_CAR (args), SCM_CADR (args)));
@@ -4182,27 +4917,27 @@ tail:
       RETURN (SCM_SUBRF (proc) (SCM_UNBNDP (arg1) ? SCM_EOL : scm_cons (arg1, args)));
 #endif
     case scm_tc7_lsubr_2:
-      if (!SCM_CONSP (args))
+      if (!scm_is_pair (args))
        scm_wrong_num_args (proc);
       else
        RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1, SCM_CAR (args), SCM_CDR (args)));
     case scm_tc7_asubr:
-      if (SCM_NULLP (args))
+      if (scm_is_null (args))
        RETURN (SCM_SUBRF (proc) (arg1, SCM_UNDEFINED));
       while (SCM_NIMP (args))
        {
-         SCM_ASSERT (SCM_CONSP (args), args, SCM_ARG2, "apply");
+         SCM_ASSERT (scm_is_pair (args), args, SCM_ARG2, "apply");
          arg1 = SCM_SUBRF (proc) (arg1, SCM_CAR (args));
          args = SCM_CDR (args);
        }
       RETURN (arg1);
     case scm_tc7_rpsubr:
-      if (SCM_NULLP (args))
+      if (scm_is_null (args))
        RETURN (SCM_BOOL_T);
       while (SCM_NIMP (args))
        {
-         SCM_ASSERT (SCM_CONSP (args), args, SCM_ARG2, "apply");
-         if (SCM_FALSEP (SCM_SUBRF (proc) (arg1, SCM_CAR (args))))
+         SCM_ASSERT (scm_is_pair (args), args, SCM_ARG2, "apply");
+         if (scm_is_false (SCM_SUBRF (proc) (arg1, SCM_CAR (args))))
            RETURN (SCM_BOOL_F);
          arg1 = SCM_CAR (args);
          args = SCM_CDR (args);
@@ -4223,7 +4958,7 @@ tail:
       else
        {
          SCM tl = args = scm_cons (SCM_CAR (arg1), SCM_UNSPECIFIED);
-         for (arg1 = SCM_CDR (arg1); SCM_CONSP (arg1); arg1 = SCM_CDR (arg1))
+         for (arg1 = SCM_CDR (arg1); scm_is_pair (arg1); arg1 = SCM_CDR (arg1))
            {
              SCM_SETCDR (tl, scm_cons (SCM_CAR (arg1), SCM_UNSPECIFIED));
              tl = SCM_CDR (tl);
@@ -4237,24 +4972,25 @@ tail:
       proc = SCM_CLOSURE_BODY (proc);
     again:
       arg1 = SCM_CDR (proc);
-      while (!SCM_NULLP (arg1))
+      while (!scm_is_null (arg1))
        {
          if (SCM_IMP (SCM_CAR (proc)))
            {
              if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (proc)))
                {
-                 scm_rec_mutex_lock (&source_mutex);
+                 scm_dynwind_begin (0);
+                 scm_i_dynwind_pthread_mutex_lock (&source_mutex);
                  /* check for race condition */
                  if (SCM_ISYMP (SCM_CAR (proc)))
-                   proc = scm_m_expand_body (proc, args);
-                 scm_rec_mutex_unlock (&source_mutex);
+                   m_expand_body (proc, args);
+                 scm_dynwind_end ();
                  goto again;
                }
              else
                SCM_VALIDATE_NON_EMPTY_COMBINATION (SCM_CAR (proc));
            }
          else
-           SCM_CEVAL (SCM_CAR (proc), args);
+           (void) EVAL (SCM_CAR (proc), args);
          proc = arg1;
           arg1 = SCM_CDR (proc);
        }
@@ -4264,9 +5000,9 @@ tail:
        goto badproc;
       if (SCM_UNBNDP (arg1))
        RETURN (SCM_SMOB_APPLY_0 (proc));
-      else if (SCM_NULLP (args))
+      else if (scm_is_null (args))
        RETURN (SCM_SMOB_APPLY_1 (proc, arg1));
-      else if (SCM_NULLP (SCM_CDR (args)))
+      else if (scm_is_null (SCM_CDR (args)))
        RETURN (SCM_SMOB_APPLY_2 (proc, arg1, SCM_CAR (args)));
       else
        RETURN (SCM_SMOB_APPLY_3 (proc, arg1, SCM_CAR (args), SCM_CDR (args)));
@@ -4332,27 +5068,14 @@ exit:
     if (SCM_EXIT_FRAME_P || (SCM_TRACE_P && SCM_TRACED_FRAME_P (debug)))
       {
        SCM_CLEAR_TRACED_FRAME (debug);
-       if (SCM_CHEAPTRAPS_P)
-         arg1 = scm_make_debugobj (&debug);
-       else
-         {
-           int first;
-           SCM val = scm_make_continuation (&first);
-
-           if (first)
-             arg1 = val;
-           else
-             {
-               proc = val;
-               goto ret;
-             }
-         }
+       arg1 = scm_make_debugobj (&debug);
        SCM_TRAPS_P = 0;
-       scm_call_3 (SCM_EXIT_FRAME_HDLR, scm_sym_exit_frame, arg1, proc);
+       arg1 = scm_call_3 (SCM_EXIT_FRAME_HDLR, scm_sym_exit_frame, arg1, proc);
        SCM_TRAPS_P = 1;
+       if (scm_is_pair (arg1) && scm_is_eq (SCM_CAR (arg1), sym_instead))
+         proc = SCM_CDR (arg1);
       }
-ret:
-  scm_last_debug_frame = debug.prev;
+  scm_i_set_last_debug_frame (debug.prev);
   return proc;
 #endif
 }
@@ -4409,45 +5132,62 @@ scm_i_call_closure_0 (SCM proc)
 scm_t_trampoline_0
 scm_trampoline_0 (SCM proc)
 {
+  scm_t_trampoline_0 trampoline;
+
   if (SCM_IMP (proc))
     return NULL;
-  if (SCM_DEBUGGINGP)
-    return scm_call_0;
+
   switch (SCM_TYP7 (proc))
     {
     case scm_tc7_subr_0:
-      return call_subr0_0;
+      trampoline = call_subr0_0;
+      break;
     case scm_tc7_subr_1o:
-      return call_subr1o_0;
+      trampoline = call_subr1o_0;
+      break;
     case scm_tc7_lsubr:
-      return call_lsubr_0;
+      trampoline = call_lsubr_0;
+      break;
     case scm_tcs_closures:
       {
        SCM formals = SCM_CLOSURE_FORMALS (proc);
-       if (SCM_NULLP (formals) || !SCM_CONSP (formals))
-         return scm_i_call_closure_0;
+       if (scm_is_null (formals) || !scm_is_pair (formals))
+         trampoline = scm_i_call_closure_0;
        else
          return NULL;
+        break;
       }
     case scm_tcs_struct:
       if (SCM_OBJ_CLASS_FLAGS (proc) & SCM_CLASSF_PURE_GENERIC)
-       return scm_call_generic_0;
+       trampoline = scm_call_generic_0;
       else if (SCM_I_OPERATORP (proc))
-        return scm_call_0;
-      return NULL;
+        trampoline = scm_call_0;
+      else
+        return NULL;
+      break;
     case scm_tc7_smob:
       if (SCM_SMOB_APPLICABLE_P (proc))
-       return SCM_SMOB_DESCRIPTOR (proc).apply_0;
+       trampoline = SCM_SMOB_DESCRIPTOR (proc).apply_0;
       else
        return NULL;
+      break;
     case scm_tc7_asubr:
     case scm_tc7_rpsubr:
     case scm_tc7_cclo:
     case scm_tc7_pws:
-      return scm_call_0;
+      trampoline = scm_call_0;
+      break;
     default:
-      return NULL; /* not applicable on one arg */
+      return NULL; /* not applicable on zero arguments */
     }
+  /* We only reach this point if a valid trampoline was determined.  */
+
+  /* If debugging is enabled, we want to see all calls to proc on the stack.
+   * Thus, we replace the trampoline shortcut with scm_call_0.  */
+  if (scm_debug_mode_p)
+    return scm_call_0;
+  else
+    return trampoline;
 }
 
 static SCM
@@ -4471,32 +5211,30 @@ call_lsubr_1 (SCM proc, SCM arg1)
 static SCM
 call_dsubr_1 (SCM proc, SCM arg1)
 {
-  if (SCM_INUMP (arg1))
+  if (SCM_I_INUMP (arg1))
     {
-      RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) ((double) SCM_INUM (arg1))));
+      RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) ((double) SCM_I_INUM (arg1))));
     }
   else if (SCM_REALP (arg1))
     {
-      RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) (SCM_REAL_VALUE (arg1))));
+      RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (SCM_REAL_VALUE (arg1))));
     }
   else if (SCM_BIGP (arg1))
-    RETURN (scm_make_real (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_big2dbl (arg1))));
+    {
+      RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_big2dbl (arg1))));
+    }
+  else if (SCM_FRACTIONP (arg1))
+    {
+      RETURN (scm_from_double (SCM_DSUBRF (proc) (scm_i_fraction2double (arg1))));
+    }
   SCM_WTA_DISPATCH_1 (*SCM_SUBR_GENERIC (proc), arg1,
-                     SCM_ARG1, SCM_SYMBOL_CHARS (SCM_SNAME (proc)));
+                     SCM_ARG1, scm_i_symbol_chars (SCM_SNAME (proc)));
 }
 
 static SCM
 call_cxr_1 (SCM proc, SCM arg1)
 {
-  unsigned char pattern = (scm_t_bits) SCM_SUBRF (proc);
-  do
-    {
-      SCM_ASSERT (SCM_CONSP (arg1), arg1, SCM_ARG1,
-                  SCM_SYMBOL_CHARS (SCM_SNAME (proc)));
-      arg1 = (pattern & 1) ? SCM_CAR (arg1) : SCM_CDR (arg1);
-      pattern >>= 2;
-    } while (pattern);
-  return arg1;
+  return scm_i_chase_pairs (arg1, (scm_t_bits) SCM_SUBRF (proc));
 }
 
 static SCM 
@@ -4512,51 +5250,70 @@ call_closure_1 (SCM proc, SCM arg1)
 scm_t_trampoline_1
 scm_trampoline_1 (SCM proc)
 {
+  scm_t_trampoline_1 trampoline;
+
   if (SCM_IMP (proc))
     return NULL;
-  if (SCM_DEBUGGINGP)
-    return scm_call_1;
+
   switch (SCM_TYP7 (proc))
     {
     case scm_tc7_subr_1:
     case scm_tc7_subr_1o:
-      return call_subr1_1;
+      trampoline = call_subr1_1;
+      break;
     case scm_tc7_subr_2o:
-      return call_subr2o_1;
+      trampoline = call_subr2o_1;
+      break;
     case scm_tc7_lsubr:
-      return call_lsubr_1;
+      trampoline = call_lsubr_1;
+      break;
     case scm_tc7_dsubr:
-      return call_dsubr_1;
+      trampoline = call_dsubr_1;
+      break;
     case scm_tc7_cxr:
-      return call_cxr_1;
+      trampoline = call_cxr_1;
+      break;
     case scm_tcs_closures:
       {
        SCM formals = SCM_CLOSURE_FORMALS (proc);
-       if (!SCM_NULLP (formals)
-           && (!SCM_CONSP (formals) || !SCM_CONSP (SCM_CDR (formals))))
-         return call_closure_1;
+       if (!scm_is_null (formals)
+           && (!scm_is_pair (formals) || !scm_is_pair (SCM_CDR (formals))))
+         trampoline = call_closure_1;
        else
          return NULL;
+        break;
       }
     case scm_tcs_struct:
       if (SCM_OBJ_CLASS_FLAGS (proc) & SCM_CLASSF_PURE_GENERIC)
-       return scm_call_generic_1;
+       trampoline = scm_call_generic_1;
       else if (SCM_I_OPERATORP (proc))
-        return scm_call_1;
-      return NULL;
+        trampoline = scm_call_1;
+      else
+        return NULL;
+      break;
     case scm_tc7_smob:
       if (SCM_SMOB_APPLICABLE_P (proc))
-       return SCM_SMOB_DESCRIPTOR (proc).apply_1;
+       trampoline = SCM_SMOB_DESCRIPTOR (proc).apply_1;
       else
        return NULL;
+      break;
     case scm_tc7_asubr:
     case scm_tc7_rpsubr:
     case scm_tc7_cclo:
     case scm_tc7_pws:
-      return scm_call_1;
+      trampoline = scm_call_1;
+      break;
     default:
       return NULL; /* not applicable on one arg */
     }
+  /* We only reach this point if a valid trampoline was determined.  */
+
+  /* If debugging is enabled, we want to see all calls to proc on the stack.
+   * Thus, we replace the trampoline shortcut with scm_call_1.  */
+  if (scm_debug_mode_p)
+    return scm_call_1;
+  else
+    return trampoline;
 }
 
 static SCM
@@ -4590,50 +5347,67 @@ call_closure_2 (SCM proc, SCM arg1, SCM arg2)
 scm_t_trampoline_2
 scm_trampoline_2 (SCM proc)
 {
+  scm_t_trampoline_2 trampoline;
+
   if (SCM_IMP (proc))
     return NULL;
-  if (SCM_DEBUGGINGP)
-    return scm_call_2;
+
   switch (SCM_TYP7 (proc))
     {
     case scm_tc7_subr_2:
     case scm_tc7_subr_2o:
     case scm_tc7_rpsubr:
     case scm_tc7_asubr:
-      return call_subr2_2;
+      trampoline = call_subr2_2;
+      break;
     case scm_tc7_lsubr_2:
-      return call_lsubr2_2;
+      trampoline = call_lsubr2_2;
+      break;
     case scm_tc7_lsubr:
-      return call_lsubr_2;
+      trampoline = call_lsubr_2;
+      break;
     case scm_tcs_closures:
       {
        SCM formals = SCM_CLOSURE_FORMALS (proc);
-       if (!SCM_NULLP (formals)
-           && (!SCM_CONSP (formals)
-               || (!SCM_NULLP (SCM_CDR (formals))
-                   && (!SCM_CONSP (SCM_CDR (formals))
-                       || !SCM_CONSP (SCM_CDDR (formals))))))
-         return call_closure_2;
+       if (!scm_is_null (formals)
+           && (!scm_is_pair (formals)
+               || (!scm_is_null (SCM_CDR (formals))
+                   && (!scm_is_pair (SCM_CDR (formals))
+                       || !scm_is_pair (SCM_CDDR (formals))))))
+         trampoline = call_closure_2;
        else
          return NULL;
+        break;
       }
     case scm_tcs_struct:
       if (SCM_OBJ_CLASS_FLAGS (proc) & SCM_CLASSF_PURE_GENERIC)
-       return scm_call_generic_2;
+       trampoline = scm_call_generic_2;
       else if (SCM_I_OPERATORP (proc))
-        return scm_call_2;
-      return NULL;
+        trampoline = scm_call_2;
+      else
+        return NULL;
+      break;
     case scm_tc7_smob:
       if (SCM_SMOB_APPLICABLE_P (proc))
-       return SCM_SMOB_DESCRIPTOR (proc).apply_2;
+       trampoline = SCM_SMOB_DESCRIPTOR (proc).apply_2;
       else
        return NULL;
+      break;
     case scm_tc7_cclo:
     case scm_tc7_pws:
-      return scm_call_2;
+      trampoline = scm_call_2;
+      break;
     default:
       return NULL; /* not applicable on two args */
     }
+  /* We only reach this point if a valid trampoline was determined.  */
+
+  /* If debugging is enabled, we want to see all calls to proc on the stack.
+   * Thus, we replace the trampoline shortcut with scm_call_2.  */
+  if (scm_debug_mode_p)
+    return scm_call_2;
+  else
+    return trampoline;
 }
 
 /* Typechecking for multi-argument MAP and FOR-EACH.
@@ -4649,26 +5423,24 @@ check_map_args (SCM argv,
                SCM args,
                const char *who)
 {
-  SCM const *ve = SCM_VELTS (argv);
   long i;
 
-  for (i = SCM_VECTOR_LENGTH (argv) - 1; i >= 1; i--)
+  for (i = SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (argv) - 1; i >= 1; i--)
     {
-      long elt_len = scm_ilength (ve[i]);
+      SCM elt = SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (argv, i);
+      long elt_len = scm_ilength (elt);
 
       if (elt_len < 0)
        {
          if (gf)
            scm_apply_generic (gf, scm_cons (proc, args));
          else
-           scm_wrong_type_arg (who, i + 2, ve[i]);
+           scm_wrong_type_arg (who, i + 2, elt);
        }
 
       if (elt_len != len)
-       scm_out_of_range_pos (who, ve[i], SCM_MAKINUM (i + 2));
+       scm_out_of_range_pos (who, elt, scm_from_long (i + 2));
     }
-
-  scm_remember_upto_here_1 (argv);
 }
 
 
@@ -4688,13 +5460,12 @@ scm_map (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
   long i, len;
   SCM res = SCM_EOL;
   SCM *pres = &res;
-  SCM const *ve = &args;               /* Keep args from being optimized away. */
 
   len = scm_ilength (arg1);
   SCM_GASSERTn (len >= 0,
                g_map, scm_cons2 (proc, arg1, args), SCM_ARG2, s_map);
   SCM_VALIDATE_REST_ARGUMENT (args);
-  if (SCM_NULLP (args))
+  if (scm_is_null (args))
     {
       scm_t_trampoline_1 call = scm_trampoline_1 (proc);
       SCM_GASSERT2 (call, g_map, proc, arg1, SCM_ARG1, s_map);
@@ -4706,7 +5477,7 @@ scm_map (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
        }
       return res;
     }
-  if (SCM_NULLP (SCM_CDR (args)))
+  if (scm_is_null (SCM_CDR (args)))
     {
       SCM arg2 = SCM_CAR (args);
       int len2 = scm_ilength (arg2);
@@ -4728,17 +5499,17 @@ scm_map (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
     }
   arg1 = scm_cons (arg1, args);
   args = scm_vector (arg1);
-  ve = SCM_VELTS (args);
   check_map_args (args, len, g_map, proc, arg1, s_map);
   while (1)
     {
       arg1 = SCM_EOL;
-      for (i = SCM_VECTOR_LENGTH (args) - 1; i >= 0; i--)
+      for (i = SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (args) - 1; i >= 0; i--)
        {
-         if (SCM_IMP (ve[i])) 
+         SCM elt = SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (args, i);
+         if (SCM_IMP (elt)) 
            return res;
-         arg1 = scm_cons (SCM_CAR (ve[i]), arg1);
-         SCM_VECTOR_SET (args, i, SCM_CDR (ve[i]));
+         arg1 = scm_cons (SCM_CAR (elt), arg1);
+         SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (args, i, SCM_CDR (elt));
        }
       *pres = scm_list_1 (scm_apply (proc, arg1, SCM_EOL));
       pres = SCM_CDRLOC (*pres);
@@ -4753,13 +5524,12 @@ SCM
 scm_for_each (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
 #define FUNC_NAME s_for_each
 {
-  SCM const *ve = &args;               /* Keep args from being optimized away. */
   long i, len;
   len = scm_ilength (arg1);
   SCM_GASSERTn (len >= 0, g_for_each, scm_cons2 (proc, arg1, args),
                SCM_ARG2, s_for_each);
   SCM_VALIDATE_REST_ARGUMENT (args);
-  if (SCM_NULLP (args))
+  if (scm_is_null (args))
     {
       scm_t_trampoline_1 call = scm_trampoline_1 (proc);
       SCM_GASSERT2 (call, g_for_each, proc, arg1, SCM_ARG1, s_for_each);
@@ -4770,7 +5540,7 @@ scm_for_each (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
        }
       return SCM_UNSPECIFIED;
     }
-  if (SCM_NULLP (SCM_CDR (args)))
+  if (scm_is_null (SCM_CDR (args)))
     {
       SCM arg2 = SCM_CAR (args);
       int len2 = scm_ilength (arg2);
@@ -4791,17 +5561,17 @@ scm_for_each (SCM proc, SCM arg1, SCM args)
     }
   arg1 = scm_cons (arg1, args);
   args = scm_vector (arg1);
-  ve = SCM_VELTS (args);
   check_map_args (args, len, g_for_each, proc, arg1, s_for_each);
   while (1)
     {
       arg1 = SCM_EOL;
-      for (i = SCM_VECTOR_LENGTH (args) - 1; i >= 0; i--)
+      for (i = SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (args) - 1; i >= 0; i--)
        {
-         if (SCM_IMP (ve[i]))
+         SCM elt = SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (args, i);
+         if (SCM_IMP (elt))
            return SCM_UNSPECIFIED;
-         arg1 = scm_cons (SCM_CAR (ve[i]), arg1);
-         SCM_VECTOR_SET (args, i, SCM_CDR (ve[i]));
+         arg1 = scm_cons (SCM_CAR (elt), arg1);
+         SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (args, i, SCM_CDR (elt));
        }
       scm_apply (proc, arg1, SCM_EOL);
     }
@@ -4827,13 +5597,19 @@ scm_makprom (SCM code)
 {
   SCM_RETURN_NEWSMOB2 (scm_tc16_promise,
                       SCM_UNPACK (code),
-                      scm_make_rec_mutex ());
+                      scm_make_recursive_mutex ());
+}
+
+static SCM
+promise_mark (SCM promise)
+{
+  scm_gc_mark (SCM_PROMISE_MUTEX (promise));
+  return SCM_PROMISE_DATA (promise);
 }
 
 static size_t
 promise_free (SCM promise)
 {
-  scm_rec_mutex_free (SCM_PROMISE_MUTEX (promise));
   return 0;
 }
 
@@ -4857,7 +5633,7 @@ SCM_DEFINE (scm_force, "force", 1, 0, 0,
 #define FUNC_NAME s_scm_force
 {
   SCM_VALIDATE_SMOB (1, promise, promise);
-  scm_rec_mutex_lock (SCM_PROMISE_MUTEX (promise));
+  scm_lock_mutex (SCM_PROMISE_MUTEX (promise));
   if (!SCM_PROMISE_COMPUTED_P (promise))
     {
       SCM ans = scm_call_0 (SCM_PROMISE_DATA (promise));
@@ -4867,7 +5643,7 @@ SCM_DEFINE (scm_force, "force", 1, 0, 0,
          SCM_SET_PROMISE_COMPUTED (promise);
        }
     }
-  scm_rec_mutex_unlock (SCM_PROMISE_MUTEX (promise));
+  scm_unlock_mutex (SCM_PROMISE_MUTEX (promise));
   return SCM_PROMISE_DATA (promise);
 }
 #undef FUNC_NAME
@@ -4879,7 +5655,7 @@ SCM_DEFINE (scm_promise_p, "promise?", 1, 0, 0,
            "(@pxref{Delayed evaluation,,,r5rs.info,The Revised^5 Report on Scheme}).")
 #define FUNC_NAME s_scm_promise_p
 {
-  return SCM_BOOL (SCM_TYP16_PREDICATE (scm_tc16_promise, obj));
+  return scm_from_bool (SCM_TYP16_PREDICATE (scm_tc16_promise, obj));
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -4895,46 +5671,170 @@ SCM_DEFINE (scm_cons_source, "cons-source", 3, 0, 0,
   z = scm_cons (x, y);
   /* Copy source properties possibly associated with xorig. */
   p = scm_whash_lookup (scm_source_whash, xorig);
-  if (!SCM_IMP (p))
+  if (scm_is_true (p))
     scm_whash_insert (scm_source_whash, z, p);
   return z;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 
+/* The function scm_copy_tree is used to copy an expression tree to allow the
+ * memoizer to modify the expression during memoization.  scm_copy_tree
+ * creates deep copies of pairs and vectors, but not of any other data types,
+ * since only pairs and vectors will be parsed by the memoizer.
+ *
+ * To avoid infinite recursion due to cyclic structures, the hare-and-tortoise
+ * pattern is used to detect cycles.  In fact, the pattern is used in two
+ * dimensions, vertical (indicated in the code by the variable names 'hare'
+ * and 'tortoise') and horizontal ('rabbit' and 'turtle').  In both
+ * dimensions, the hare/rabbit will take two steps when the tortoise/turtle
+ * takes one.
+ *
+ * The vertical dimension corresponds to recursive calls to function
+ * copy_tree: This happens when descending into vector elements, into cars of
+ * lists and into the cdr of an improper list.  In this dimension, the
+ * tortoise follows the hare by using the processor stack: Every stack frame
+ * will hold an instance of struct t_trace.  These instances are connected in
+ * a way that represents the trace of the hare, which thus can be followed by
+ * the tortoise.  The tortoise will always point to struct t_trace instances
+ * relating to SCM objects that have already been copied.  Thus, a cycle is
+ * detected if the tortoise and the hare point to the same object,
+ *
+ * The horizontal dimension is within one execution of copy_tree, when the
+ * function cdr's along the pairs of a list.  This is the standard
+ * hare-and-tortoise implementation, found several times in guile.  */
+
+struct t_trace {
+  struct t_trace *trace; /* These pointers form a trace along the stack. */
+  SCM obj;               /* The object handled at the respective stack frame.*/
+};
+
+static SCM
+copy_tree (
+  struct t_trace *const hare,
+  struct t_trace *tortoise,
+  unsigned int tortoise_delay )
+{
+  if (!scm_is_pair (hare->obj) && !scm_is_simple_vector (hare->obj))
+    {
+      return hare->obj;
+    }
+  else
+    {
+      /* Prepare the trace along the stack.  */
+      struct t_trace new_hare;
+      hare->trace = &new_hare;
+
+      /* The tortoise will make its step after the delay has elapsed.  Note
+       * that in contrast to the typical hare-and-tortoise pattern, the step
+       * of the tortoise happens before the hare takes its steps.  This is, in
+       * principle, no problem, except for the start of the algorithm: Then,
+       * it has to be made sure that the hare actually gets its advantage of
+       * two steps.  */
+      if (tortoise_delay == 0)
+        {
+          tortoise_delay = 1;
+          tortoise = tortoise->trace;
+          ASSERT_SYNTAX (!scm_is_eq (hare->obj, tortoise->obj),
+                         s_bad_expression, hare->obj);
+        }
+      else
+        {
+          --tortoise_delay;
+        }
+
+      if (scm_is_simple_vector (hare->obj))
+        {
+          size_t length = SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (hare->obj);
+          SCM new_vector = scm_c_make_vector (length, SCM_UNSPECIFIED);
+
+          /* Each vector element is copied by recursing into copy_tree, having
+           * the tortoise follow the hare into the depths of the stack.  */
+          unsigned long int i;
+          for (i = 0; i < length; ++i)
+            {
+              SCM new_element;
+              new_hare.obj = SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (hare->obj, i);
+              new_element = copy_tree (&new_hare, tortoise, tortoise_delay);
+              SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (new_vector, i, new_element);
+            }
+
+          return new_vector;
+        }
+      else /* scm_is_pair (hare->obj) */
+        {
+          SCM result;
+          SCM tail;
+
+          SCM rabbit = hare->obj;
+          SCM turtle = hare->obj;
+
+          SCM copy;
+
+          /* The first pair of the list is treated specially, in order to
+           * preserve a potential source code position.  */
+          result = tail = scm_cons_source (rabbit, SCM_EOL, SCM_EOL);
+          new_hare.obj = SCM_CAR (rabbit);
+          copy = copy_tree (&new_hare, tortoise, tortoise_delay);
+          SCM_SETCAR (tail, copy);
+
+          /* The remaining pairs of the list are copied by, horizontally,
+           * having the turtle follow the rabbit, and, vertically, having the
+           * tortoise follow the hare into the depths of the stack.  */
+          rabbit = SCM_CDR (rabbit);
+          while (scm_is_pair (rabbit))
+            {
+              new_hare.obj = SCM_CAR (rabbit);
+              copy = copy_tree (&new_hare, tortoise, tortoise_delay);
+              SCM_SETCDR (tail, scm_cons (copy, SCM_UNDEFINED));
+              tail = SCM_CDR (tail);
+
+              rabbit = SCM_CDR (rabbit);
+              if (scm_is_pair (rabbit))
+                {
+                  new_hare.obj = SCM_CAR (rabbit);
+                  copy = copy_tree (&new_hare, tortoise, tortoise_delay);
+                  SCM_SETCDR (tail, scm_cons (copy, SCM_UNDEFINED));
+                  tail = SCM_CDR (tail);
+                  rabbit = SCM_CDR (rabbit);
+
+                  turtle = SCM_CDR (turtle);
+                  ASSERT_SYNTAX (!scm_is_eq (rabbit, turtle),
+                                 s_bad_expression, rabbit);
+                }
+            }
+
+          /* We have to recurse into copy_tree again for the last cdr, in
+           * order to handle the situation that it holds a vector.  */
+          new_hare.obj = rabbit;
+          copy = copy_tree (&new_hare, tortoise, tortoise_delay);
+          SCM_SETCDR (tail, copy);
+
+          return result;
+        }
+    }
+}
+
 SCM_DEFINE (scm_copy_tree, "copy-tree", 1, 0, 0, 
             (SCM obj),
            "Recursively copy the data tree that is bound to @var{obj}, and return a\n"
-           "pointer to the new data structure.  @code{copy-tree} recurses down the\n"
+           "the new data structure.  @code{copy-tree} recurses down the\n"
            "contents of both pairs and vectors (since both cons cells and vector\n"
            "cells may point to arbitrary objects), and stops recursing when it hits\n"
            "any other object.")
 #define FUNC_NAME s_scm_copy_tree
 {
-  SCM ans, tl;
-  if (SCM_IMP (obj)) 
-    return obj;
-  if (SCM_VECTORP (obj))
-    {
-      unsigned long i = SCM_VECTOR_LENGTH (obj);
-      ans = scm_c_make_vector (i, SCM_UNSPECIFIED);
-      while (i--)
-       SCM_VECTOR_SET (ans, i, scm_copy_tree (SCM_VELTS (obj)[i]));
-      return ans;
-    }
-  if (!SCM_CONSP (obj))
-    return obj;
-  ans = tl = scm_cons_source (obj,
-                             scm_copy_tree (SCM_CAR (obj)),
-                             SCM_UNSPECIFIED);
-  for (obj = SCM_CDR (obj); SCM_CONSP (obj); obj = SCM_CDR (obj))
-    {
-      SCM_SETCDR (tl, scm_cons (scm_copy_tree (SCM_CAR (obj)),
-                               SCM_UNSPECIFIED));
-      tl = SCM_CDR (tl);
-    }
-  SCM_SETCDR (tl, obj);
-  return ans;
+  /* Prepare the trace along the stack.  */
+  struct t_trace trace;
+  trace.obj = obj;
+
+  /* In function copy_tree, if the tortoise makes its step, it will do this
+   * before the hare has the chance to move.  Thus, we have to make sure that
+   * the very first step of the tortoise will not happen after the hare has
+   * really made two steps.  This is achieved by passing '2' as the initial
+   * delay for the tortoise.  NOTE: Since cycles are unlikely, giving the hare
+   * a bigger advantage may improve performance slightly.  */
+  return copy_tree (&trace, &trace, 2);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -4956,13 +5856,15 @@ SCM_DEFINE (scm_copy_tree, "copy-tree", 1, 0, 0,
      environment and calling scm_i_eval.  Thus, changes to the
      top-level module are tracked normally.
 
-   - scm_eval (exp, mod)
+   - scm_eval (exp, mod_or_state)
 
-     evaluates EXP while MOD is the current module.  This is done by
-     setting the current module to MOD, invoking scm_primitive_eval on
-     EXP, and then restoring the current module to the value it had
-     previously.  That is, while EXP is evaluated, changes to the
-     current module are tracked, but these changes do not persist when
+     evaluates EXP while MOD_OR_STATE is the current module or current
+     dynamic state (as appropriate).  This is done by setting the
+     current module (or dynamic state) to MOD_OR_STATE, invoking
+     scm_primitive_eval on EXP, and then restoring the current module
+     (or dynamic state) to the value it had previously.  That is,
+     while EXP is evaluated, changes to the current module (or dynamic
+     state) are tracked, but these changes do not persist when
      scm_eval returns.
 
   For each level of evals, there are two variants, distinguished by a
@@ -4977,14 +5879,20 @@ SCM_DEFINE (scm_copy_tree, "copy-tree", 1, 0, 0,
 SCM 
 scm_i_eval_x (SCM exp, SCM env)
 {
-  return SCM_XEVAL (exp, env);
+  if (scm_is_symbol (exp))
+    return *scm_lookupcar (scm_cons (exp, SCM_UNDEFINED), env, 1);
+  else
+    return SCM_I_XEVAL (exp, env);
 }
 
 SCM 
 scm_i_eval (SCM exp, SCM env)
 {
   exp = scm_copy_tree (exp);
-  return SCM_XEVAL (exp, env);
+  if (scm_is_symbol (exp))
+    return *scm_lookupcar (scm_cons (exp, SCM_UNDEFINED), env, 1);
+  else
+    return SCM_I_XEVAL (exp, env);
 }
 
 SCM
@@ -5006,93 +5914,116 @@ SCM_DEFINE (scm_primitive_eval, "primitive-eval", 1, 0, 0,
 {
   SCM env;
   SCM transformer = scm_current_module_transformer ();
-  if (SCM_NIMP (transformer))
+  if (scm_is_true (transformer))
     exp = scm_call_1 (transformer, exp);
   env = scm_top_level_env (scm_current_module_lookup_closure ());
   return scm_i_eval (exp, env);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
+
 /* Eval does not take the second arg optionally.  This is intentional
  * in order to be R5RS compatible, and to prepare for the new module
  * system, where we would like to make the choice of evaluation
  * environment explicit.  */
 
-static void
-change_environment (void *data)
-{
-  SCM pair = SCM_PACK (data);
-  SCM new_module = SCM_CAR (pair);
-  SCM old_module = scm_current_module ();
-  SCM_SETCDR (pair, old_module);
-  scm_set_current_module (new_module);
-}
-
-
-static void
-restore_environment (void *data)
-{
-  SCM pair = SCM_PACK (data);
-  SCM old_module = SCM_CDR (pair);
-  SCM new_module = scm_current_module ();
-  SCM_SETCAR (pair, new_module);
-  scm_set_current_module (old_module);
-}
-
-static SCM
-inner_eval_x (void *data)
-{
-  return scm_primitive_eval_x (SCM_PACK(data));
-}
-
 SCM
-scm_eval_x (SCM exp, SCM module)
-#define FUNC_NAME "eval!"
+scm_eval_x (SCM exp, SCM module_or_state)
 {
-  SCM_VALIDATE_MODULE (2, module);
+  SCM res;
 
-  return scm_internal_dynamic_wind 
-    (change_environment, inner_eval_x, restore_environment,
-     (void *) SCM_UNPACK (exp),
-     (void *) SCM_UNPACK (scm_cons (module, SCM_BOOL_F)));
-}
-#undef FUNC_NAME
+  scm_dynwind_begin (SCM_F_DYNWIND_REWINDABLE);
+  if (scm_is_dynamic_state (module_or_state))
+    scm_dynwind_current_dynamic_state (module_or_state);
+  else
+    scm_dynwind_current_module (module_or_state);
 
-static SCM
-inner_eval (void *data)
-{
-  return scm_primitive_eval (SCM_PACK(data));
+  res = scm_primitive_eval_x (exp);
+
+  scm_dynwind_end ();
+  return res;
 }
 
 SCM_DEFINE (scm_eval, "eval", 2, 0, 0, 
-           (SCM exp, SCM module),
+           (SCM exp, SCM module_or_state),
            "Evaluate @var{exp}, a list representing a Scheme expression,\n"
-            "in the top-level environment specified by @var{module}.\n"
+            "in the top-level environment specified by\n"
+           "@var{module_or_state}.\n"
             "While @var{exp} is evaluated (using @code{primitive-eval}),\n"
-            "@var{module} is made the current module.  The current module\n"
-            "is reset to its previous value when @var{eval} returns.")
+            "@var{module_or_state} is made the current module when\n"
+           "it is a module, or the current dynamic state when it is\n"
+           "a dynamic state."
+           "Example: (eval '(+ 1 2) (interaction-environment))")
 #define FUNC_NAME s_scm_eval
 {
-  SCM_VALIDATE_MODULE (2, module);
+  SCM res;
+
+  scm_dynwind_begin (SCM_F_DYNWIND_REWINDABLE);
+  if (scm_is_dynamic_state (module_or_state))
+    scm_dynwind_current_dynamic_state (module_or_state);
+  else
+    scm_dynwind_current_module (module_or_state);
+
+  res = scm_primitive_eval (exp);
 
-  return scm_internal_dynamic_wind 
-    (change_environment, inner_eval, restore_environment,
-     (void *) SCM_UNPACK (exp),
-     (void *) SCM_UNPACK (scm_cons (module, SCM_BOOL_F)));
+  scm_dynwind_end ();
+  return res;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 
-/* At this point, scm_deval and scm_dapply are generated.
+/* At this point, deval and scm_dapply are generated.
  */
 
 #define DEVAL
 #include "eval.c"
 
 
+#if (SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1)
+
+/* Deprecated in guile 1.7.0 on 2004-03-29.  */
+SCM scm_ceval (SCM x, SCM env)
+{
+  if (scm_is_pair (x))
+    return ceval (x, env);
+  else if (scm_is_symbol (x))
+    return *scm_lookupcar (scm_cons (x, SCM_UNDEFINED), env, 1);
+  else
+    return SCM_I_XEVAL (x, env);
+}
+
+/* Deprecated in guile 1.7.0 on 2004-03-29.  */
+SCM scm_deval (SCM x, SCM env)
+{
+  if (scm_is_pair (x))
+    return deval (x, env);
+  else if (scm_is_symbol (x))
+    return *scm_lookupcar (scm_cons (x, SCM_UNDEFINED), env, 1);
+  else
+    return SCM_I_XEVAL (x, env);
+}
+
+static SCM
+dispatching_eval (SCM x, SCM env)
+{
+  if (scm_debug_mode_p)
+    return scm_deval (x, env);
+  else
+    return scm_ceval (x, env);
+}
+
+/* Deprecated in guile 1.7.0 on 2004-03-29.  */
+SCM (*scm_ceval_ptr) (SCM x, SCM env) = dispatching_eval;
+
+#endif
+
+
 void 
 scm_init_eval ()
 {
+  scm_i_pthread_mutex_init (&source_mutex,
+                           scm_i_pthread_mutexattr_recursive);
+
   scm_init_opts (scm_evaluator_traps,
                 scm_evaluator_trap_table,
                 SCM_N_EVALUATOR_TRAPS);
@@ -5101,7 +6032,7 @@ scm_init_eval ()
                 SCM_N_EVAL_OPTIONS);
   
   scm_tc16_promise = scm_make_smob_type ("promise", 0);
-  scm_set_smob_mark (scm_tc16_promise, scm_markcdr);
+  scm_set_smob_mark (scm_tc16_promise, promise_mark);
   scm_set_smob_free (scm_tc16_promise, promise_free);
   scm_set_smob_print (scm_tc16_promise, promise_print);
 
@@ -5115,7 +6046,7 @@ scm_init_eval ()
   scm_permanent_object (f_apply);
 
 #include "libguile/eval.x"
-  
+
   scm_add_feature ("delay");
 }