Upstream version 10.39.225.0
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / third_party / libvpx / source / libvpx / vp9 / encoder / vp9_encodeframe.c
index 3deaa08..be5ee7b 100644 (file)
 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
+#include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
+
+#include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
+#include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
+#include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
-#include "vp9/encoder/vp9_onyx_int.h"
+#include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
+#include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
-#include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
-#include "vp9/encoder/vp9_vaq.h"
-
-
-#define DBG_PRNT_SEGMAP 0
-
-
-// #define ENC_DEBUG
-#ifdef ENC_DEBUG
-int enc_debug = 0;
-#endif
 
-static INLINE uint8_t *get_sb_index(MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE subsize) {
-  switch (subsize) {
-    case BLOCK_64X64:
-    case BLOCK_64X32:
-    case BLOCK_32X64:
-    case BLOCK_32X32:
-      return &x->sb_index;
-    case BLOCK_32X16:
-    case BLOCK_16X32:
-    case BLOCK_16X16:
-      return &x->mb_index;
-    case BLOCK_16X8:
-    case BLOCK_8X16:
-    case BLOCK_8X8:
-      return &x->b_index;
-    case BLOCK_8X4:
-    case BLOCK_4X8:
-    case BLOCK_4X4:
-      return &x->ab_index;
-    default:
-      assert(0);
-      return NULL;
-  }
-}
+#define GF_ZEROMV_ZBIN_BOOST 0
+#define LF_ZEROMV_ZBIN_BOOST 0
+#define MV_ZBIN_BOOST        0
+#define SPLIT_MV_ZBIN_BOOST  0
+#define INTRA_ZBIN_BOOST     0
 
 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
-                              int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize);
+                              int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
+                              PICK_MODE_CONTEXT *ctx);
 
-static void adjust_act_zbin(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x);
+// Motion vector component magnitude threshold for defining fast motion.
+#define FAST_MOTION_MV_THRESH 24
 
-/* activity_avg must be positive, or flat regions could get a zero weight
- *  (infinite lambda), which confounds analysis.
- * This also avoids the need for divide by zero checks in
- *  vp9_activity_masking().
- */
-#define ACTIVITY_AVG_MIN (64)
-
-/* Motion vector component magnitude threshold for defining fast motion. */
-#define FAST_MOTION_MV_THRESH (24)
-
-/* This is used as a reference when computing the source variance for the
- *  purposes of activity masking.
- * Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
- *  which will be faster.
- */
+// This is used as a reference when computing the source variance for the
+//  purposes of activity masking.
+// Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
+//  which will be faster.
 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
@@ -104,336 +71,480 @@ static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
 };
 
-static unsigned int get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
+static unsigned int get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
+                                              const struct buf_2d *ref,
                                               BLOCK_SIZE bs) {
-  unsigned int var, sse;
-  var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf,
-                           x->plane[0].src.stride,
-                           VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
-  return (var + (1 << (num_pels_log2_lookup[bs] - 1))) >>
-      num_pels_log2_lookup[bs];
+  unsigned int sse;
+  const unsigned int var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
+                                              VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
+  return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 }
 
-// Original activity measure from Tim T's code.
-static unsigned int tt_activity_measure(MACROBLOCK *x) {
-  unsigned int act;
+static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
+                                                   const struct buf_2d *ref,
+                                                   int mi_row, int mi_col,
+                                                   BLOCK_SIZE bs) {
+  const YV12_BUFFER_CONFIG *last = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
+  const uint8_t* last_y = &last->y_buffer[mi_row * MI_SIZE * last->y_stride +
+                                              mi_col * MI_SIZE];
   unsigned int sse;
-  /* TODO: This could also be done over smaller areas (8x8), but that would
-   *  require extensive changes elsewhere, as lambda is assumed to be fixed
-   *  over an entire MB in most of the code.
-   * Another option is to compute four 8x8 variances, and pick a single
-   *  lambda using a non-linear combination (e.g., the smallest, or second
-   *  smallest, etc.).
-   */
-  act = vp9_variance16x16(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
-                          VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
-  act <<= 4;
-
-  /* If the region is flat, lower the activity some more. */
-  if (act < 8 << 12)
-    act = act < 5 << 12 ? act : 5 << 12;
-
-  return act;
+  const unsigned int var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
+                                              last_y, last->y_stride, &sse);
+  return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 }
 
-// Stub for alternative experimental activity measures.
-static unsigned int alt_activity_measure(MACROBLOCK *x, int use_dc_pred) {
-  return vp9_encode_intra(x, use_dc_pred);
+static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi,
+                                                   int mi_row,
+                                                   int mi_col) {
+  unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb.plane[0].src,
+                                                    mi_row, mi_col,
+                                                    BLOCK_64X64);
+  if (var < 8)
+    return BLOCK_64X64;
+  else if (var < 128)
+    return BLOCK_32X32;
+  else if (var < 2048)
+    return BLOCK_16X16;
+  else
+    return BLOCK_8X8;
 }
 
-// Measure the activity of the current macroblock
-// What we measure here is TBD so abstracted to this function
-#define ALT_ACT_MEASURE 1
-static unsigned int mb_activity_measure(MACROBLOCK *x, int mb_row, int mb_col) {
-  unsigned int mb_activity;
-
-  if (ALT_ACT_MEASURE) {
-    int use_dc_pred = (mb_col || mb_row) && (!mb_col || !mb_row);
-
-    // Or use and alternative.
-    mb_activity = alt_activity_measure(x, use_dc_pred);
-  } else {
-    // Original activity measure from Tim T's code.
-    mb_activity = tt_activity_measure(x);
-  }
-
-  if (mb_activity < ACTIVITY_AVG_MIN)
-    mb_activity = ACTIVITY_AVG_MIN;
-
-  return mb_activity;
+static BLOCK_SIZE get_nonrd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi,
+                                                      int mi_row,
+                                                      int mi_col) {
+  unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb.plane[0].src,
+                                                    mi_row, mi_col,
+                                                    BLOCK_64X64);
+  if (var < 4)
+    return BLOCK_64X64;
+  else if (var < 10)
+    return BLOCK_32X32;
+  else
+    return BLOCK_16X16;
 }
 
-// Calculate an "average" mb activity value for the frame
-#define ACT_MEDIAN 0
-static void calc_av_activity(VP9_COMP *cpi, int64_t activity_sum) {
-#if ACT_MEDIAN
-  // Find median: Simple n^2 algorithm for experimentation
-  {
-    unsigned int median;
-    unsigned int i, j;
-    unsigned int *sortlist;
-    unsigned int tmp;
-
-    // Create a list to sort to
-    CHECK_MEM_ERROR(&cpi->common, sortlist, vpx_calloc(sizeof(unsigned int),
-                    cpi->common.MBs));
-
-    // Copy map to sort list
-    vpx_memcpy(sortlist, cpi->mb_activity_map,
-        sizeof(unsigned int) * cpi->common.MBs);
-
-    // Ripple each value down to its correct position
-    for (i = 1; i < cpi->common.MBs; i ++) {
-      for (j = i; j > 0; j --) {
-        if (sortlist[j] < sortlist[j - 1]) {
-          // Swap values
-          tmp = sortlist[j - 1];
-          sortlist[j - 1] = sortlist[j];
-          sortlist[j] = tmp;
-        } else {
-          break;
-        }
-      }
-    }
-
-    // Even number MBs so estimate median as mean of two either side.
-    median = (1 + sortlist[cpi->common.MBs >> 1] +
-        sortlist[(cpi->common.MBs >> 1) + 1]) >> 1;
-
-    cpi->activity_avg = median;
-
-    vpx_free(sortlist);
-  }
-#else
-  // Simple mean for now
-  cpi->activity_avg = (unsigned int) (activity_sum / cpi->common.MBs);
-#endif  // ACT_MEDIAN
-
-  if (cpi->activity_avg < ACTIVITY_AVG_MIN)
-    cpi->activity_avg = ACTIVITY_AVG_MIN;
-
-  // Experimental code: return fixed value normalized for several clips
-  if (ALT_ACT_MEASURE)
-    cpi->activity_avg = 100000;
+// Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
+// pointers.
+static INLINE void set_modeinfo_offsets(VP9_COMMON *const cm,
+                                        MACROBLOCKD *const xd,
+                                        int mi_row,
+                                        int mi_col) {
+  const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
+  xd->mi = cm->mi + idx_str;
+  xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
 }
 
-#define USE_ACT_INDEX   0
-#define OUTPUT_NORM_ACT_STATS   0
-
-#if USE_ACT_INDEX
-// Calculate an activity index for each mb
-static void calc_activity_index(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
+static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                        int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
-  int mb_row, mb_col;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  MB_MODE_INFO *mbmi;
+  const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
+  const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
+  const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 
-  int64_t act;
-  int64_t a;
-  int64_t b;
+  set_skip_context(xd, mi_row, mi_col);
 
-#if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
-  FILE *f = fopen("norm_act.stt", "a");
-  fprintf(f, "\n%12d\n", cpi->activity_avg);
-#endif
+  set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
 
-  // Reset pointers to start of activity map
-  x->mb_activity_ptr = cpi->mb_activity_map;
+  mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 
-  // Calculate normalized mb activity number.
-  for (mb_row = 0; mb_row < cm->mb_rows; mb_row++) {
-    // for each macroblock col in image
-    for (mb_col = 0; mb_col < cm->mb_cols; mb_col++) {
-      // Read activity from the map
-      act = *(x->mb_activity_ptr);
+  // Set up destination pointers.
+  vp9_setup_dst_planes(xd->plane, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 
-      // Calculate a normalized activity number
-      a = act + 4 * cpi->activity_avg;
-      b = 4 * act + cpi->activity_avg;
+  // Set up limit values for MV components.
+  // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
+  x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
+  x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
+  x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
+  x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 
-      if (b >= a)
-      *(x->activity_ptr) = (int)((b + (a >> 1)) / a) - 1;
-      else
-      *(x->activity_ptr) = 1 - (int)((a + (b >> 1)) / b);
+  // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
+  assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
+  set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
+                 cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 
-#if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
-      fprintf(f, " %6d", *(x->mb_activity_ptr));
-#endif
-      // Increment activity map pointers
-      x->mb_activity_ptr++;
+  // Set up source buffers.
+  vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
+
+  // R/D setup.
+  x->rddiv = cpi->rd.RDDIV;
+  x->rdmult = cpi->rd.RDMULT;
+
+  // Setup segment ID.
+  if (seg->enabled) {
+    if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ) {
+      const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
+                                                 : cm->last_frame_seg_map;
+      mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
     }
+    vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 
-#if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
-    fprintf(f, "\n");
-#endif
+    x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mbmi->segment_id];
+  } else {
+    mbmi->segment_id = 0;
+    x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
   }
-
-#if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
-  fclose(f);
-#endif
 }
-#endif  // USE_ACT_INDEX
-
-// Loop through all MBs. Note activity of each, average activity and
-// calculate a normalized activity for each
-static void build_activity_map(VP9_COMP *cpi) {
-  MACROBLOCK * const x = &cpi->mb;
-  MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
-
-#if ALT_ACT_MEASURE
-  YV12_BUFFER_CONFIG *new_yv12 = get_frame_new_buffer(cm);
-  int recon_yoffset;
-  int recon_y_stride = new_yv12->y_stride;
-#endif
-
-  int mb_row, mb_col;
-  unsigned int mb_activity;
-  int64_t activity_sum = 0;
-
-  x->mb_activity_ptr = cpi->mb_activity_map;
-
-  // for each macroblock row in image
-  for (mb_row = 0; mb_row < cm->mb_rows; mb_row++) {
-#if ALT_ACT_MEASURE
-    // reset above block coeffs
-    xd->up_available = (mb_row != 0);
-    recon_yoffset = (mb_row * recon_y_stride * 16);
-#endif
-    // for each macroblock col in image
-    for (mb_col = 0; mb_col < cm->mb_cols; mb_col++) {
-#if ALT_ACT_MEASURE
-      xd->plane[0].dst.buf = new_yv12->y_buffer + recon_yoffset;
-      xd->left_available = (mb_col != 0);
-      recon_yoffset += 16;
-#endif
-
-      // measure activity
-      mb_activity = mb_activity_measure(x, mb_row, mb_col);
-
-      // Keep frame sum
-      activity_sum += mb_activity;
-
-      // Store MB level activity details.
-      *x->mb_activity_ptr = mb_activity;
 
-      // Increment activity map pointer
-      x->mb_activity_ptr++;
-
-      // adjust to the next column of source macroblocks
-      x->plane[0].src.buf += 16;
+static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
+                                      int mi_row, int mi_col,
+                                      BLOCK_SIZE bsize) {
+  const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
+  const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
+  int i, j;
+  for (j = 0; j < block_height; ++j)
+    for (i = 0; i < block_width; ++i) {
+      if (mi_row + j < cm->mi_rows && mi_col + i < cm->mi_cols)
+        xd->mi[j * xd->mi_stride + i].src_mi = &xd->mi[0];
     }
+}
 
-    // adjust to the next row of mbs
-    x->plane[0].src.buf += 16 * x->plane[0].src.stride - 16 * cm->mb_cols;
+static void set_block_size(VP9_COMP * const cpi,
+                           int mi_row, int mi_col,
+                           BLOCK_SIZE bsize) {
+  if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
+    MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
+    set_modeinfo_offsets(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col);
+    xd->mi[0].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
+    duplicate_mode_info_in_sb(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col, bsize);
   }
-
-  // Calculate an "average" MB activity
-  calc_av_activity(cpi, activity_sum);
-
-#if USE_ACT_INDEX
-  // Calculate an activity index number of each mb
-  calc_activity_index(cpi, x);
-#endif
 }
 
-// Macroblock activity masking
-void vp9_activity_masking(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
-#if USE_ACT_INDEX
-  x->rdmult += *(x->mb_activity_ptr) * (x->rdmult >> 2);
-  x->errorperbit = x->rdmult * 100 / (110 * x->rddiv);
-  x->errorperbit += (x->errorperbit == 0);
-#else
-  int64_t a;
-  int64_t b;
-  int64_t act = *(x->mb_activity_ptr);
+typedef struct {
+  int64_t sum_square_error;
+  int64_t sum_error;
+  int count;
+  int variance;
+} var;
+
+typedef struct {
+  var none;
+  var horz[2];
+  var vert[2];
+} partition_variance;
+
+typedef struct {
+  partition_variance part_variances;
+  var split[4];
+} v8x8;
+
+typedef struct {
+  partition_variance part_variances;
+  v8x8 split[4];
+} v16x16;
+
+typedef struct {
+  partition_variance part_variances;
+  v16x16 split[4];
+} v32x32;
+
+typedef struct {
+  partition_variance part_variances;
+  v32x32 split[4];
+} v64x64;
+
+typedef struct {
+  partition_variance *part_variances;
+  var *split[4];
+} variance_node;
+
+typedef enum {
+  V16X16,
+  V32X32,
+  V64X64,
+} TREE_LEVEL;
+
+static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
+  int i;
+  node->part_variances = NULL;
+  vpx_memset(node->split, 0, sizeof(node->split));
+  switch (bsize) {
+    case BLOCK_64X64: {
+      v64x64 *vt = (v64x64 *) data;
+      node->part_variances = &vt->part_variances;
+      for (i = 0; i < 4; i++)
+        node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
+      break;
+    }
+    case BLOCK_32X32: {
+      v32x32 *vt = (v32x32 *) data;
+      node->part_variances = &vt->part_variances;
+      for (i = 0; i < 4; i++)
+        node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
+      break;
+    }
+    case BLOCK_16X16: {
+      v16x16 *vt = (v16x16 *) data;
+      node->part_variances = &vt->part_variances;
+      for (i = 0; i < 4; i++)
+        node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
+      break;
+    }
+    case BLOCK_8X8: {
+      v8x8 *vt = (v8x8 *) data;
+      node->part_variances = &vt->part_variances;
+      for (i = 0; i < 4; i++)
+        node->split[i] = &vt->split[i];
+      break;
+    }
+    default: {
+      assert(0);
+      break;
+    }
+  }
+}
 
-  // Apply the masking to the RD multiplier.
-  a = act + (2 * cpi->activity_avg);
-  b = (2 * act) + cpi->activity_avg;
+// Set variance values given sum square error, sum error, count.
+static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
+  v->sum_square_error = s2;
+  v->sum_error = s;
+  v->count = c;
+  if (c > 0)
+    v->variance = (int)(256 *
+                        (v->sum_square_error - v->sum_error * v->sum_error /
+                         v->count) / v->count);
+  else
+    v->variance = 0;
+}
 
-  x->rdmult = (unsigned int) (((int64_t) x->rdmult * b + (a >> 1)) / a);
-  x->errorperbit = x->rdmult * 100 / (110 * x->rddiv);
-  x->errorperbit += (x->errorperbit == 0);
-#endif
+void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
+  fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
+                a->sum_error + b->sum_error, a->count + b->count, r);
+}
 
-  // Activity based Zbin adjustment
-  adjust_act_zbin(cpi, x);
+static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
+  variance_node node;
+  tree_to_node(data, bsize, &node);
+  sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
+  sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
+  sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
+  sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
+  sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
+                  &node.part_variances->none);
 }
 
-// Select a segment for the current SB64
-static void select_in_frame_q_segment(VP9_COMP *cpi,
-                                      int mi_row, int mi_col,
-                                      int output_enabled, int projected_rate) {
+static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi,
+                               void *data,
+                               BLOCK_SIZE bsize,
+                               int mi_row,
+                               int mi_col) {
   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
-  int target_rate = cpi->rc.sb64_target_rate << 8;   // convert to bits << 8
-
-  const int mi_offset = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
-  const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
-  const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
-  const int xmis = MIN(cm->mi_cols - mi_col, bw);
-  const int ymis = MIN(cm->mi_rows - mi_row, bh);
-  int complexity_metric = 64;
-  int x, y;
-
-  unsigned char segment;
+  variance_node vt;
+  const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
+  const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
+  // TODO(debargha): Choose this more intelligently.
+  const int64_t threshold_multiplier = 25;
+  int64_t threshold = threshold_multiplier * cpi->common.base_qindex;
+  assert(block_height == block_width);
+
+  tree_to_node(data, bsize, &vt);
+
+  // Split none is available only if we have more than half a block size
+  // in width and height inside the visible image.
+  if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
+      mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
+      vt.part_variances->none.variance < threshold) {
+    set_block_size(cpi, mi_row, mi_col, bsize);
+    return 1;
+  }
+
+  // Vertical split is available on all but the bottom border.
+  if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
+      vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
+      vt.part_variances->vert[1].variance < threshold) {
+    BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
+    set_block_size(cpi, mi_row, mi_col, subsize);
+    set_block_size(cpi, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
+    return 1;
+  }
+
+  // Horizontal split is available on all but the right border.
+  if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
+      vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
+      vt.part_variances->horz[1].variance < threshold) {
+    BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
+    set_block_size(cpi, mi_row, mi_col, subsize);
+    set_block_size(cpi, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
+    return 1;
+  }
+  return 0;
+}
 
-  if (!output_enabled) {
-    segment = 0;
+// TODO(debargha): Fix this function and make it work as expected.
+static void choose_partitioning(VP9_COMP *cpi,
+                                const TileInfo *const tile,
+                                int mi_row, int mi_col) {
+  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *xd = &cpi->mb.e_mbd;
+
+  int i, j, k;
+  v64x64 vt;
+  uint8_t *s;
+  const uint8_t *d;
+  int sp;
+  int dp;
+  int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
+  int_mv nearest_mv, near_mv;
+  const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
+  const struct scale_factors *const sf = &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf;
+
+  vp9_zero(vt);
+  set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
+
+  if (xd->mb_to_right_edge < 0)
+    pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
+  if (xd->mb_to_bottom_edge < 0)
+    pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
+
+  s = x->plane[0].src.buf;
+  sp = x->plane[0].src.stride;
+
+  if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
+    vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col, sf);
+
+    xd->mi[0].src_mi->mbmi.ref_frame[0] = LAST_FRAME;
+    xd->mi[0].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
+    vp9_find_best_ref_mvs(xd, cm->allow_high_precision_mv,
+                          xd->mi[0].src_mi->mbmi.ref_mvs[LAST_FRAME],
+                          &nearest_mv, &near_mv);
+
+    xd->mi[0].src_mi->mbmi.mv[0] = nearest_mv;
+    vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
+
+    d = xd->plane[0].dst.buf;
+    dp = xd->plane[0].dst.stride;
   } else {
-    // Rate depends on fraction of a SB64 in frame (xmis * ymis / bw * bh).
-    // It is converted to bits * 256 units
-    target_rate = (cpi->rc.sb64_target_rate * xmis * ymis * 256) / (bw * bh);
-
-    if (projected_rate < (target_rate / 4)) {
-      segment = 2;
-    } else if (projected_rate < (target_rate / 2)) {
-      segment = 1;
-    } else {
-      segment = 0;
+    d = VP9_VAR_OFFS;
+    dp = 0;
+  }
+
+  // Fill in the entire tree of 8x8 variances for splits.
+  for (i = 0; i < 4; i++) {
+    const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
+    const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
+    for (j = 0; j < 4; j++) {
+      const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
+      const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
+      v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
+      for (k = 0; k < 4; k++) {
+        int x_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
+        int y_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
+        unsigned int sse = 0;
+        int sum = 0;
+        if (x_idx < pixels_wide && y_idx < pixels_high)
+          vp9_get8x8var(s + y_idx * sp + x_idx, sp,
+                        d + y_idx * dp + x_idx, dp, &sse, &sum);
+        fill_variance(sse, sum, 64, &vst->split[k].part_variances.none);
+      }
     }
-
-    complexity_metric =
-      clamp((int)((projected_rate * 64) / target_rate), 16, 255);
   }
-
-  // Fill in the entires in the segment map corresponding to this SB64
-  for (y = 0; y < ymis; y++) {
-    for (x = 0; x < xmis; x++) {
-      cpi->segmentation_map[mi_offset + y * cm->mi_cols + x] = segment;
-      cpi->complexity_map[mi_offset + y * cm->mi_cols + x] =
-        (unsigned char)complexity_metric;
+  // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
+  for (i = 0; i < 4; i++) {
+    for (j = 0; j < 4; j++) {
+      fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
+    }
+    fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
+  }
+  fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
+
+  // Now go through the entire structure,  splitting every block size until
+  // we get to one that's got a variance lower than our threshold,  or we
+  // hit 8x8.
+  if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt, BLOCK_64X64,
+                           mi_row, mi_col)) {
+    for (i = 0; i < 4; ++i) {
+      const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
+      const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
+      if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
+                               (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx))) {
+        for (j = 0; j < 4; ++j) {
+          const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
+          const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
+          // NOTE: This is a temporary hack to disable 8x8 partitions,
+          // since it works really bad - possibly due to a bug
+#define DISABLE_8X8_VAR_BASED_PARTITION
+#ifdef DISABLE_8X8_VAR_BASED_PARTITION
+          if (mi_row + y32_idx + y16_idx + 1 < cm->mi_rows &&
+              mi_row + x32_idx + x16_idx + 1 < cm->mi_cols) {
+            set_block_size(cpi,
+                           (mi_row + y32_idx + y16_idx),
+                           (mi_col + x32_idx + x16_idx),
+                           BLOCK_16X16);
+          } else {
+            for (k = 0; k < 4; ++k) {
+              const int x8_idx = (k & 1);
+              const int y8_idx = (k >> 1);
+              set_block_size(cpi,
+                             (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
+                             (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
+                             BLOCK_8X8);
+            }
+          }
+#else
+          if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt.split[i].split[j], tile,
+                                   BLOCK_16X16,
+                                   (mi_row + y32_idx + y16_idx),
+                                   (mi_col + x32_idx + x16_idx), 2)) {
+            for (k = 0; k < 4; ++k) {
+              const int x8_idx = (k & 1);
+              const int y8_idx = (k >> 1);
+              set_block_size(cpi,
+                             (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
+                             (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
+                             BLOCK_8X8);
+            }
+          }
+#endif
+        }
+      }
     }
   }
 }
 
 static void update_state(VP9_COMP *cpi, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
-                         BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled) {
+                         int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
+                         int output_enabled) {
   int i, x_idx, y;
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
-  MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
-  MODE_INFO *mi_addr = xd->mi_8x8[0];
+  MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+  MODE_INFO *mi_addr = &xd->mi[0];
+  const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 
-  int mb_mode_index = ctx->best_mode_index;
-  const int mis = cm->mode_info_stride;
+  const int mis = cm->mi_stride;
   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
   int max_plane;
 
-  assert(mi->mbmi.mode < MB_MODE_COUNT);
-  assert(mi->mbmi.ref_frame[0] < MAX_REF_FRAMES);
-  assert(mi->mbmi.ref_frame[1] < MAX_REF_FRAMES);
   assert(mi->mbmi.sb_type == bsize);
 
-  // For in frame adaptive Q copy over the chosen segment id into the
-  // mode innfo context for the chosen mode / partition.
-  if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && output_enabled)
-    mi->mbmi.segment_id = xd->mi_8x8[0]->mbmi.segment_id;
-
   *mi_addr = *mi;
+  mi_addr->src_mi = mi_addr;
+
+  // If segmentation in use
+  if (seg->enabled && output_enabled) {
+    // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
+    if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
+      const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
+                                                 : cm->last_frame_seg_map;
+      mi_addr->mbmi.segment_id =
+        vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
+    }
+    // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
+    // and then update the quantizer.
+    if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
+      vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi[0].src_mi->mbmi,
+                                        mi_row, mi_col, bsize, 1);
+    }
+  }
 
   max_plane = is_inter_block(mbmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
@@ -456,13 +567,11 @@ static void update_state(VP9_COMP *cpi, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx
         && (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
-        xd->mi_8x8[x_idx + y * mis] = mi_addr;
+        xd->mi[x_idx + y * mis].src_mi = mi_addr;
       }
 
-    if ((cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ) ||
-        (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ)) {
-    vp9_mb_init_quantizer(cpi, x);
-  }
+  if (cpi->oxcf.aq_mode)
+    vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 
   // FIXME(rbultje) I'm pretty sure this should go to the end of this block
   // (i.e. after the output_enabled)
@@ -486,65 +595,52 @@ static void update_state(VP9_COMP *cpi, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 
   if (!vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
     for (i = 0; i < TX_MODES; i++)
-      cpi->rd_tx_select_diff[i] += ctx->tx_rd_diff[i];
+      rd_opt->tx_select_diff[i] += ctx->tx_rd_diff[i];
   }
 
-  if (frame_is_intra_only(cm)) {
 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
+  if (frame_is_intra_only(cm)) {
     static const int kf_mode_index[] = {
-      THR_DC /*DC_PRED*/,
-      THR_V_PRED /*V_PRED*/,
-      THR_H_PRED /*H_PRED*/,
-      THR_D45_PRED /*D45_PRED*/,
+      THR_DC        /*DC_PRED*/,
+      THR_V_PRED    /*V_PRED*/,
+      THR_H_PRED    /*H_PRED*/,
+      THR_D45_PRED  /*D45_PRED*/,
       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/,
       THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/,
       THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
-      THR_D63_PRED /*D63_PRED*/,
-      THR_TM /*TM_PRED*/,
+      THR_D63_PRED  /*D63_PRED*/,
+      THR_TM        /*TM_PRED*/,
     };
-    cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[mi->mbmi.mode]]++;
-#endif
+    ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[mbmi->mode]];
   } else {
     // Note how often each mode chosen as best
-    cpi->mode_chosen_counts[mb_mode_index]++;
-    if (is_inter_block(mbmi)
-        && (mbmi->sb_type < BLOCK_8X8 || mbmi->mode == NEWMV)) {
-      int_mv best_mv[2];
-      const MV_REFERENCE_FRAME rf1 = mbmi->ref_frame[0];
-      const MV_REFERENCE_FRAME rf2 = mbmi->ref_frame[1];
-      best_mv[0].as_int = ctx->best_ref_mv.as_int;
-      best_mv[1].as_int = ctx->second_best_ref_mv.as_int;
-      if (mbmi->mode == NEWMV) {
-        best_mv[0].as_int = mbmi->ref_mvs[rf1][0].as_int;
-        if (rf2 > 0)
-          best_mv[1].as_int = mbmi->ref_mvs[rf2][0].as_int;
-      }
-      mbmi->best_mv[0].as_int = best_mv[0].as_int;
-      mbmi->best_mv[1].as_int = best_mv[1].as_int;
-      vp9_update_mv_count(cpi, x, best_mv);
-    }
+    ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
+  }
+#endif
+  if (!frame_is_intra_only(cm)) {
+    if (is_inter_block(mbmi)) {
+      vp9_update_mv_count(cm, xd);
 
-    if (cm->mcomp_filter_type == SWITCHABLE && is_inter_mode(mbmi->mode)) {
-      const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
-      ++cm->counts.switchable_interp[ctx][mbmi->interp_filter];
+      if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
+        const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
+        ++cm->counts.switchable_interp[ctx][mbmi->interp_filter];
+      }
     }
 
-    cpi->rd_comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
-    cpi->rd_comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
-    cpi->rd_comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
+    rd_opt->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
+    rd_opt->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
+    rd_opt->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
 
-    for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; i++)
-      cpi->rd_filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
+    for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
+      rd_opt->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
   }
 }
 
 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
                           int mi_row, int mi_col) {
-  uint8_t *const buffers[4] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer,
-                               src->alpha_buffer};
-  const int strides[4] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride,
-                          src->alpha_stride};
+  uint8_t *const buffers[3] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
+  const int strides[3] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
   int i;
 
   // Set current frame pointer.
@@ -556,116 +652,65 @@ void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
 }
 
-static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
-                        int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
-  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
-  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode, int *rate,
+                                   int64_t *dist, BLOCK_SIZE bsize) {
   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
-  MB_MODE_INFO *mbmi;
-  const int dst_fb_idx = cm->new_fb_idx;
-  const int idx_str = xd->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
-  const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
-  const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
-  const int mb_row = mi_row >> 1;
-  const int mb_col = mi_col >> 1;
-  const int idx_map = mb_row * cm->mb_cols + mb_col;
-  const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
-
-  set_skip_context(xd, cpi->above_context, cpi->left_context, mi_row, mi_col);
-
-  // Activity map pointer
-  x->mb_activity_ptr = &cpi->mb_activity_map[idx_map];
-  x->active_ptr = cpi->active_map + idx_map;
-
-  xd->mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
-  xd->prev_mi_8x8 = cm->prev_mi_grid_visible + idx_str;
-
-  // Special case: if prev_mi is NULL, the previous mode info context
-  // cannot be used.
-  xd->last_mi = cm->prev_mi ? xd->prev_mi_8x8[0] : NULL;
-
-  xd->mi_8x8[0] = cm->mi + idx_str;
-
-  mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
-
-  // Set up destination pointers
-  setup_dst_planes(xd, &cm->yv12_fb[dst_fb_idx], mi_row, mi_col);
+  MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+  INTERP_FILTER filter_ref;
 
-  // Set up limit values for MV components
-  // mv beyond the range do not produce new/different prediction block
-  x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
-  x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
-  x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
-  x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
-
-  // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units
-  assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
-  set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
-                 cm->mi_rows, cm->mi_cols);
-
-  /* set up source buffers */
-  vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
-
-  /* R/D setup */
-  x->rddiv = cpi->RDDIV;
-  x->rdmult = cpi->RDMULT;
-
-  /* segment ID */
-  if (seg->enabled) {
-    if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ) {
-      uint8_t *map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
-          : cm->last_frame_seg_map;
-      mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
-    }
-    vp9_mb_init_quantizer(cpi, x);
-
-    if (seg->enabled && cpi->seg0_cnt > 0
-        && !vp9_segfeature_active(seg, 0, SEG_LVL_REF_FRAME)
-        && vp9_segfeature_active(seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
-      cpi->seg0_progress = (cpi->seg0_idx << 16) / cpi->seg0_cnt;
-    } else {
-      const int y = mb_row & ~3;
-      const int x = mb_col & ~3;
-      const int p16 = ((mb_row & 1) << 1) + (mb_col & 1);
-      const int p32 = ((mb_row & 2) << 2) + ((mb_col & 2) << 1);
-      const int tile_progress = tile->mi_col_start * cm->mb_rows >> 1;
-      const int mb_cols = (tile->mi_col_end - tile->mi_col_start) >> 1;
-
-      cpi->seg0_progress = ((y * mb_cols + x * 4 + p32 + p16 + tile_progress)
-          << 16) / cm->MBs;
-    }
-
-    x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mbmi->segment_id];
-  } else {
-    mbmi->segment_id = 0;
-    x->encode_breakout = cpi->oxcf.encode_breakout;
-  }
+  if (xd->up_available)
+    filter_ref = xd->mi[-xd->mi_stride].src_mi->mbmi.interp_filter;
+  else if (xd->left_available)
+    filter_ref = xd->mi[-1].src_mi->mbmi.interp_filter;
+  else
+    filter_ref = EIGHTTAP;
+
+  mbmi->sb_type = bsize;
+  mbmi->mode = ZEROMV;
+  mbmi->tx_size = MIN(max_txsize_lookup[bsize],
+                      tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
+  mbmi->skip = 1;
+  mbmi->uv_mode = DC_PRED;
+  mbmi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
+  mbmi->ref_frame[1] = NONE;
+  mbmi->mv[0].as_int = 0;
+  mbmi->interp_filter = filter_ref;
+
+  xd->mi[0].src_mi->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
+  x->skip = 1;
+
+  *rate = 0;
+  *dist = 0;
 }
 
-static void pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
-                          int mi_row, int mi_col,
-                          int *totalrate, int64_t *totaldist,
-                          BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
-                          int64_t best_rd) {
+static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                             int mi_row, int mi_col,
+                             int *totalrate, int64_t *totaldist,
+                             BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
+                             int64_t best_rd, int block) {
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  MB_MODE_INFO *mbmi;
   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
-  int i;
-  int orig_rdmult = x->rdmult;
+  const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
+  int i, orig_rdmult;
   double rdmult_ratio;
 
-  vp9_clear_system_state();  // __asm emms;
+  vp9_clear_system_state();
   rdmult_ratio = 1.0;  // avoid uninitialized warnings
 
   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
   x->use_lp32x32fdct = 1;
 
+  // TODO(JBB): Most other places in the code instead of calling the function
+  // and then checking if its not the first 8x8 we put the check in the
+  // calling function.  Do that here.
   if (bsize < BLOCK_8X8) {
     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
     // there is nothing to be done.
-    if (x->ab_index != 0) {
+    if (block != 0) {
       *totalrate = 0;
       *totaldist = 0;
       return;
@@ -673,7 +718,8 @@ static void pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
   }
 
   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
-  xd->mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
+  mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+  mbmi->sb_type = bsize;
 
   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
@@ -682,40 +728,47 @@ static void pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
   }
   ctx->is_coded = 0;
+  ctx->skippable = 0;
   x->skip_recode = 0;
 
   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
-  xd->mi_8x8[0]->mbmi.skip_coeff = 0;
+  mbmi->skip = 0;
 
-  x->source_variance = get_sby_perpixel_variance(cpi, x, bsize);
+  x->source_variance = get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
 
-  if (cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ) {
-    int energy;
-    if (bsize <= BLOCK_16X16) {
-      energy = x->mb_energy;
+  // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
+  orig_rdmult = x->rdmult;
+
+  if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
+    const int energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
+                                            : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
+    if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
+        cpi->refresh_alt_ref_frame ||
+        (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
+      mbmi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
     } else {
-      energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
+      const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
+                                                    : cm->last_frame_seg_map;
+      mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
     }
 
-    xd->mi_8x8[0]->mbmi.segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
     rdmult_ratio = vp9_vaq_rdmult_ratio(energy);
-    vp9_mb_init_quantizer(cpi, x);
-  }
-
-  if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM)
-    vp9_activity_masking(cpi, x);
-
-  if (cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ) {
-    vp9_clear_system_state();  // __asm emms;
-    x->rdmult = round(x->rdmult * rdmult_ratio);
-  } else if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
+    vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
+    vp9_clear_system_state();
+    x->rdmult = (int)round(x->rdmult * rdmult_ratio);
+  } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
     const int mi_offset = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
     unsigned char complexity = cpi->complexity_map[mi_offset];
-    const int is_edge = (mi_row == 0) || (mi_row == (cm->mi_rows - 1)) ||
-                        (mi_col == 0) || (mi_col == (cm->mi_cols - 1));
-
+    const int is_edge = (mi_row <= 1) || (mi_row >= (cm->mi_rows - 2)) ||
+                        (mi_col <= 1) || (mi_col >= (cm->mi_cols - 2));
     if (!is_edge && (complexity > 128))
-      x->rdmult = x->rdmult  + ((x->rdmult * (complexity - 128)) / 256);
+      x->rdmult += ((x->rdmult * (complexity - 128)) / 256);
+  } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
+    const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
+                                                  : cm->last_frame_seg_map;
+    // If segment 1, use rdmult for that segment.
+    if (vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col))
+      x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
   }
 
   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
@@ -724,76 +777,66 @@ static void pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, totalrate, totaldist, bsize, ctx,
                               best_rd);
   } else {
-    if (bsize >= BLOCK_8X8)
-      vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, x, tile, mi_row, mi_col,
-                                totalrate, totaldist, bsize, ctx, best_rd);
-    else
+    if (bsize >= BLOCK_8X8) {
+      if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
+        vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, x, totalrate, totaldist, bsize,
+                                           ctx, best_rd);
+      else
+        vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, x, tile, mi_row, mi_col,
+                                  totalrate, totaldist, bsize, ctx, best_rd);
+    } else {
       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, tile, mi_row, mi_col, totalrate,
                                     totaldist, bsize, ctx, best_rd);
+    }
   }
 
-  if (cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ) {
-    x->rdmult = orig_rdmult;
-    if (*totalrate != INT_MAX) {
-      vp9_clear_system_state();  // __asm emms;
-      *totalrate = round(*totalrate * rdmult_ratio);
-    }
+  x->rdmult = orig_rdmult;
+
+  if (aq_mode == VARIANCE_AQ && *totalrate != INT_MAX) {
+    vp9_clear_system_state();
+    *totalrate = (int)round(*totalrate * rdmult_ratio);
   }
 }
 
-static void update_stats(VP9_COMP *cpi) {
-  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
-  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
-  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
-  MODE_INFO *mi = xd->mi_8x8[0];
-  MB_MODE_INFO *const mbmi = &mi->mbmi;
+static void update_stats(VP9_COMMON *cm, const MACROBLOCK *x) {
+  const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0].src_mi;
+  const MB_MODE_INFO *const mbmi = &mi->mbmi;
 
   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
     const int seg_ref_active = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
                                                      SEG_LVL_REF_FRAME);
+    if (!seg_ref_active) {
+      FRAME_COUNTS *const counts = &cm->counts;
+      const int inter_block = is_inter_block(mbmi);
 
-    if (!seg_ref_active)
-      cm->counts.intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)]
-                            [is_inter_block(mbmi)]++;
-
-    // If the segment reference feature is enabled we have only a single
-    // reference frame allowed for the segment so exclude it from
-    // the reference frame counts used to work out probabilities.
-    if (is_inter_block(mbmi) && !seg_ref_active) {
-      if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
-        cm->counts.comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
-                             [has_second_ref(mbmi)]++;
-
-      if (has_second_ref(mbmi)) {
-        cm->counts.comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
-                           [mbmi->ref_frame[0] == GOLDEN_FRAME]++;
-      } else {
-        cm->counts.single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
-                             [mbmi->ref_frame[0] != LAST_FRAME]++;
-        if (mbmi->ref_frame[0] != LAST_FRAME)
-          cm->counts.single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
-                               [mbmi->ref_frame[0] != GOLDEN_FRAME]++;
+      counts->intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
+
+      // If the segment reference feature is enabled we have only a single
+      // reference frame allowed for the segment so exclude it from
+      // the reference frame counts used to work out probabilities.
+      if (inter_block) {
+        const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mbmi->ref_frame[0];
+
+        if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
+          counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
+                            [has_second_ref(mbmi)]++;
+
+        if (has_second_ref(mbmi)) {
+          counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
+                          [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
+        } else {
+          counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
+                            [ref0 != LAST_FRAME]++;
+          if (ref0 != LAST_FRAME)
+            counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
+                              [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
+        }
       }
     }
   }
 }
 
-static BLOCK_SIZE *get_sb_partitioning(MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE bsize) {
-  switch (bsize) {
-    case BLOCK_64X64:
-      return &x->sb64_partitioning;
-    case BLOCK_32X32:
-      return &x->sb_partitioning[x->sb_index];
-    case BLOCK_16X16:
-      return &x->mb_partitioning[x->sb_index][x->mb_index];
-    case BLOCK_8X8:
-      return &x->b_partitioning[x->sb_index][x->mb_index][x->b_index];
-    default:
-      assert(0);
-      return NULL;
-  }
-}
-
 static void restore_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
@@ -808,22 +851,23 @@ static void restore_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
     vpx_memcpy(
-        cpi->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
+        xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
         a + num_4x4_blocks_wide * p,
         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
         xd->plane[p].subsampling_x);
     vpx_memcpy(
-        cpi->left_context[p]
+        xd->left_context[p]
             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
         l + num_4x4_blocks_high * p,
         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
         xd->plane[p].subsampling_y);
   }
-  vpx_memcpy(cpi->above_seg_context + mi_col, sa,
-             sizeof(*cpi->above_seg_context) * mi_width);
-  vpx_memcpy(cpi->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
-             sizeof(cpi->left_seg_context[0]) * mi_height);
+  vpx_memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
+             sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
+  vpx_memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
+             sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
 }
+
 static void save_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
@@ -841,39 +885,32 @@ static void save_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
     vpx_memcpy(
         a + num_4x4_blocks_wide * p,
-        cpi->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
+        xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
         xd->plane[p].subsampling_x);
     vpx_memcpy(
         l + num_4x4_blocks_high * p,
-        cpi->left_context[p]
+        xd->left_context[p]
             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
         xd->plane[p].subsampling_y);
   }
-  vpx_memcpy(sa, cpi->above_seg_context + mi_col,
-             sizeof(*cpi->above_seg_context) * mi_width);
-  vpx_memcpy(sl, cpi->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
-             sizeof(cpi->left_seg_context[0]) * mi_height);
+  vpx_memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
+             sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
+  vpx_memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
+             sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
 }
 
 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
-                     int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
-  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
-
-  if (bsize < BLOCK_8X8) {
-    // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
-    // there is nothing to be done.
-    if (x->ab_index > 0)
-      return;
-  }
+                     int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
+                     PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
-  update_state(cpi, get_block_context(x, bsize), bsize, output_enabled);
-  encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize);
+  update_state(cpi, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
+  encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
 
   if (output_enabled) {
-    update_stats(cpi);
+    update_stats(&cpi->common, &cpi->mb);
 
     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
     (*tp)++;
@@ -882,76 +919,75 @@ static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 
 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
-                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
+                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
+                      PC_TREE *pc_tree) {
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+
   const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
   int ctx;
   PARTITION_TYPE partition;
-  BLOCK_SIZE subsize;
+  BLOCK_SIZE subsize = bsize;
 
   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
     return;
 
   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
-    ctx = partition_plane_context(cpi->above_seg_context, cpi->left_seg_context,
-                                 mi_row, mi_col, bsize);
-    subsize = *get_sb_partitioning(x, bsize);
+    ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+    subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
   } else {
     ctx = 0;
     subsize = BLOCK_4X4;
   }
 
   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
+  if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
+    cm->counts.partition[ctx][partition]++;
 
   switch (partition) {
     case PARTITION_NONE:
-      if (output_enabled && bsize >= BLOCK_8X8)
-        cm->counts.partition[ctx][PARTITION_NONE]++;
-      encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
+      encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+               &pc_tree->none);
       break;
     case PARTITION_VERT:
-      if (output_enabled)
-        cm->counts.partition[ctx][PARTITION_VERT]++;
-      *get_sb_index(x, subsize) = 0;
-      encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
-      if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
-        *get_sb_index(x, subsize) = 1;
-        encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize);
+      encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+               &pc_tree->vertical[0]);
+      if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
+        encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize,
+                 &pc_tree->vertical[1]);
       }
       break;
     case PARTITION_HORZ:
-      if (output_enabled)
-        cm->counts.partition[ctx][PARTITION_HORZ]++;
-      *get_sb_index(x, subsize) = 0;
-      encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
-      if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
-        *get_sb_index(x, subsize) = 1;
-        encode_b(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize);
+      encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+               &pc_tree->horizontal[0]);
+      if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
+        encode_b(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize,
+                 &pc_tree->horizontal[1]);
       }
       break;
     case PARTITION_SPLIT:
-      subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
-      if (output_enabled)
-        cm->counts.partition[ctx][PARTITION_SPLIT]++;
-
-      *get_sb_index(x, subsize) = 0;
-      encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
-      *get_sb_index(x, subsize) = 1;
-      encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize);
-      *get_sb_index(x, subsize) = 2;
-      encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize);
-      *get_sb_index(x, subsize) = 3;
-      encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
-                subsize);
+      if (bsize == BLOCK_8X8) {
+        encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+                 pc_tree->leaf_split[0]);
+      } else {
+        encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+                  pc_tree->split[0]);
+        encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize,
+                  pc_tree->split[1]);
+        encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize,
+                  pc_tree->split[2]);
+        encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
+                  subsize, pc_tree->split[3]);
+      }
       break;
     default:
       assert("Invalid partition type.");
+      break;
   }
 
   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
-    update_partition_context(cpi->above_seg_context, cpi->left_seg_context,
-                             mi_row, mi_col, subsize, bsize);
+    update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
 }
 
 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
@@ -960,10 +996,10 @@ static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
                                       int rows_left, int cols_left,
                                       int *bh, int *bw) {
-  if ((rows_left <= 0) || (cols_left <= 0)) {
+  if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
     return MIN(bsize, BLOCK_8X8);
   } else {
-    for (; bsize > 0; --bsize) {
+    for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
@@ -974,20 +1010,36 @@ static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
   return bsize;
 }
 
+static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis,
+    int bh_in, int bw_in, int row8x8_remaining, int col8x8_remaining,
+    BLOCK_SIZE bsize, MODE_INFO *mi_8x8) {
+  int bh = bh_in;
+  int r, c;
+  for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
+    int bw = bw_in;
+    for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
+      const int index = r * mis + c;
+      mi_8x8[index].src_mi = mi + index;
+      mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = find_partition_size(bsize,
+          row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
+    }
+  }
+}
+
 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
 // to the same block partition size.
 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
 // allowable partition.
-static void set_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
-                             MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col) {
+static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                                   MODE_INFO *mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
+                                   BLOCK_SIZE bsize) {
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
-  BLOCK_SIZE bsize = cpi->sf.always_this_block_size;
-  const int mis = cm->mode_info_stride;
-  int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
-  int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
+  const int mis = cm->mi_stride;
+  const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
+  const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
   int block_row, block_col;
-  MODE_INFO * mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
+  MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 
@@ -999,135 +1051,426 @@ static void set_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
         int index = block_row * mis + block_col;
-        mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
-        mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = bsize;
+        mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
+        mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
       }
     }
   } else {
     // Else this is a partial SB64.
-    for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
-      for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
-        int index = block_row * mis + block_col;
-        // Find a partition size that fits
-        bsize = find_partition_size(cpi->sf.always_this_block_size,
-                                    (row8x8_remaining - block_row),
-                                    (col8x8_remaining - block_col), &bh, &bw);
-        mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
-        mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = bsize;
-      }
-    }
+    set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
+        col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
   }
 }
 
-static void copy_partitioning(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO **mi_8x8,
-                              MODE_INFO **prev_mi_8x8) {
-  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
-  const int mis = cm->mode_info_stride;
+static void copy_partitioning(VP9_COMMON *cm, MODE_INFO *mi_8x8,
+  MODE_INFO *prev_mi_8x8) {
+  const int mis = cm->mi_stride;
   int block_row, block_col;
 
   for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
     for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
-      MODE_INFO * prev_mi = prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col];
-      BLOCK_SIZE sb_type = prev_mi ? prev_mi->mbmi.sb_type : 0;
-      ptrdiff_t offset;
+      MODE_INFO *const prev_mi =
+          prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col].src_mi;
+      const BLOCK_SIZE sb_type = prev_mi ? prev_mi->mbmi.sb_type : 0;
 
       if (prev_mi) {
-        offset = prev_mi - cm->prev_mi;
-        mi_8x8[block_row * mis + block_col] = cm->mi + offset;
-        mi_8x8[block_row * mis + block_col]->mbmi.sb_type = sb_type;
+        const ptrdiff_t offset = prev_mi - cm->prev_mi;
+        mi_8x8[block_row * mis + block_col].src_mi = cm->mi + offset;
+        mi_8x8[block_row * mis + block_col].src_mi->mbmi.sb_type = sb_type;
       }
     }
   }
 }
 
-static int sb_has_motion(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO **prev_mi_8x8) {
+static void constrain_copy_partitioning(VP9_COMP *const cpi,
+                                        const TileInfo *const tile,
+                                        MODE_INFO *mi_8x8,
+                                        MODE_INFO *prev_mi_8x8,
+                                        int mi_row, int mi_col,
+                                        BLOCK_SIZE bsize) {
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
-  const int mis = cm->mode_info_stride;
+  const int mis = cm->mi_stride;
+  const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
+  const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
+  MODE_INFO *const mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
+  const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
+  const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
   int block_row, block_col;
 
-  if (cm->prev_mi) {
-    for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
-      for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
-        MODE_INFO * prev_mi = prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col];
-        if (prev_mi) {
-          if (abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.row) >= 8 ||
-              abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.col) >= 8)
-            return 1;
-        }
-      }
-    }
-  }
-  return 0;
+  assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
+
+  // If the SB64 if it is all "in image".
+  if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
+      (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
+    for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
+      for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
+        const int index = block_row * mis + block_col;
+        MODE_INFO *prev_mi = prev_mi_8x8[index].src_mi;
+        const BLOCK_SIZE sb_type = prev_mi ? prev_mi->mbmi.sb_type : 0;
+        // Use previous partition if block size is not larger than bsize.
+        if (prev_mi && sb_type <= bsize) {
+          int block_row2, block_col2;
+          for (block_row2 = 0; block_row2 < bh; ++block_row2) {
+            for (block_col2 = 0; block_col2 < bw; ++block_col2) {
+              const int index2 = (block_row + block_row2) * mis +
+                  block_col + block_col2;
+              prev_mi = prev_mi_8x8[index2].src_mi;
+              if (prev_mi) {
+                const ptrdiff_t offset = prev_mi - cm->prev_mi;
+                mi_8x8[index2].src_mi = cm->mi + offset;
+                mi_8x8[index2].src_mi->mbmi.sb_type = prev_mi->mbmi.sb_type;
+              }
+            }
+          }
+        } else {
+          // Otherwise, use fixed partition of size bsize.
+          mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
+          mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
+        }
+      }
+    }
+  } else {
+    // Else this is a partial SB64, copy previous partition.
+    copy_partitioning(cm, mi_8x8, prev_mi_8x8);
+  }
+}
+
+const struct {
+  int row;
+  int col;
+} coord_lookup[16] = {
+    // 32x32 index = 0
+    {0, 0}, {0, 2}, {2, 0}, {2, 2},
+    // 32x32 index = 1
+    {0, 4}, {0, 6}, {2, 4}, {2, 6},
+    // 32x32 index = 2
+    {4, 0}, {4, 2}, {6, 0}, {6, 2},
+    // 32x32 index = 3
+    {4, 4}, {4, 6}, {6, 4}, {6, 6},
+};
+
+static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
+                                           const TileInfo *const tile,
+                                           MODE_INFO *mi_8x8,
+                                           int mi_row, int mi_col) {
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  const int mis = cm->mi_stride;
+  const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
+  const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
+  MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
+
+  vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
+
+  assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
+
+  // In-image SB64
+  if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
+      (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
+    int i, j;
+    int index;
+    diff d32[4];
+    const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
+    int is_larger_better = 0;
+    int use32x32 = 0;
+    unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
+
+    vpx_memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
+
+    for (i = 0; i < 4; i++) {
+      diff *d16[4];
+
+      for (j = 0; j < 4; j++) {
+        int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
+        int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
+        int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols +
+                      b_mi_col / 2;
+
+        d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
+
+        index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
+        mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
+        mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_16X16;
+
+        // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
+        // size to further improve quality.
+      }
+
+      is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
+          (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
+
+      // Use 32x32 partition
+      if (is_larger_better) {
+        use32x32 += 1;
+
+        for (j = 0; j < 4; j++) {
+          d32[i].sse += d16[j]->sse;
+          d32[i].sum += d16[j]->sum;
+        }
+
+        d32[i].var = d32[i].sse - (((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >> 10);
+
+        index = coord_lookup[i*4].row * mis + coord_lookup[i*4].col;
+        mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
+        mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_32X32;
+      }
+    }
+
+    if (use32x32 == 4) {
+      thr <<= 1;
+      is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
+          (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
+
+      // Use 64x64 partition
+      if (is_larger_better) {
+        mi_8x8[0].src_mi = mi_upper_left;
+        mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
+      }
+    }
+  } else {   // partial in-image SB64
+    int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
+    int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
+    set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw,
+        row8x8_remaining, col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
+  }
+}
+
+static int is_background(const VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                         int mi_row, int mi_col) {
+  // This assumes the input source frames are of the same dimension.
+  const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
+  const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
+  const int x = mi_col * MI_SIZE;
+  const int y = mi_row * MI_SIZE;
+  const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
+  const uint8_t *const src = &cpi->Source->y_buffer[y * src_stride + x];
+  const int pre_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
+  const uint8_t *const pre = &cpi->Last_Source->y_buffer[y * pre_stride + x];
+  int this_sad = 0;
+  int threshold = 0;
+
+  if (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE &&
+      col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) {
+    this_sad = cpi->fn_ptr[BLOCK_64X64].sdf(src, src_stride, pre, pre_stride);
+    threshold = (1 << 12);
+  } else {
+    int r, c;
+    for (r = 0; r < row8x8_remaining; r += 2)
+      for (c = 0; c < col8x8_remaining; c += 2)
+        this_sad += cpi->fn_ptr[BLOCK_16X16].sdf(src, src_stride,
+                                                 pre, pre_stride);
+    threshold = (row8x8_remaining * col8x8_remaining) << 6;
+  }
+
+  return this_sad < 2 * threshold;
+}
+
+static int sb_has_motion(const VP9_COMMON *cm, MODE_INFO *prev_mi_8x8,
+                         const int motion_thresh) {
+  const int mis = cm->mi_stride;
+  int block_row, block_col;
+
+  if (cm->prev_mi) {
+    for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
+      for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
+        const MODE_INFO *prev_mi =
+            prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col].src_mi;
+        if (prev_mi) {
+          if (abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.row) > motion_thresh ||
+              abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.col) > motion_thresh)
+            return 1;
+        }
+      }
+    }
+  }
+  return 0;
+}
+
+static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
+                            int mi_row, int mi_col, int bsize) {
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+  const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
+
+  *(xd->mi[0].src_mi) = ctx->mic;
+  xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
+
+
+  // For in frame adaptive Q, check for reseting the segment_id and updating
+  // the cyclic refresh map.
+  if ((cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) && seg->enabled) {
+    vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi[0].src_mi->mbmi,
+                                      mi_row, mi_col, bsize, 1);
+    vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
+  }
+
+  if (is_inter_block(mbmi)) {
+    vp9_update_mv_count(cm, xd);
+
+    if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
+      const int pred_ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
+      ++cm->counts.switchable_interp[pred_ctx][mbmi->interp_filter];
+    }
+  }
+
+  x->skip = ctx->skip;
+  x->skip_txfm[0] = mbmi->segment_id ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
+}
+
+static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                        TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
+                     int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
+                     PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
+  set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
+  update_state_rt(cpi, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
+
+#if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
+  if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0 && output_enabled) {
+    vp9_denoiser_denoise(&cpi->denoiser, &cpi->mb, mi_row, mi_col,
+                         MAX(BLOCK_8X8, bsize), ctx);
+  }
+#endif
+
+  encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
+  update_stats(&cpi->common, &cpi->mb);
+
+  (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
+  (*tp)++;
+}
+
+static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                         TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
+                         int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
+                         PC_TREE *pc_tree) {
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+
+  const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
+  int ctx;
+  PARTITION_TYPE partition;
+  BLOCK_SIZE subsize;
+
+  if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
+    return;
+
+  if (bsize >= BLOCK_8X8) {
+    const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
+    MODE_INFO *mi_8x8 = cm->mi[idx_str].src_mi;
+    ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+    subsize = mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type;
+  } else {
+    ctx = 0;
+    subsize = BLOCK_4X4;
+  }
+
+  partition = partition_lookup[bsl][subsize];
+  if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
+    cm->counts.partition[ctx][partition]++;
+
+  switch (partition) {
+    case PARTITION_NONE:
+      encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+                  &pc_tree->none);
+      break;
+    case PARTITION_VERT:
+      encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+                  &pc_tree->vertical[0]);
+      if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
+        encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
+                    subsize, &pc_tree->vertical[1]);
+      }
+      break;
+    case PARTITION_HORZ:
+      encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+                  &pc_tree->horizontal[0]);
+      if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
+        encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
+                    subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
+      }
+      break;
+    case PARTITION_SPLIT:
+      subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
+      encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
+                   pc_tree->split[0]);
+      encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
+                   subsize, pc_tree->split[1]);
+      encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
+                   subsize, pc_tree->split[2]);
+      encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
+                   subsize, pc_tree->split[3]);
+      break;
+    default:
+      assert("Invalid partition type.");
+      break;
+  }
+
+  if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
+    update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
 }
 
 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
                              const TileInfo *const tile,
-                             MODE_INFO **mi_8x8,
+                             MODE_INFO *mi_8x8,
                              TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
                              BLOCK_SIZE bsize, int *rate, int64_t *dist,
-                             int do_recon) {
+                             int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
-  const int mis = cm->mode_info_stride;
-  int bsl = b_width_log2(bsize);
-  const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
-  const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
-  int ms = num_4x4_blocks_wide / 2;
-  int mh = num_4x4_blocks_high / 2;
-  int bss = (1 << bsl) / 4;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  const int mis = cm->mi_stride;
+  const int bsl = b_width_log2(bsize);
+  const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
+  const int bss = (1 << bsl) / 4;
   int i, pl;
   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
   BLOCK_SIZE subsize;
   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
   int last_part_rate = INT_MAX;
-  int64_t last_part_dist = INT_MAX;
-  int split_rate = INT_MAX;
-  int64_t split_dist = INT_MAX;
+  int64_t last_part_dist = INT64_MAX;
+  int64_t last_part_rd = INT64_MAX;
   int none_rate = INT_MAX;
-  int64_t none_dist = INT_MAX;
+  int64_t none_dist = INT64_MAX;
+  int64_t none_rd = INT64_MAX;
   int chosen_rate = INT_MAX;
-  int64_t chosen_dist = INT_MAX;
+  int64_t chosen_dist = INT64_MAX;
+  int64_t chosen_rd = INT64_MAX;
   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
   int splits_below = 0;
-  BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
+  BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type;
+  int do_partition_search = 1;
+  PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
 
   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
     return;
 
-  partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
+  assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
+         num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
 
+  partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
   subsize = get_subsize(bsize, partition);
 
-  if (bsize < BLOCK_8X8) {
-    // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
-    // there is nothing to be done.
-    if (x->ab_index != 0) {
-      *rate = 0;
-      *dist = 0;
-      return;
-    }
-  } else {
-    *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
-  }
+  pc_tree->partitioning = partition;
   save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
 
-  if (bsize == BLOCK_16X16) {
+  if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode) {
     set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
   }
 
-  x->fast_ms = 0;
-  x->subblock_ref = 0;
-
-  if (cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
+  if (do_partition_search &&
+      cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
+      cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
     // Check if any of the sub blocks are further split.
     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
       splits_below = 1;
       for (i = 0; i < 4; i++) {
         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
-        MODE_INFO * this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
+        MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss].src_mi;
         if (this_mi && this_mi->mbmi.sb_type >= sub_subsize) {
           splits_below = 0;
         }
@@ -1137,44 +1480,46 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
     // even further..
     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
-        mi_row + (ms >> 1) < cm->mi_rows &&
-        mi_col + (ms >> 1) < cm->mi_cols) {
-      *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
-      pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &none_rate, &none_dist, bsize,
-                    get_block_context(x, bsize), INT64_MAX);
+        mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
+        mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
+      pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
+      rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &none_rate, &none_dist, bsize,
+                       ctx, INT64_MAX, 0);
+
+      pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
 
-      pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context,
-                                   cpi->left_seg_context,
-                                   mi_row, mi_col, bsize);
-      none_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
+      if (none_rate < INT_MAX) {
+        none_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
+        none_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rate, none_dist);
+      }
 
       restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
-      mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bs_type;
-      *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
+      mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = bs_type;
+      pc_tree->partitioning = partition;
     }
   }
 
   switch (partition) {
     case PARTITION_NONE:
-      pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate, &last_part_dist,
-                    bsize, get_block_context(x, bsize), INT64_MAX);
+      rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
+                       &last_part_dist, bsize, ctx, INT64_MAX, 0);
       break;
     case PARTITION_HORZ:
-      *get_sb_index(x, subsize) = 0;
-      pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate, &last_part_dist,
-                    subsize, get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
+      rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
+                       &last_part_dist, subsize, &pc_tree->horizontal[0],
+                       INT64_MAX, 0);
       if (last_part_rate != INT_MAX &&
-          bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mh >> 1) < cm->mi_rows) {
+          bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
         int rt = 0;
         int64_t dt = 0;
-        update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), subsize, 0);
-        encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
-        *get_sb_index(x, subsize) = 1;
-        pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + (ms >> 1), mi_col, &rt, &dt, subsize,
-                      get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
-        if (rt == INT_MAX || dt == INT_MAX) {
+        PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
+        update_state(cpi, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
+        encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
+        rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + (mi_step >> 1), mi_col, &rt, &dt,
+                         subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT64_MAX, 1);
+        if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
           last_part_rate = INT_MAX;
-          last_part_dist = INT_MAX;
+          last_part_dist = INT64_MAX;
           break;
         }
 
@@ -1183,21 +1528,22 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
       }
       break;
     case PARTITION_VERT:
-      *get_sb_index(x, subsize) = 0;
-      pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate, &last_part_dist,
-                    subsize, get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
+      rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
+                       &last_part_dist, subsize, &pc_tree->vertical[0],
+                       INT64_MAX, 0);
       if (last_part_rate != INT_MAX &&
-          bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (ms >> 1) < cm->mi_cols) {
+          bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
         int rt = 0;
         int64_t dt = 0;
-        update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), subsize, 0);
-        encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
-        *get_sb_index(x, subsize) = 1;
-        pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + (ms >> 1), &rt, &dt, subsize,
-                      get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
-        if (rt == INT_MAX || dt == INT_MAX) {
+        PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
+        update_state(cpi, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
+        encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
+        rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &rt, &dt,
+                         subsize, &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8],
+                         INT64_MAX, 1);
+        if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
           last_part_rate = INT_MAX;
-          last_part_dist = INT_MAX;
+          last_part_dist = INT64_MAX;
           break;
         }
         last_part_rate += rt;
@@ -1205,12 +1551,17 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
       }
       break;
     case PARTITION_SPLIT:
-      // Split partition.
+      if (bsize == BLOCK_8X8) {
+        rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
+                         &last_part_dist, subsize, pc_tree->leaf_split[0],
+                         INT64_MAX, 0);
+        break;
+      }
       last_part_rate = 0;
       last_part_dist = 0;
       for (i = 0; i < 4; i++) {
-        int x_idx = (i & 1) * (ms >> 1);
-        int y_idx = (i >> 1) * (ms >> 1);
+        int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
+        int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
         int rt;
         int64_t dt;
@@ -1218,14 +1569,12 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
           continue;
 
-        *get_sb_index(x, subsize) = i;
-
         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss, tp,
                          mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize, &rt, &dt,
-                         i != 3);
-        if (rt == INT_MAX || dt == INT_MAX) {
+                         i != 3, pc_tree->split[i]);
+        if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
           last_part_rate = INT_MAX;
-          last_part_dist = INT_MAX;
+          last_part_dist = INT64_MAX;
           break;
         }
         last_part_rate += rt;
@@ -1234,26 +1583,33 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
       break;
     default:
       assert(0);
+      break;
   }
 
-  pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context, cpi->left_seg_context,
-                               mi_row, mi_col, bsize);
-  if (last_part_rate < INT_MAX)
-    last_part_rate += x->partition_cost[pl][partition];
+  pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+  if (last_part_rate < INT_MAX) {
+    last_part_rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
+    last_part_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, last_part_rate, last_part_dist);
+  }
 
-  if (cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
+  if (do_partition_search
+      && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
+      && cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION
       && partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8
-      && (mi_row + ms < cm->mi_rows || mi_row + (ms >> 1) == cm->mi_rows)
-      && (mi_col + ms < cm->mi_cols || mi_col + (ms >> 1) == cm->mi_cols)) {
+      && (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
+          mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows)
+      && (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
+          mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
-    split_rate = 0;
-    split_dist = 0;
+    chosen_rate = 0;
+    chosen_dist = 0;
     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
+    pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
 
     // Split partition.
     for (i = 0; i < 4; i++) {
-      int x_idx = (i & 1) * (num_4x4_blocks_wide >> 2);
-      int y_idx = (i >> 1) * (num_4x4_blocks_wide >> 2);
+      int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
+      int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
       int rt = 0;
       int64_t dt = 0;
       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
@@ -1262,60 +1618,51 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
         continue;
 
-      *get_sb_index(x, split_subsize) = i;
-      *get_sb_partitioning(x, bsize) = split_subsize;
-      *get_sb_partitioning(x, split_subsize) = split_subsize;
-
       save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
-
-      pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &rt, &dt,
-                    split_subsize, get_block_context(x, split_subsize),
-                    INT64_MAX);
+      pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
+      rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &rt, &dt,
+                       split_subsize, &pc_tree->split[i]->none,
+                       INT64_MAX, i);
 
       restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
 
-      if (rt == INT_MAX || dt == INT_MAX) {
-        split_rate = INT_MAX;
-        split_dist = INT_MAX;
+      if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
+        chosen_rate = INT_MAX;
+        chosen_dist = INT64_MAX;
         break;
       }
 
+      chosen_rate += rt;
+      chosen_dist += dt;
+
       if (i != 3)
         encode_sb(cpi, tile, tp,  mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
-                  split_subsize);
+                  split_subsize, pc_tree->split[i]);
 
-      split_rate += rt;
-      split_dist += dt;
-      pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context,
-                                   cpi->left_seg_context,
-                                   mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
+      pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
                                    split_subsize);
-      split_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
+      chosen_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
     }
-    pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context, cpi->left_seg_context,
-                                 mi_row, mi_col, bsize);
-    if (split_rate < INT_MAX) {
-      split_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
-
-      chosen_rate = split_rate;
-      chosen_dist = split_dist;
+    pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+    if (chosen_rate < INT_MAX) {
+      chosen_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
+      chosen_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, chosen_rate, chosen_dist);
     }
   }
 
-  // If last_part is better set the partitioning to that...
-  if (RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, last_part_rate, last_part_dist)
-      < RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, chosen_rate, chosen_dist)) {
-    mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
+  // If last_part is better set the partitioning to that.
+  if (last_part_rd < chosen_rd) {
+    mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
     if (bsize >= BLOCK_8X8)
-      *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
+      pc_tree->partitioning = partition;
     chosen_rate = last_part_rate;
     chosen_dist = last_part_dist;
+    chosen_rd = last_part_rd;
   }
-  // If none was better set the partitioning to that...
-  if (RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, chosen_rate, chosen_dist)
-      > RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rate, none_dist)) {
+  // If none was better set the partitioning to that.
+  if (none_rd < chosen_rd) {
     if (bsize >= BLOCK_8X8)
-      *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
+      pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
     chosen_rate = none_rate;
     chosen_dist = none_dist;
   }
@@ -1325,7 +1672,7 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
   // No other opportunities for success.
   if ( bsize == BLOCK_64X64)
-    assert(chosen_rate < INT_MAX && chosen_dist < INT_MAX);
+    assert(chosen_rate < INT_MAX && chosen_dist < INT64_MAX);
 
   if (do_recon) {
     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
@@ -1334,11 +1681,15 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
     // closer to the target.
     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
-      select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col,
-                                output_enabled, chosen_rate);
+      vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col,
+                                    output_enabled, chosen_rate);
     }
 
-    encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize);
+    if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
+      vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
+                                              chosen_rate, chosen_dist);
+    encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
+              pc_tree);
   }
 
   *rate = chosen_rate;
@@ -1346,15 +1697,19 @@ static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
 }
 
 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
-  BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
-  BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
-  BLOCK_8X8, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16
+  BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
+  BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
+  BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
+  BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
+  BLOCK_16X16
 };
 
 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
-  BLOCK_8X8, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
-  BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_64X64,
-  BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64
+  BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
+  BLOCK_16X16, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
+  BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
+  BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
+  BLOCK_64X64
 };
 
 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
@@ -1364,10 +1719,10 @@ static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
 //
 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
-static void get_sb_partition_size_range(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO ** mi_8x8,
-                                        BLOCK_SIZE * min_block_size,
-                                        BLOCK_SIZE * max_block_size ) {
-  MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
+static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO *mi_8x8,
+                                        BLOCK_SIZE *min_block_size,
+                                        BLOCK_SIZE *max_block_size,
+                                        int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
   int sb_height_in_blocks  = MI_BLOCK_SIZE;
   int i, j;
@@ -1376,169 +1731,238 @@ static void get_sb_partition_size_range(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO ** mi_8x8,
   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
-      MODE_INFO * mi = mi_8x8[index+j];
+      MODE_INFO *mi = mi_8x8[index+j].src_mi;
       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->mbmi.sb_type : 0;
+      bs_hist[sb_type]++;
       *min_block_size = MIN(*min_block_size, sb_type);
       *max_block_size = MAX(*max_block_size, sb_type);
     }
-    index += xd->mode_info_stride;
+    index += xd->mi_stride;
   }
 }
 
+// Next square block size less or equal than current block size.
+static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
+  BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
+  BLOCK_8X8, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
+  BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
+  BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
+  BLOCK_64X64
+};
+
 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
 // what they chose.
 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
-                                    int row, int col,
+                                    int mi_row, int mi_col,
                                     BLOCK_SIZE *min_block_size,
                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
-  MODE_INFO ** mi_8x8 = xd->mi_8x8;
-  MODE_INFO ** prev_mi_8x8 = xd->prev_mi_8x8;
-
-  const int left_in_image = xd->left_available && mi_8x8[-1];
-  const int above_in_image = xd->up_available &&
-                             mi_8x8[-xd->mode_info_stride];
-  MODE_INFO ** above_sb64_mi_8x8;
-  MODE_INFO ** left_sb64_mi_8x8;
-
-  int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - row;
-  int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - col;
+  MODE_INFO *mi = xd->mi[0].src_mi;
+  const int left_in_image = xd->left_available && mi[-1].src_mi;
+  const int above_in_image = xd->up_available && mi[-xd->mi_stride].src_mi;
+  const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
+  const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
   int bh, bw;
+  BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
+  BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
+  int i = 0;
+  int bs_hist[BLOCK_SIZES] = {0};
 
   // Trap case where we do not have a prediction.
-  if (!left_in_image && !above_in_image &&
-      ((cm->frame_type == KEY_FRAME) || !cm->prev_mi)) {
-    *min_block_size = BLOCK_4X4;
-    *max_block_size = BLOCK_64X64;
-  } else {
+  if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
     // Default "min to max" and "max to min"
-    *min_block_size = BLOCK_64X64;
-    *max_block_size = BLOCK_4X4;
+    min_size = BLOCK_64X64;
+    max_size = BLOCK_4X4;
 
     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
     // passed in values for min and max as a starting point.
-    //
     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
-    if (cm->prev_mi && (cm->frame_type != KEY_FRAME)) {
-      get_sb_partition_size_range(cpi, prev_mi_8x8,
-                                  min_block_size, max_block_size);
-    }
+    if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
+      MODE_INFO *prev_mi =
+          cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + mi_row * xd->mi_stride + mi_col;
 
+      get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
+    }
     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
     if (left_in_image) {
-      left_sb64_mi_8x8 = &mi_8x8[-MI_BLOCK_SIZE];
-      get_sb_partition_size_range(cpi, left_sb64_mi_8x8,
-                                  min_block_size, max_block_size);
+      MODE_INFO *left_sb64_mi = mi[-MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
+      get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
+                                  bs_hist);
     }
-
     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
     if (above_in_image) {
-      above_sb64_mi_8x8 = &mi_8x8[-xd->mode_info_stride * MI_BLOCK_SIZE];
-      get_sb_partition_size_range(cpi, above_sb64_mi_8x8,
-                                  min_block_size, max_block_size);
+      MODE_INFO *above_sb64_mi = mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
+      get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
+                                  bs_hist);
+    }
+
+    // adjust observed min and max
+    if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
+      min_size = min_partition_size[min_size];
+      max_size = max_partition_size[max_size];
+    } else if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size ==
+               CONSTRAIN_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
+      // adjust the search range based on the histogram of the observed
+      // partition sizes from left, above the previous co-located blocks
+      int sum = 0;
+      int first_moment = 0;
+      int second_moment = 0;
+      int var_unnormalized = 0;
+
+      for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; i++) {
+        sum += bs_hist[i];
+        first_moment += bs_hist[i] * i;
+        second_moment += bs_hist[i] * i * i;
+      }
+
+      // if variance is small enough,
+      // adjust the range around its mean size, which gives a tighter range
+      var_unnormalized = second_moment - first_moment * first_moment / sum;
+      if (var_unnormalized <= 4 * sum) {
+        int mean = first_moment / sum;
+        min_size = min_partition_size[mean];
+        max_size = max_partition_size[mean];
+      } else {
+        min_size = min_partition_size[min_size];
+        max_size = max_partition_size[max_size];
+      }
     }
   }
 
-  // Give a bit of leaway either side of the observed min and max
-  *min_block_size = min_partition_size[*min_block_size];
-  *max_block_size = max_partition_size[*max_block_size];
+  // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
+  max_size = find_partition_size(max_size,
+                                 row8x8_remaining, col8x8_remaining,
+                                 &bh, &bw);
+  min_size = MIN(min_size, max_size);
 
-  // Check border cases where max and min from neighbours may not be legal.
-  *max_block_size = find_partition_size(*max_block_size,
-                                        row8x8_remaining, col8x8_remaining,
-                                        &bh, &bw);
-  *min_block_size = MIN(*min_block_size, *max_block_size);
+  // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
+  // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
+  // *min_block_size.
+  if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
+      next_square_size[max_size] < min_size) {
+     min_size = next_square_size[max_size];
+  }
+
+  *min_block_size = min_size;
+  *max_block_size = max_size;
 }
 
-static void compute_fast_motion_search_level(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize) {
+static void auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                                 int mi_row, int mi_col,
+                                 BLOCK_SIZE *min_block_size,
+                                 BLOCK_SIZE *max_block_size) {
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
-  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
+  MODE_INFO *mi_8x8 = xd->mi;
+  const int left_in_image = xd->left_available && mi_8x8[-1].src_mi;
+  const int above_in_image = xd->up_available &&
+                             mi_8x8[-xd->mi_stride].src_mi;
+  int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
+  int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
+  int bh, bw;
+  BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_32X32;
+  BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_8X8;
+  int bsl = mi_width_log2(BLOCK_64X64);
+  const int search_range_ctrl = (((mi_row + mi_col) >> bsl) +
+                       get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
+  // Trap case where we do not have a prediction.
+  if (search_range_ctrl &&
+      (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME)) {
+    int block;
+    MODE_INFO *mi;
+    BLOCK_SIZE sb_type;
 
-  // Only use 8x8 result for non HD videos.
-  // int use_8x8 = (MIN(cpi->common.width, cpi->common.height) < 720) ? 1 : 0;
-  int use_8x8 = 1;
-
-  if (cm->frame_type && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref &&
-      ((use_8x8 && bsize == BLOCK_16X16) ||
-      bsize == BLOCK_32X32 || bsize == BLOCK_64X64)) {
-    int ref0 = 0, ref1 = 0, ref2 = 0, ref3 = 0;
-    PICK_MODE_CONTEXT *block_context = NULL;
-
-    if (bsize == BLOCK_16X16) {
-      block_context = x->sb8x8_context[x->sb_index][x->mb_index];
-    } else if (bsize == BLOCK_32X32) {
-      block_context = x->mb_context[x->sb_index];
-    } else if (bsize == BLOCK_64X64) {
-      block_context = x->sb32_context;
-    }
-
-    if (block_context) {
-      ref0 = block_context[0].mic.mbmi.ref_frame[0];
-      ref1 = block_context[1].mic.mbmi.ref_frame[0];
-      ref2 = block_context[2].mic.mbmi.ref_frame[0];
-      ref3 = block_context[3].mic.mbmi.ref_frame[0];
-    }
-
-    // Currently, only consider 4 inter reference frames.
-    if (ref0 && ref1 && ref2 && ref3) {
-      int d01, d23, d02, d13;
-
-      // Motion vectors for the four subblocks.
-      int16_t mvr0 = block_context[0].mic.mbmi.mv[0].as_mv.row;
-      int16_t mvc0 = block_context[0].mic.mbmi.mv[0].as_mv.col;
-      int16_t mvr1 = block_context[1].mic.mbmi.mv[0].as_mv.row;
-      int16_t mvc1 = block_context[1].mic.mbmi.mv[0].as_mv.col;
-      int16_t mvr2 = block_context[2].mic.mbmi.mv[0].as_mv.row;
-      int16_t mvc2 = block_context[2].mic.mbmi.mv[0].as_mv.col;
-      int16_t mvr3 = block_context[3].mic.mbmi.mv[0].as_mv.row;
-      int16_t mvc3 = block_context[3].mic.mbmi.mv[0].as_mv.col;
-
-      // Adjust sign if ref is alt_ref.
-      if (cm->ref_frame_sign_bias[ref0]) {
-        mvr0 *= -1;
-        mvc0 *= -1;
+    // Find the min and max partition sizes used in the left SB64.
+    if (left_in_image) {
+      MODE_INFO *cur_mi;
+      mi = mi_8x8[-1].src_mi;
+      for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
+        cur_mi = mi[block * xd->mi_stride].src_mi;
+        sb_type = cur_mi ? cur_mi->mbmi.sb_type : 0;
+        min_size = MIN(min_size, sb_type);
+        max_size = MAX(max_size, sb_type);
       }
-
-      if (cm->ref_frame_sign_bias[ref1]) {
-        mvr1 *= -1;
-        mvc1 *= -1;
+    }
+    // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
+    if (above_in_image) {
+      mi = mi_8x8[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
+      for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
+        sb_type = mi[block].src_mi ? mi[block].src_mi->mbmi.sb_type : 0;
+        min_size = MIN(min_size, sb_type);
+        max_size = MAX(max_size, sb_type);
       }
+    }
 
-      if (cm->ref_frame_sign_bias[ref2]) {
-        mvr2 *= -1;
-        mvc2 *= -1;
-      }
+    min_size = min_partition_size[min_size];
+    max_size = find_partition_size(max_size, row8x8_remaining, col8x8_remaining,
+                                   &bh, &bw);
+    min_size = MIN(min_size, max_size);
+    min_size = MAX(min_size, BLOCK_8X8);
+    max_size = MIN(max_size, BLOCK_32X32);
+  } else {
+    min_size = BLOCK_8X8;
+    max_size = BLOCK_32X32;
+  }
 
-      if (cm->ref_frame_sign_bias[ref3]) {
-        mvr3 *= -1;
-        mvc3 *= -1;
-      }
+  *min_block_size = min_size;
+  *max_block_size = max_size;
+}
 
-      // Calculate mv distances.
-      d01 = MAX(abs(mvr0 - mvr1), abs(mvc0 - mvc1));
-      d23 = MAX(abs(mvr2 - mvr3), abs(mvc2 - mvc3));
-      d02 = MAX(abs(mvr0 - mvr2), abs(mvc0 - mvc2));
-      d13 = MAX(abs(mvr1 - mvr3), abs(mvc1 - mvc3));
-
-      if (d01 < FAST_MOTION_MV_THRESH && d23 < FAST_MOTION_MV_THRESH &&
-          d02 < FAST_MOTION_MV_THRESH && d13 < FAST_MOTION_MV_THRESH) {
-        // Set fast motion search level.
-        x->fast_ms = 1;
-
-        if (ref0 == ref1 && ref1 == ref2 && ref2 == ref3 &&
-            d01 < 2 && d23 < 2 && d02 < 2 && d13 < 2) {
-          // Set fast motion search level.
-          x->fast_ms = 2;
-
-          if (!d01 && !d23 && !d02 && !d13) {
-            x->fast_ms = 3;
-            x->subblock_ref = ref0;
-          }
-        }
+// TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
+static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
+                                int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
+                                BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
+  int mi_width  = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
+  int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
+  int idx, idy;
+
+  MODE_INFO *mi;
+  const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
+  MODE_INFO *prev_mi = (cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + idx_str)->src_mi;
+
+
+  BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
+
+  min_size = BLOCK_64X64;
+  max_size = BLOCK_4X4;
+
+  if (prev_mi) {
+    for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
+      for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
+        mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx].src_mi;
+        bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
+        min_size = MIN(min_size, bs);
+        max_size = MAX(max_size, bs);
       }
     }
   }
+
+  if (xd->left_available) {
+    for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
+      mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1].src_mi;
+      bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
+      min_size = MIN(min_size, bs);
+      max_size = MAX(max_size, bs);
+    }
+  }
+
+  if (xd->up_available) {
+    for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
+      mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride].src_mi;
+      bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
+      min_size = MIN(min_size, bs);
+      max_size = MAX(max_size, bs);
+    }
+  }
+
+  if (min_size == max_size) {
+    min_size = min_partition_size[min_size];
+    max_size = max_partition_size[max_size];
+  }
+
+  *min_bs = min_size;
+  *max_bs = max_size;
 }
 
 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
@@ -1549,19 +1973,67 @@ static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
   vpx_memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
 }
 
+#if CONFIG_FP_MB_STATS
+const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] =
+  {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 4, 4};
+const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] =
+  {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 4, 2, 4};
+const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
+  {0, 10, 10, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 90, 100, 100, 120};
+const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
+  {0, 3, 3, 7, 15, 15, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 120};
+const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] =
+  {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 4, 6};
+
+typedef enum {
+  MV_ZERO = 0,
+  MV_LEFT = 1,
+  MV_UP = 2,
+  MV_RIGHT = 3,
+  MV_DOWN = 4,
+  MV_INVALID
+} MOTION_DIRECTION;
+
+static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
+  if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
+    return MV_ZERO;
+  } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
+    return MV_LEFT;
+  } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
+    return MV_RIGHT;
+  } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
+    return MV_UP;
+  } else {
+    return MV_DOWN;
+  }
+}
+
+static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
+                                           MOTION_DIRECTION that_mv) {
+  if (this_mv == that_mv) {
+    return 0;
+  } else {
+    return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
+  }
+}
+#endif
+
 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
 // results, for encoding speed-up.
 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
                               TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
                               int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, int *rate,
-                              int64_t *dist, int do_recon, int64_t best_rd) {
+                              int64_t *dist, int64_t best_rd,
+                              PC_TREE *pc_tree) {
   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
-  const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
+  PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
   int i, pl;
   BLOCK_SIZE subsize;
   int this_rate, sum_rate = 0, best_rate = INT_MAX;
@@ -1569,50 +2041,53 @@ static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
   int64_t sum_rd = 0;
   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
   int do_rect = 1;
+
   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
-  const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
-  const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
+  const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
+  const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
 
+  BLOCK_SIZE min_size = cpi->sf.min_partition_size;
+  BLOCK_SIZE max_size = cpi->sf.max_partition_size;
+
+#if CONFIG_FP_MB_STATS
+  unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
+  int none_complexity = 0;
+#endif
+
   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
                                bsize >= BLOCK_8X8;
   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
                                bsize >= BLOCK_8X8;
-
-  int partition_split_done = 0;
   (void) *tp_orig;
 
-  if (bsize < BLOCK_8X8) {
-    // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
-    // there is nothing to be done.
-    if (x->ab_index != 0) {
-      *rate = 0;
-      *dist = 0;
-      return;
-    }
-  }
   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
 
-  if (bsize == BLOCK_16X16) {
-    set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
+  set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
+
+  if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode)
     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
+
+  if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
+    int cb_partition_search_ctrl = ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3)
+        + get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
+
+    if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
+      set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
   }
 
   // Determine partition types in search according to the speed features.
   // The threshold set here has to be of square block size.
   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
-    partition_none_allowed &= (bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
-                               bsize >= cpi->sf.min_partition_size);
-    partition_horz_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
-                                bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
+    partition_none_allowed &= (bsize <= max_size && bsize >= min_size);
+    partition_horz_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
                                 force_horz_split);
-    partition_vert_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
-                                bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
+    partition_vert_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
                                 force_vert_split);
-    do_split &= bsize > cpi->sf.min_partition_size;
+    do_split &= bsize > min_size;
   }
   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
@@ -1621,50 +2096,147 @@ static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 
   save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
 
-  if (cpi->sf.disable_split_var_thresh && partition_none_allowed) {
-    unsigned int source_variancey;
-    vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
-    source_variancey = get_sby_perpixel_variance(cpi, x, bsize);
-    if (source_variancey < cpi->sf.disable_split_var_thresh) {
-      do_split = 0;
-      if (source_variancey < cpi->sf.disable_split_var_thresh / 2)
-        do_rect = 0;
+#if CONFIG_FP_MB_STATS
+  if (cpi->use_fp_mb_stats) {
+    set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
+    src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb.plane[0].src,
+                                                  mi_row, mi_col, bsize);
+  }
+#endif
+
+#if CONFIG_FP_MB_STATS
+  // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
+  // the first pass block statistics
+  if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
+      partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
+      cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
+    int mb_row = mi_row >> 1;
+    int mb_col = mi_col >> 1;
+    int mb_row_end =
+        MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
+    int mb_col_end =
+        MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
+    int r, c;
+
+    // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
+    // vectors obtained from the first pass in the current block
+    for (r = mb_row; r < mb_row_end ; r++) {
+      for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
+        const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
+
+        MOTION_DIRECTION this_mv;
+        MOTION_DIRECTION right_mv;
+        MOTION_DIRECTION bottom_mv;
+
+        this_mv =
+            get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
+
+        // to its right
+        if (c != mb_col_end - 1) {
+          right_mv = get_motion_direction_fp(
+              cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
+          none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
+        }
+
+        // to its bottom
+        if (r != mb_row_end - 1) {
+          bottom_mv = get_motion_direction_fp(
+              cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
+          none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
+        }
+
+        // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
+      }
+    }
+
+    if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
+      partition_none_allowed = 0;
     }
   }
+#endif
 
   // PARTITION_NONE
   if (partition_none_allowed) {
-    pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &this_rate, &this_dist, bsize,
-                  get_block_context(x, bsize), best_rd);
+    rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &this_rate, &this_dist, bsize,
+                     ctx, best_rd, 0);
     if (this_rate != INT_MAX) {
       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
-        pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context,
-                                     cpi->left_seg_context,
-                                     mi_row, mi_col, bsize);
-        this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
+        pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+        this_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
       }
       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rate, this_dist);
+
       if (sum_rd < best_rd) {
-        int64_t stop_thresh = 4096;
-        int64_t stop_thresh_rd;
+        int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_dist_thr;
+        int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_rate_thr;
 
         best_rate = this_rate;
         best_dist = this_dist;
         best_rd = sum_rd;
         if (bsize >= BLOCK_8X8)
-          *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
-
-        // Adjust threshold according to partition size.
-        stop_thresh >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
-            b_height_log2_lookup[bsize]);
-
-        stop_thresh_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, 0, stop_thresh);
-        // If obtained distortion is very small, choose current partition
-        // and stop splitting.
-        if (!x->e_mbd.lossless && best_rd < stop_thresh_rd) {
+          pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
+
+        // Adjust dist breakout threshold according to the partition size.
+        dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2(bsize) +
+            b_height_log2(bsize));
+
+        // If all y, u, v transform blocks in this partition are skippable, and
+        // the dist & rate are within the thresholds, the partition search is
+        // terminated for current branch of the partition search tree.
+        // The dist & rate thresholds are set to 0 at speed 0 to disable the
+        // early termination at that speed.
+        if (!x->e_mbd.lossless &&
+            (ctx->skippable && best_dist < dist_breakout_thr &&
+            best_rate < rate_breakout_thr)) {
           do_split = 0;
           do_rect = 0;
         }
+
+#if CONFIG_FP_MB_STATS
+        // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
+        // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
+        // If that is the case, check the difference variance between the
+        // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
+        // stop further splitting in RD optimization
+        if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
+            cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
+          int mb_row = mi_row >> 1;
+          int mb_col = mi_col >> 1;
+          int mb_row_end =
+              MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
+          int mb_col_end =
+              MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
+          int r, c;
+
+          int skip = 1;
+          for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
+            for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
+              const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
+              if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
+                    FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
+                  !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
+                    FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
+                skip = 0;
+                break;
+              }
+            }
+            if (skip == 0) {
+              break;
+            }
+          }
+          if (skip) {
+            if (src_diff_var == UINT_MAX) {
+              set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
+              src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
+                  cpi, &cpi->mb.plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
+            }
+            if (src_diff_var < 8) {
+              do_split = 0;
+              do_rect = 0;
+            }
+          }
+        }
+#endif
       }
     }
     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
@@ -1672,7 +2244,7 @@ static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 
   // store estimated motion vector
   if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
-    store_pred_mv(x, get_block_context(x, bsize));
+    store_pred_mv(x, ctx);
 
   // PARTITION_SPLIT
   sum_rd = 0;
@@ -1680,42 +2252,53 @@ static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
   // the starting point of motion search in the following partition type check.
   if (do_split) {
     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
-    for (i = 0; i < 4 && sum_rd < best_rd; ++i) {
-      const int x_idx = (i & 1) * ms;
-      const int y_idx = (i >> 1) * ms;
+    if (bsize == BLOCK_8X8) {
+      i = 4;
+      if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
+        pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter =
+            ctx->mic.mbmi.interp_filter;
+      rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
+                       pc_tree->leaf_split[0], best_rd, 0);
+      if (sum_rate == INT_MAX)
+        sum_rd = INT64_MAX;
+      else
+        sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+    } else {
+      for (i = 0; i < 4 && sum_rd < best_rd; ++i) {
+      const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
+      const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
 
-      if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
-        continue;
+        if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
+          continue;
 
-      *get_sb_index(x, subsize) = i;
-      if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
-        load_pred_mv(x, get_block_context(x, bsize));
-      if (cpi->sf.adaptive_pred_filter_type && bsize == BLOCK_8X8 &&
-          partition_none_allowed)
-        get_block_context(x, subsize)->pred_filter_type =
-            get_block_context(x, bsize)->mic.mbmi.interp_filter;
-      rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
-                        &this_rate, &this_dist, i != 3, best_rd - sum_rd);
+        if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
+          load_pred_mv(x, ctx);
 
-      if (this_rate == INT_MAX) {
-        sum_rd = INT64_MAX;
-      } else {
-        sum_rate += this_rate;
-        sum_dist += this_dist;
-        sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+        pc_tree->split[i]->index = i;
+        rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
+                          subsize, &this_rate, &this_dist,
+                          best_rd - sum_rd, pc_tree->split[i]);
+
+        if (this_rate == INT_MAX) {
+          sum_rd = INT64_MAX;
+        } else {
+          sum_rate += this_rate;
+          sum_dist += this_dist;
+          sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+        }
       }
     }
+
     if (sum_rd < best_rd && i == 4) {
-      pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context,
-                                   cpi->left_seg_context,
-                                   mi_row, mi_col, bsize);
-      sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
+      pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+      sum_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+
       if (sum_rd < best_rd) {
         best_rate = sum_rate;
         best_dist = sum_dist;
         best_rd = sum_rd;
-        *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
+        pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
       }
     } else {
       // skip rectangular partition test when larger block size
@@ -1723,46 +2306,36 @@ static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
         do_rect &= !partition_none_allowed;
     }
-    partition_split_done = 1;
     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
   }
 
-  x->fast_ms = 0;
-  x->subblock_ref = 0;
-
-  if (partition_split_done &&
-      cpi->sf.using_small_partition_info) {
-    compute_fast_motion_search_level(cpi, bsize);
-  }
-
   // PARTITION_HORZ
   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
-    *get_sb_index(x, subsize) = 0;
     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
-      load_pred_mv(x, get_block_context(x, bsize));
-    if (cpi->sf.adaptive_pred_filter_type && bsize == BLOCK_8X8 &&
+      load_pred_mv(x, ctx);
+    if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
         partition_none_allowed)
-      get_block_context(x, subsize)->pred_filter_type =
-          get_block_context(x, bsize)->mic.mbmi.interp_filter;
-    pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
-                  get_block_context(x, subsize), best_rd);
+      pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter =
+          ctx->mic.mbmi.interp_filter;
+    rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
+                     &pc_tree->horizontal[0], best_rd, 0);
     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
 
-    if (sum_rd < best_rd && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
-      update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), subsize, 0);
-      encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
+    if (sum_rd < best_rd && mi_row + mi_step < cm->mi_rows) {
+      PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
+      update_state(cpi, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
+      encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
 
-      *get_sb_index(x, subsize) = 1;
       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
-        load_pred_mv(x, get_block_context(x, bsize));
-      if (cpi->sf.adaptive_pred_filter_type && bsize == BLOCK_8X8 &&
+        load_pred_mv(x, ctx);
+      if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
           partition_none_allowed)
-        get_block_context(x, subsize)->pred_filter_type =
-            get_block_context(x, bsize)->mic.mbmi.interp_filter;
-      pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + ms, mi_col, &this_rate,
-                    &this_dist, subsize, get_block_context(x, subsize),
-                    best_rd - sum_rd);
+        pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter =
+            ctx->mic.mbmi.interp_filter;
+      rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + mi_step, mi_col, &this_rate,
+                       &this_dist, subsize, &pc_tree->horizontal[1],
+                       best_rd - sum_rd, 1);
       if (this_rate == INT_MAX) {
         sum_rd = INT64_MAX;
       } else {
@@ -1772,49 +2345,46 @@ static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
       }
     }
     if (sum_rd < best_rd) {
-      pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context,
-                                   cpi->left_seg_context,
-                                   mi_row, mi_col, bsize);
-      sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
+      pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+      sum_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
       if (sum_rd < best_rd) {
         best_rd = sum_rd;
         best_rate = sum_rate;
         best_dist = sum_dist;
-        *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
+        pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
       }
     }
     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
   }
-
   // PARTITION_VERT
   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 
-    *get_sb_index(x, subsize) = 0;
     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
-      load_pred_mv(x, get_block_context(x, bsize));
-    if (cpi->sf.adaptive_pred_filter_type && bsize == BLOCK_8X8 &&
+      load_pred_mv(x, ctx);
+    if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
         partition_none_allowed)
-      get_block_context(x, subsize)->pred_filter_type =
-          get_block_context(x, bsize)->mic.mbmi.interp_filter;
-    pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
-                  get_block_context(x, subsize), best_rd);
+      pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter =
+          ctx->mic.mbmi.interp_filter;
+    rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
+                     &pc_tree->vertical[0], best_rd, 0);
     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
-    if (sum_rd < best_rd && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
-      update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), subsize, 0);
-      encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
+    if (sum_rd < best_rd && mi_col + mi_step < cm->mi_cols) {
+      update_state(cpi, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
+      encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
+                        &pc_tree->vertical[0]);
 
-      *get_sb_index(x, subsize) = 1;
       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
-        load_pred_mv(x, get_block_context(x, bsize));
-      if (cpi->sf.adaptive_pred_filter_type && bsize == BLOCK_8X8 &&
+        load_pred_mv(x, ctx);
+      if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
           partition_none_allowed)
-        get_block_context(x, subsize)->pred_filter_type =
-            get_block_context(x, bsize)->mic.mbmi.interp_filter;
-      pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + ms, &this_rate,
-                    &this_dist, subsize, get_block_context(x, subsize),
-                    best_rd - sum_rd);
+        pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter =
+            ctx->mic.mbmi.interp_filter;
+      rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + mi_step, &this_rate,
+                       &this_dist, subsize,
+                       &pc_tree->vertical[1], best_rd - sum_rd,
+                       1);
       if (this_rate == INT_MAX) {
         sum_rd = INT64_MAX;
       } else {
@@ -1824,88 +2394,62 @@ static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
       }
     }
     if (sum_rd < best_rd) {
-      pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context,
-                                   cpi->left_seg_context,
-                                   mi_row, mi_col, bsize);
-      sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
+      pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+      sum_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
       if (sum_rd < best_rd) {
         best_rate = sum_rate;
         best_dist = sum_dist;
         best_rd = sum_rd;
-        *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
+        pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
       }
     }
     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
   }
 
-
+  // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
+  // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
+  // point.  This code should be refactored so that the duplicate
+  // checks occur in some sub function and thus are used...
+  (void) best_rd;
   *rate = best_rate;
   *dist = best_dist;
 
-  if (best_rate < INT_MAX && best_dist < INT64_MAX && do_recon) {
+  if (best_rate < INT_MAX && best_dist < INT64_MAX && pc_tree->index != 3) {
     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
 
     // Check the projected output rate for this SB against it's target
     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
     // closer to the target.
-    if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
-      select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled, best_rate);
-    }
-    encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize);
+    if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map)
+      vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled,
+                                    best_rate);
+    if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
+      vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
+                                              best_rate, best_dist);
+
+    encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize, pc_tree);
   }
+
   if (bsize == BLOCK_64X64) {
     assert(tp_orig < *tp);
     assert(best_rate < INT_MAX);
-    assert(best_dist < INT_MAX);
+    assert(best_dist < INT64_MAX);
   } else {
     assert(tp_orig == *tp);
   }
 }
 
-// Examines 64x64 block and chooses a best reference frame
-static void rd_pick_reference_frame(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
-                                    int mi_row, int mi_col) {
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
-  MACROBLOCK * const x = &cpi->mb;
-  int bsl = b_width_log2(BLOCK_64X64), bs = 1 << bsl;
-  int ms = bs / 2;
-  ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
-  PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
-  int pl;
-  int r;
-  int64_t d;
-
-  save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, BLOCK_64X64);
-
-  // Default is non mask (all reference frames allowed.
-  cpi->ref_frame_mask = 0;
-
-  // Do RD search for 64x64.
-  if ((mi_row + (ms >> 1) < cm->mi_rows) &&
-      (mi_col + (ms >> 1) < cm->mi_cols)) {
-    cpi->set_ref_frame_mask = 1;
-    pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &r, &d, BLOCK_64X64,
-                  get_block_context(x, BLOCK_64X64), INT64_MAX);
-    pl = partition_plane_context(cpi->above_seg_context, cpi->left_seg_context,
-                                 mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
-    r += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
-
-    *(get_sb_partitioning(x, BLOCK_64X64)) = BLOCK_64X64;
-    cpi->set_ref_frame_mask = 0;
-  }
-
-  restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, BLOCK_64X64);
-}
-
-static void encode_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
-                          int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
+static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                             int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
+  SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
   int mi_col;
 
   // Initialize the left context for the new SB row
-  vpx_memset(&cpi->left_context, 0, sizeof(cpi->left_context));
-  vpx_memset(cpi->left_seg_context, 0, sizeof(cpi->left_seg_context));
+  vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
+  vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
 
   // Code each SB in the row
   for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
@@ -1913,70 +2457,101 @@ static void encode_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
     int dummy_rate;
     int64_t dummy_dist;
 
-    BLOCK_SIZE i;
-    MACROBLOCK *x = &cpi->mb;
-    for (i = BLOCK_4X4; i < BLOCK_8X8; ++i) {
-      const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[i];
-      const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[i];
-      const int num_4x4_blk = MAX(4, num_4x4_w * num_4x4_h);
-      for (x->sb_index = 0; x->sb_index < 4; ++x->sb_index)
-        for (x->mb_index = 0; x->mb_index < 4; ++x->mb_index)
-          for (x->b_index = 0; x->b_index < 16 / num_4x4_blk; ++x->b_index)
-            get_block_context(x, i)->pred_filter_type = SWITCHABLE;
-    }
-
-    vp9_zero(cpi->mb.pred_mv);
+    int i;
 
-    if (cpi->sf.reference_masking)
-      rd_pick_reference_frame(cpi, tile, mi_row, mi_col);
+    if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
+      for (i = 0; i < 64; ++i)
+        cpi->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
 
-    if (cpi->sf.use_lastframe_partitioning ||
-        cpi->sf.use_one_partition_size_always ) {
-      const int idx_str = cm->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
-      MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
-      MODE_INFO **prev_mi_8x8 = cm->prev_mi_grid_visible + idx_str;
+      for (i = 0; i < 64; ++i) {
+        cpi->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
+        cpi->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
+        cpi->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
+        cpi->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
+      }
+    }
 
+    vp9_zero(cpi->mb.pred_mv);
+    cpi->pc_root->index = 0;
+
+    // TODO(yunqingwang): use_lastframe_partitioning is no longer used in good-
+    // quality encoding. Need to evaluate it in real-time encoding later to
+    // decide if it can be removed too. And then, do the code cleanup.
+    if ((sf->partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
+         sf->use_lastframe_partitioning) ||
+         sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION ||
+         sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION ||
+         sf->partition_search_type == VAR_BASED_FIXED_PARTITION) {
+      const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
+      MODE_INFO *mi = cm->mi + idx_str;
+      MODE_INFO *prev_mi = (cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + idx_str)->src_mi;
       cpi->mb.source_variance = UINT_MAX;
-      if (cpi->sf.use_one_partition_size_always) {
+      if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION) {
+        set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
+        set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi, mi_row, mi_col,
+                               sf->always_this_block_size);
+        rd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
+                         &dummy_rate, &dummy_dist, 1, cpi->pc_root);
+      } else if (cpi->skippable_frame ||
+                 sf->partition_search_type == VAR_BASED_FIXED_PARTITION) {
+        BLOCK_SIZE bsize;
         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
-        set_partitioning(cpi, tile, mi_8x8, mi_row, mi_col);
-        rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
-                         &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
+        bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, mi_row, mi_col);
+        set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi, mi_row, mi_col, bsize);
+        rd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
+                         &dummy_rate, &dummy_dist, 1, cpi->pc_root);
+      } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION) {
+        choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
+        rd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
+                         &dummy_rate, &dummy_dist, 1, cpi->pc_root);
       } else {
-        if ((cpi->common.current_video_frame
-            % cpi->sf.last_partitioning_redo_frequency) == 0
+        GF_GROUP * gf_grp = &cpi->twopass.gf_group;
+        int last_was_mid_sequence_overlay = 0;
+        if ((cpi->oxcf.pass == 2) && (gf_grp->index)) {
+          if (gf_grp->update_type[gf_grp->index - 1] == OVERLAY_UPDATE)
+            last_was_mid_sequence_overlay = 1;
+        }
+        if ((cpi->rc.frames_since_key
+            % sf->last_partitioning_redo_frequency) == 0
+            || last_was_mid_sequence_overlay
             || cm->prev_mi == 0
-            || cpi->common.show_frame == 0
-            || cpi->common.frame_type == KEY_FRAME
+            || cm->show_frame == 0
+            || cm->frame_type == KEY_FRAME
             || cpi->rc.is_src_frame_alt_ref
-            || ((cpi->sf.use_lastframe_partitioning ==
+            || ((sf->use_lastframe_partitioning ==
                  LAST_FRAME_PARTITION_LOW_MOTION) &&
-                 sb_has_motion(cpi, prev_mi_8x8))) {
+                 sb_has_motion(cm, prev_mi, sf->lf_motion_threshold))) {
           // If required set upper and lower partition size limits
-          if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
+          if (sf->auto_min_max_partition_size) {
             set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
             rd_auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
-                                    &cpi->sf.min_partition_size,
-                                    &cpi->sf.max_partition_size);
+                                    &sf->min_partition_size,
+                                    &sf->max_partition_size);
           }
           rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
-                            &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX);
+                            &dummy_rate, &dummy_dist, INT64_MAX,
+                            cpi->pc_root);
         } else {
-          copy_partitioning(cpi, mi_8x8, prev_mi_8x8);
-          rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
-                           &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
+          if (sf->constrain_copy_partition &&
+              sb_has_motion(cm, prev_mi, sf->lf_motion_threshold))
+            constrain_copy_partitioning(cpi, tile, mi, prev_mi,
+                                        mi_row, mi_col, BLOCK_16X16);
+          else
+            copy_partitioning(cm, mi, prev_mi);
+          rd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
+                           &dummy_rate, &dummy_dist, 1, cpi->pc_root);
         }
       }
     } else {
       // If required set upper and lower partition size limits
-      if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
+      if (sf->auto_min_max_partition_size) {
         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
         rd_auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
-                                &cpi->sf.min_partition_size,
-                                &cpi->sf.max_partition_size);
+                                &sf->min_partition_size,
+                                &sf->max_partition_size);
       }
       rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
-                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX);
+                        &dummy_rate, &dummy_dist, INT64_MAX, cpi->pc_root);
     }
   }
 }
@@ -1987,336 +2562,841 @@ static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
 
-  x->act_zbin_adj = 0;
-  cpi->seg0_idx = 0;
-
-  xd->mode_info_stride = cm->mode_info_stride;
-
   // Copy data over into macro block data structures.
   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
 
-  // TODO(jkoleszar): are these initializations required?
-  setup_pre_planes(xd, 0, &cm->yv12_fb[cm->ref_frame_map[cpi->lst_fb_idx]],
-                   0, 0, NULL);
-  setup_dst_planes(xd, get_frame_new_buffer(cm), 0, 0);
-
-  setup_block_dptrs(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
-
-  xd->mi_8x8[0]->mbmi.mode = DC_PRED;
-  xd->mi_8x8[0]->mbmi.uv_mode = DC_PRED;
-
-  vp9_zero(cm->counts.y_mode);
-  vp9_zero(cm->counts.uv_mode);
-  vp9_zero(cm->counts.inter_mode);
-  vp9_zero(cm->counts.partition);
-  vp9_zero(cm->counts.intra_inter);
-  vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
-  vp9_zero(cm->counts.single_ref);
-  vp9_zero(cm->counts.comp_ref);
-  vp9_zero(cm->counts.tx);
-  vp9_zero(cm->counts.mbskip);
+  vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
 
   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
   // are allocated as part of the same buffer.
-  vpx_memset(cpi->above_context[0], 0,
-             sizeof(*cpi->above_context[0]) *
+  vpx_memset(xd->above_context[0], 0,
+             sizeof(*xd->above_context[0]) *
              2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
-  vpx_memset(cpi->above_seg_context, 0,
-             sizeof(*cpi->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
+  vpx_memset(xd->above_seg_context, 0,
+             sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
 }
 
-static void switch_lossless_mode(VP9_COMP *cpi, int lossless) {
-  if (lossless) {
-    // printf("Switching to lossless\n");
-    cpi->mb.fwd_txm4x4 = vp9_fwht4x4;
-    cpi->mb.e_mbd.itxm_add = vp9_iwht4x4_add;
-    cpi->mb.optimize = 0;
-    cpi->common.lf.filter_level = 0;
-    cpi->zbin_mode_boost_enabled = 0;
-    cpi->common.tx_mode = ONLY_4X4;
+static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
+  const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
+
+  if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
+    return 0;
   } else {
-    // printf("Not lossless\n");
-    cpi->mb.fwd_txm4x4 = vp9_fdct4x4;
-    cpi->mb.e_mbd.itxm_add = vp9_idct4x4_add;
+    return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
+        + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
   }
 }
 
-static void switch_tx_mode(VP9_COMP *cpi) {
-  if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL &&
-      cpi->common.tx_mode >= ALLOW_32X32)
-    cpi->common.tx_mode = ALLOW_32X32;
+static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
+  int mi_row, mi_col;
+  const int mis = cm->mi_stride;
+  MODE_INFO *mi_ptr = cm->mi;
+
+  for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
+    for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
+      if (mi_ptr[mi_col].src_mi->mbmi.tx_size > max_tx_size)
+        mi_ptr[mi_col].src_mi->mbmi.tx_size = max_tx_size;
+    }
+  }
 }
 
-static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
-  int mi_row;
-  MACROBLOCK * const x = &cpi->mb;
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
-  MACROBLOCKD * const xd = &x->e_mbd;
+static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
+  if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
+    return INTRA_FRAME;
+  else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
+    return ALTREF_FRAME;
+  else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
+    return GOLDEN_FRAME;
+  else
+    return LAST_FRAME;
+}
 
-//  fprintf(stderr, "encode_frame_internal frame %d (%d) type %d\n",
-//           cpi->common.current_video_frame, cpi->common.show_frame,
-//           cm->frame_type);
+static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi) {
+  if (cpi->mb.e_mbd.lossless)
+    return ONLY_4X4;
+  if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
+    return ALLOW_32X32;
+  else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD||
+           cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
+    return TX_MODE_SELECT;
+  else
+    return cpi->common.tx_mode;
+}
 
-// debug output
-#if DBG_PRNT_SEGMAP
-  {
-    FILE *statsfile;
-    statsfile = fopen("segmap2.stt", "a");
-    fprintf(statsfile, "\n");
-    fclose(statsfile);
-  }
-#endif
+static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                                int mi_row, int mi_col,
+                                int *rate, int64_t *dist,
+                                BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  MB_MODE_INFO *mbmi;
+  set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
+  mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+  mbmi->sb_type = bsize;
 
-  vp9_zero(cm->counts.switchable_interp);
-  vp9_zero(cpi->tx_stepdown_count);
+  if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
+    if (mbmi->segment_id && x->in_static_area)
+      x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
 
-  xd->mi_8x8 = cm->mi_grid_visible;
-  // required for vp9_frame_init_quantizer
-  xd->mi_8x8[0] = cm->mi;
+  if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
+    set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rate, dist, bsize);
+  else
+    vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile, mi_row, mi_col, rate, dist, bsize, ctx);
 
-  xd->last_mi = cm->prev_mi;
+  duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
+}
 
-  vp9_zero(cpi->common.counts.mv);
-  vp9_zero(cpi->coef_counts);
-  vp9_zero(cm->counts.eob_branch);
+static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x,
+                              int mi_row, int mi_col,
+                              BLOCK_SIZE bsize, BLOCK_SIZE subsize,
+                              PC_TREE *pc_tree) {
+  MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
+  int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
+  PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
 
-  cpi->mb.e_mbd.lossless = cm->base_qindex == 0 && cm->y_dc_delta_q == 0
-      && cm->uv_dc_delta_q == 0 && cm->uv_ac_delta_q == 0;
-  switch_lossless_mode(cpi, cpi->mb.e_mbd.lossless);
+  assert(bsize >= BLOCK_8X8);
 
-  vp9_frame_init_quantizer(cpi);
+  if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
+    return;
 
-  vp9_initialize_rd_consts(cpi);
-  vp9_initialize_me_consts(cpi, cm->base_qindex);
-  switch_tx_mode(cpi);
+  switch (partition) {
+    case PARTITION_NONE:
+      set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
+      *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->none.mic;
+      duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
+      break;
+    case PARTITION_VERT:
+      set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
+      *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->vertical[0].mic;
+      duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 
-  if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
-    // Initialize encode frame context.
-    init_encode_frame_mb_context(cpi);
+      if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
+        set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs);
+        *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->vertical[1].mic;
+        duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, bsize);
+      }
+      break;
+    case PARTITION_HORZ:
+      set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
+      *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->horizontal[0].mic;
+      duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
+      if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
+        set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col);
+        *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->horizontal[1].mic;
+        duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, bsize);
+      }
+      break;
+    case PARTITION_SPLIT: {
+      BLOCK_SIZE subsubsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
+      fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize,
+                        subsubsize, pc_tree->split[0]);
+      fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
+                        subsubsize, pc_tree->split[1]);
+      fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
+                        subsubsize, pc_tree->split[2]);
+      fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
+                        subsubsize, pc_tree->split[3]);
+      break;
+    }
+    default:
+      break;
+  }
+}
+
+static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                                 TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
+                                 int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, int *rate,
+                                 int64_t *dist, int do_recon, int64_t best_rd,
+                                 PC_TREE *pc_tree) {
+  const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
+  const VP9EncoderConfig *const oxcf = &cpi->oxcf;
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
+  TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
+  PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
+  int i;
+  BLOCK_SIZE subsize = bsize;
+  int this_rate, sum_rate = 0, best_rate = INT_MAX;
+  int64_t this_dist, sum_dist = 0, best_dist = INT64_MAX;
+  int64_t sum_rd = 0;
+  int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
+  int do_rect = 1;
+  // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
+  const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
+  const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
+  const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
+  const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
+
+  int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
+  int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
+                               bsize >= BLOCK_8X8;
+  int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
+                               bsize >= BLOCK_8X8;
+  (void) *tp_orig;
 
-    // Build a frame level activity map
-    build_activity_map(cpi);
+  assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
+             num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
+
+  // Determine partition types in search according to the speed features.
+  // The threshold set here has to be of square block size.
+  if (sf->auto_min_max_partition_size) {
+    partition_none_allowed &= (bsize <= sf->max_partition_size &&
+                               bsize >= sf->min_partition_size);
+    partition_horz_allowed &= ((bsize <= sf->max_partition_size &&
+                                bsize > sf->min_partition_size) ||
+                                force_horz_split);
+    partition_vert_allowed &= ((bsize <= sf->max_partition_size &&
+                                bsize > sf->min_partition_size) ||
+                                force_vert_split);
+    do_split &= bsize > sf->min_partition_size;
+  }
+  if (sf->use_square_partition_only) {
+    partition_horz_allowed &= force_horz_split;
+    partition_vert_allowed &= force_vert_split;
   }
 
-  // Re-initialize encode frame context.
-  init_encode_frame_mb_context(cpi);
+  // PARTITION_NONE
+  if (partition_none_allowed) {
+    nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
+                        &this_rate, &this_dist, bsize, ctx);
+    ctx->mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+    ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+    ctx->skip = x->skip;
 
-  vp9_zero(cpi->rd_comp_pred_diff);
-  vp9_zero(cpi->rd_filter_diff);
-  vp9_zero(cpi->rd_tx_select_diff);
-  vp9_zero(cpi->rd_tx_select_threshes);
+    if (this_rate != INT_MAX) {
+      int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+      this_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
+      sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rate, this_dist);
+      if (sum_rd < best_rd) {
+        int64_t stop_thresh = 4096;
+        int64_t stop_thresh_rd;
 
-  set_prev_mi(cm);
+        best_rate = this_rate;
+        best_dist = this_dist;
+        best_rd = sum_rd;
+        if (bsize >= BLOCK_8X8)
+          pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
 
-  {
-    struct vpx_usec_timer emr_timer;
-    vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
+        // Adjust threshold according to partition size.
+        stop_thresh >>= 8 - (b_width_log2(bsize) +
+            b_height_log2(bsize));
 
-    {
-      // Take tiles into account and give start/end MB
-      int tile_col, tile_row;
-      TOKENEXTRA *tp = cpi->tok;
-      const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
-      const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
-
-      for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; tile_row++) {
-        for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; tile_col++) {
-          TileInfo tile;
-          TOKENEXTRA *tp_old = tp;
-
-          // For each row of SBs in the frame
-          vp9_tile_init(&tile, cm, tile_row, tile_col);
-          for (mi_row = tile.mi_row_start;
-               mi_row < tile.mi_row_end; mi_row += 8)
-            encode_sb_row(cpi, &tile, mi_row, &tp);
-
-          cpi->tok_count[tile_row][tile_col] = (unsigned int)(tp - tp_old);
-          assert(tp - cpi->tok <= get_token_alloc(cm->mb_rows, cm->mb_cols));
+        stop_thresh_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, 0, stop_thresh);
+        // If obtained distortion is very small, choose current partition
+        // and stop splitting.
+        if (!x->e_mbd.lossless && best_rd < stop_thresh_rd) {
+          do_split = 0;
+          do_rect = 0;
         }
       }
     }
+  }
 
-    vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
-    cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
+  // store estimated motion vector
+  store_pred_mv(x, ctx);
+
+  // PARTITION_SPLIT
+  sum_rd = 0;
+  if (do_split) {
+    int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+    sum_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
+    subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
+    for (i = 0; i < 4 && sum_rd < best_rd; ++i) {
+      const int x_idx = (i & 1) * ms;
+      const int y_idx = (i >> 1) * ms;
+
+      if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
+        continue;
+      load_pred_mv(x, ctx);
+      nonrd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
+                           subsize, &this_rate, &this_dist, 0,
+                           best_rd - sum_rd, pc_tree->split[i]);
+
+      if (this_rate == INT_MAX) {
+        sum_rd = INT64_MAX;
+      } else {
+        sum_rate += this_rate;
+        sum_dist += this_dist;
+        sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+      }
+    }
+
+    if (sum_rd < best_rd) {
+      best_rate = sum_rate;
+      best_dist = sum_dist;
+      best_rd = sum_rd;
+      pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
+    } else {
+      // skip rectangular partition test when larger block size
+      // gives better rd cost
+      if (sf->less_rectangular_check)
+        do_rect &= !partition_none_allowed;
+    }
+  }
+
+  // PARTITION_HORZ
+  if (partition_horz_allowed && do_rect) {
+    subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
+    if (sf->adaptive_motion_search)
+      load_pred_mv(x, ctx);
+
+    nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
+                        &this_rate, &this_dist, subsize,
+                        &pc_tree->horizontal[0]);
+
+    pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+    pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+    pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
+
+    sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+
+    if (sum_rd < best_rd && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
+      load_pred_mv(x, ctx);
+      nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + ms, mi_col,
+                          &this_rate, &this_dist, subsize,
+                          &pc_tree->horizontal[1]);
+
+      pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+      pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+      pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
+
+      if (this_rate == INT_MAX) {
+        sum_rd = INT64_MAX;
+      } else {
+        int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+        this_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
+        sum_rate += this_rate;
+        sum_dist += this_dist;
+        sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+      }
+    }
+    if (sum_rd < best_rd) {
+      best_rd = sum_rd;
+      best_rate = sum_rate;
+      best_dist = sum_dist;
+      pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
+    }
   }
 
-  if (cpi->sf.skip_encode_sb) {
-    int j;
-    unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
-    for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
-      intra_count += cm->counts.intra_inter[j][0];
-      inter_count += cm->counts.intra_inter[j][1];
+  // PARTITION_VERT
+  if (partition_vert_allowed && do_rect) {
+    subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
+
+    if (sf->adaptive_motion_search)
+      load_pred_mv(x, ctx);
+
+    nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
+                        &this_rate, &this_dist, subsize,
+                        &pc_tree->vertical[0]);
+    pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+    pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+    pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
+    sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+    if (sum_rd < best_rd && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
+      load_pred_mv(x, ctx);
+      nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + ms,
+                          &this_rate, &this_dist, subsize,
+                          &pc_tree->vertical[1]);
+      pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+      pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+      pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
+      if (this_rate == INT_MAX) {
+        sum_rd = INT64_MAX;
+      } else {
+        int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
+        this_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
+        sum_rate += this_rate;
+        sum_dist += this_dist;
+        sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
+      }
+    }
+    if (sum_rd < best_rd) {
+      best_rate = sum_rate;
+      best_dist = sum_dist;
+      best_rd = sum_rd;
+      pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
     }
-    cpi->sf.skip_encode_frame = ((intra_count << 2) < inter_count);
-    cpi->sf.skip_encode_frame &= (cm->frame_type != KEY_FRAME);
-    cpi->sf.skip_encode_frame &= cm->show_frame;
-  } else {
-    cpi->sf.skip_encode_frame = 0;
   }
+  // TODO(JBB): The following line is here just to avoid a static warning
+  // that occurs because at this point we never again reuse best_rd
+  // despite setting it here.  The code should be refactored to avoid this.
+  (void) best_rd;
 
-#if 0
-  // Keep record of the total distortion this time around for future use
-  cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
-#endif
-}
+  *rate = best_rate;
+  *dist = best_dist;
 
-static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
-  const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
+  if (best_rate == INT_MAX)
+    return;
 
-  if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
-    return 0;
+  // update mode info array
+  subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
+  fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, subsize,
+                    pc_tree);
+
+  if (best_rate < INT_MAX && best_dist < INT64_MAX && do_recon) {
+    int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
+
+    // Check the projected output rate for this SB against it's target
+    // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
+    // closer to the target.
+    if ((oxcf->aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
+      vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled,
+                                    best_rate);
+    }
+
+    if (oxcf->aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
+      vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
+                                              best_rate, best_dist);
+
+    encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize, pc_tree);
+  }
+
+  if (bsize == BLOCK_64X64) {
+    assert(tp_orig < *tp);
+    assert(best_rate < INT_MAX);
+    assert(best_dist < INT64_MAX);
   } else {
-    return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
-        + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
+    assert(tp_orig == *tp);
   }
 }
 
-static int get_skip_flag(MODE_INFO **mi_8x8, int mis, int ymbs, int xmbs) {
-  int x, y;
+static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
+                                const TileInfo *const tile,
+                                MODE_INFO *mi,
+                                TOKENEXTRA **tp,
+                                int mi_row, int mi_col,
+                                BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
+                                int *totrate, int64_t *totdist,
+                                PC_TREE *pc_tree) {
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
+  const int mis = cm->mi_stride;
+  PARTITION_TYPE partition;
+  BLOCK_SIZE subsize;
+  int rate = INT_MAX;
+  int64_t dist = INT64_MAX;
 
-  for (y = 0; y < ymbs; y++) {
-    for (x = 0; x < xmbs; x++) {
-      if (!mi_8x8[y * mis + x]->mbmi.skip_coeff)
-        return 0;
-    }
+  if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
+    return;
+
+  subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0].src_mi->mbmi.sb_type : BLOCK_4X4;
+  partition = partition_lookup[bsl][subsize];
+
+  switch (partition) {
+    case PARTITION_NONE:
+      nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist,
+                          subsize, &pc_tree->none);
+      pc_tree->none.mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+      pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+      pc_tree->none.skip = x->skip;
+      break;
+    case PARTITION_VERT:
+      nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist,
+                          subsize, &pc_tree->vertical[0]);
+      pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+      pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+      pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
+      if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
+        nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + hbs,
+                            &rate, &dist, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
+        pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+        pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+        pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
+        if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
+            *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
+          *totrate += rate;
+          *totdist += dist;
+        }
+      }
+      break;
+    case PARTITION_HORZ:
+      nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist,
+                          subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
+      pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+      pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+      pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
+      if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
+        nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + hbs, mi_col,
+                            &rate, &dist, subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
+        pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
+        pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
+        pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
+        if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
+            *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
+          *totrate += rate;
+          *totdist += dist;
+        }
+      }
+      break;
+    case PARTITION_SPLIT:
+      subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
+      nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col,
+                          subsize, output_enabled, totrate, totdist,
+                          pc_tree->split[0]);
+      nonrd_use_partition(cpi, tile, mi + hbs, tp,
+                          mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
+                          &rate, &dist, pc_tree->split[1]);
+      if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
+          *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
+        *totrate += rate;
+        *totdist += dist;
+      }
+      nonrd_use_partition(cpi, tile, mi + hbs * mis, tp,
+                          mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
+                          &rate, &dist, pc_tree->split[2]);
+      if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
+          *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
+        *totrate += rate;
+        *totdist += dist;
+      }
+      nonrd_use_partition(cpi, tile, mi + hbs * mis + hbs, tp,
+                          mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
+                          &rate, &dist, pc_tree->split[3]);
+      if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
+          *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
+        *totrate += rate;
+        *totdist += dist;
+      }
+      break;
+    default:
+      assert("Invalid partition type.");
+      break;
   }
 
-  return 1;
+  if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled) {
+    if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
+      vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
+                                              *totrate, *totdist);
+    encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
+  }
 }
 
-static void set_txfm_flag(MODE_INFO **mi_8x8, int mis, int ymbs, int xmbs,
-                          TX_SIZE tx_size) {
-  int x, y;
+static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
+                                int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
+  SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  int mi_col;
+
+  // Initialize the left context for the new SB row
+  vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
+  vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
 
-  for (y = 0; y < ymbs; y++) {
-    for (x = 0; x < xmbs; x++)
-      mi_8x8[y * mis + x]->mbmi.tx_size = tx_size;
+  // Code each SB in the row
+  for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
+       mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
+    int dummy_rate = 0;
+    int64_t dummy_dist = 0;
+    const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
+    MODE_INFO *mi = cm->mi + idx_str;
+    MODE_INFO *prev_mi = (cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + idx_str)->src_mi;
+    BLOCK_SIZE bsize;
+    x->in_static_area = 0;
+    x->source_variance = UINT_MAX;
+    vp9_zero(x->pred_mv);
+
+    // Set the partition type of the 64X64 block
+    switch (sf->partition_search_type) {
+      case VAR_BASED_PARTITION:
+        choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
+        nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
+                            1, &dummy_rate, &dummy_dist, cpi->pc_root);
+        break;
+      case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
+        set_source_var_based_partition(cpi, tile, mi, mi_row, mi_col);
+        nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
+                            1, &dummy_rate, &dummy_dist, cpi->pc_root);
+        break;
+      case VAR_BASED_FIXED_PARTITION:
+      case FIXED_PARTITION:
+        bsize = sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION ?
+                sf->always_this_block_size :
+                get_nonrd_var_based_fixed_partition(cpi, mi_row, mi_col);
+        set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi, mi_row, mi_col, bsize);
+        nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
+                            1, &dummy_rate, &dummy_dist, cpi->pc_root);
+        break;
+      case REFERENCE_PARTITION:
+        if (sf->partition_check ||
+            !(x->in_static_area = is_background(cpi, tile, mi_row, mi_col))) {
+          set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
+          auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
+                               &sf->min_partition_size,
+                               &sf->max_partition_size);
+          nonrd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
+                               &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX,
+                               cpi->pc_root);
+        } else {
+          copy_partitioning(cm, mi, prev_mi);
+          nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col,
+                              BLOCK_64X64, 1, &dummy_rate, &dummy_dist,
+                              cpi->pc_root);
+        }
+        break;
+      default:
+        assert(0);
+        break;
+    }
   }
 }
+// end RTC play code
 
-static void reset_skip_txfm_size_b(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO **mi_8x8,
-                                   int mis, TX_SIZE max_tx_size, int bw, int bh,
-                                   int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
+static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
+  const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
+  const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 
-  if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) {
-    return;
-  } else {
-    MB_MODE_INFO * const mbmi = &mi_8x8[0]->mbmi;
-    if (mbmi->tx_size > max_tx_size) {
-      const int ymbs = MIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
-      const int xmbs = MIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
+  const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
+  const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
+  const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
+  const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
 
-      assert(vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP) ||
-             get_skip_flag(mi_8x8, mis, ymbs, xmbs));
-      set_txfm_flag(mi_8x8, mis, ymbs, xmbs, max_tx_size);
+  // Pick cutoff threshold
+  const int cutoff = (MIN(cm->width, cm->height) >= 720) ?
+      (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100) :
+      (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
+  DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int, hist, VAR_HIST_BINS);
+  diff *var16 = cpi->source_diff_var;
+
+  int sum = 0;
+  int i, j;
+
+  vpx_memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
+
+  for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
+    for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
+      vp9_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
+                      &var16->sse, &var16->sum);
+
+      var16->var = var16->sse -
+          (((uint32_t)var16->sum * var16->sum) >> 8);
+
+      if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
+        hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
+      else
+        hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
+
+      src += 16;
+      last_src += 16;
+      var16++;
     }
+
+    src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
+    last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
   }
-}
 
-static void reset_skip_txfm_size_sb(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO **mi_8x8,
-                                    TX_SIZE max_tx_size, int mi_row, int mi_col,
-                                    BLOCK_SIZE bsize) {
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
-  const int mis = cm->mode_info_stride;
-  int bw, bh;
-  const int bs = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize], hbs = bs / 2;
+  cpi->source_var_thresh = 0;
 
-  if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
-    return;
+  if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
+    for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
+      sum += hist[i];
 
-  bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi_8x8[0]->mbmi.sb_type];
-  bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi_8x8[0]->mbmi.sb_type];
-
-  if (bw == bs && bh == bs) {
-    reset_skip_txfm_size_b(cpi, mi_8x8, mis, max_tx_size, bs, bs, mi_row,
-                           mi_col, bsize);
-  } else if (bw == bs && bh < bs) {
-    reset_skip_txfm_size_b(cpi, mi_8x8, mis, max_tx_size, bs, hbs, mi_row,
-                           mi_col, bsize);
-    reset_skip_txfm_size_b(cpi, mi_8x8 + hbs * mis, mis, max_tx_size, bs, hbs,
-                           mi_row + hbs, mi_col, bsize);
-  } else if (bw < bs && bh == bs) {
-    reset_skip_txfm_size_b(cpi, mi_8x8, mis, max_tx_size, hbs, bs, mi_row,
-                           mi_col, bsize);
-    reset_skip_txfm_size_b(cpi, mi_8x8 + hbs, mis, max_tx_size, hbs, bs, mi_row,
-                           mi_col + hbs, bsize);
+      if (sum > cutoff) {
+        cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
+        return 0;
+      }
+    }
+  }
+
+  return sf->search_type_check_frequency;
+}
 
+static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
+
+  if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
+    // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
+    sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
+  } else if (cm->intra_only) {
+    sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
   } else {
-    const BLOCK_SIZE subsize = subsize_lookup[PARTITION_SPLIT][bsize];
-    int n;
+    if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
+      if (cpi->source_diff_var)
+        vpx_free(cpi->source_diff_var);
 
-    assert(bw < bs && bh < bs);
+        CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
+                        vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
+      }
 
-    for (n = 0; n < 4; n++) {
-      const int mi_dc = hbs * (n & 1);
-      const int mi_dr = hbs * (n >> 1);
+    if (!cpi->frames_till_next_var_check)
+      cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
 
-      reset_skip_txfm_size_sb(cpi, &mi_8x8[mi_dr * mis + mi_dc], max_tx_size,
-                              mi_row + mi_dr, mi_col + mi_dc, subsize);
+    if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
+      sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
+      cpi->frames_till_next_var_check--;
     }
   }
 }
 
-static void reset_skip_txfm_size(VP9_COMP *cpi, TX_SIZE txfm_max) {
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
-  int mi_row, mi_col;
-  const int mis = cm->mode_info_stride;
-//  MODE_INFO *mi, *mi_ptr = cm->mi;
-  MODE_INFO **mi_8x8, **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
+static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm) {
+  unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
+  int j;
+
+  for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
+    intra_count += cm->counts.intra_inter[j][0];
+    inter_count += cm->counts.intra_inter[j][1];
+  }
+
+  return (intra_count << 2) < inter_count &&
+         cm->frame_type != KEY_FRAME &&
+         cm->show_frame;
+}
 
-  for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; mi_row += 8, mi_ptr += 8 * mis) {
-    mi_8x8 = mi_ptr;
-    for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; mi_col += 8, mi_8x8 += 8) {
-      reset_skip_txfm_size_sb(cpi, mi_8x8, txfm_max, mi_row, mi_col,
-                              BLOCK_64X64);
+static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
+  const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
+  const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
+  int tile_col, tile_row;
+  TOKENEXTRA *tok = cpi->tok;
+
+  for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
+    for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
+      TileInfo tile;
+      TOKENEXTRA *old_tok = tok;
+      int mi_row;
+
+      vp9_tile_init(&tile, cm, tile_row, tile_col);
+      for (mi_row = tile.mi_row_start; mi_row < tile.mi_row_end;
+           mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
+        if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode && !frame_is_intra_only(cm))
+          encode_nonrd_sb_row(cpi, &tile, mi_row, &tok);
+        else
+          encode_rd_sb_row(cpi, &tile, mi_row, &tok);
+      }
+      cpi->tok_count[tile_row][tile_col] = (unsigned int)(tok - old_tok);
+      assert(tok - cpi->tok <= get_token_alloc(cm->mb_rows, cm->mb_cols));
     }
   }
 }
 
-static int get_frame_type(VP9_COMP *cpi) {
-  int frame_type;
-  if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
-    frame_type = 0;
-  else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
-    frame_type = 3;
-  else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
-    frame_type = 1;
-  else
-    frame_type = 2;
-  return frame_type;
+#if CONFIG_FP_MB_STATS
+static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
+                            VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
+  uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
+      cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
+
+  if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end)
+    return EOF;
+
+  *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
+
+  return 1;
 }
+#endif
 
-static void select_tx_mode(VP9_COMP *cpi) {
-  if (cpi->oxcf.lossless) {
-    cpi->common.tx_mode = ONLY_4X4;
-  } else if (cpi->common.current_video_frame == 0) {
-    cpi->common.tx_mode = TX_MODE_SELECT;
-  } else {
-    if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL) {
-      cpi->common.tx_mode = ALLOW_32X32;
-    } else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD) {
-      int frame_type = get_frame_type(cpi);
-      cpi->common.tx_mode =
-          cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][ALLOW_32X32]
-          > cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][TX_MODE_SELECT] ?
-          ALLOW_32X32 : TX_MODE_SELECT;
-    } else {
-      unsigned int total = 0;
-      int i;
-      for (i = 0; i < TX_SIZES; ++i)
-        total += cpi->tx_stepdown_count[i];
-      if (total) {
-        double fraction = (double)cpi->tx_stepdown_count[0] / total;
-        cpi->common.tx_mode = fraction > 0.90 ? ALLOW_32X32 : TX_MODE_SELECT;
-        // printf("fraction = %f\n", fraction);
-      }  // else keep unchanged
+static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
+  SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
+  RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+
+  xd->mi = cm->mi;
+  xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
+
+  vp9_zero(cm->counts);
+  vp9_zero(cpi->coef_counts);
+  vp9_zero(rd_opt->comp_pred_diff);
+  vp9_zero(rd_opt->filter_diff);
+  vp9_zero(rd_opt->tx_select_diff);
+  vp9_zero(rd_opt->tx_select_threshes);
+
+  xd->lossless = cm->base_qindex == 0 &&
+                 cm->y_dc_delta_q == 0 &&
+                 cm->uv_dc_delta_q == 0 &&
+                 cm->uv_ac_delta_q == 0;
+
+  cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi);
+
+  x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
+  x->itxm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
+
+  if (xd->lossless) {
+    x->optimize = 0;
+    cm->lf.filter_level = 0;
+    cpi->zbin_mode_boost_enabled = 0;
+  }
+
+  vp9_frame_init_quantizer(cpi);
+
+  vp9_initialize_rd_consts(cpi);
+  vp9_initialize_me_consts(cpi, cm->base_qindex);
+  init_encode_frame_mb_context(cpi);
+  set_prev_mi(cm);
+
+  x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
+  vp9_zero(x->skip_txfm);
+  if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
+    // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
+    // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
+    int i;
+    struct macroblock_plane *const p = x->plane;
+    struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
+    PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->pc_root->none;
+
+    for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
+      p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
+      p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
+      pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
+      p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
     }
+    vp9_zero(x->zcoeff_blk);
+
+    if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
+      source_var_based_partition_search_method(cpi);
+  }
+
+  {
+    struct vpx_usec_timer emr_timer;
+    vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
+
+#if CONFIG_FP_MB_STATS
+  if (cpi->use_fp_mb_stats) {
+    input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
+                     &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
+  }
+#endif
+
+    encode_tiles(cpi);
+
+    vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
+    cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
+  }
+
+  sf->skip_encode_frame = sf->skip_encode_sb ? get_skip_encode_frame(cm) : 0;
+
+#if 0
+  // Keep record of the total distortion this time around for future use
+  cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
+#endif
+}
+
+static INTERP_FILTER get_interp_filter(
+    const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
+  if (!is_alt_ref &&
+      threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
+      threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
+      threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
+    return EIGHTTAP_SMOOTH;
+  } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
+             threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
+    return EIGHTTAP_SHARP;
+  } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
+    return EIGHTTAP;
+  } else {
+    return SWITCHABLE;
   }
 }
 
 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
 
   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
@@ -2325,10 +3405,10 @@ void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
   // the other two.
   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
-    if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME]
-         == cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME])
-        || (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME]
-            == cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
+    if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
+             cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
+        (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
+             cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
       cm->allow_comp_inter_inter = 0;
     } else {
       cm->allow_comp_inter_inter = 1;
@@ -2338,87 +3418,55 @@ void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
     }
   }
 
-  if (cpi->sf.RD) {
+  if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
     int i;
-    REFERENCE_MODE reference_mode;
-    INTERPOLATION_TYPE filter_type;
-    /*
-     * This code does a single RD pass over the whole frame assuming
-     * either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
-     * worked best for that type of frame in the past.
-     * It also predicts whether another coding mode would have worked
-     * better that this coding mode. If that is the case, it remembers
-     * that for subsequent frames.
-     * It does the same analysis for transform size selection also.
-     */
-    const int frame_type = get_frame_type(cpi);
-    const int64_t *mode_thresh = cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type];
-    const int64_t *filter_thresh = cpi->rd_filter_threshes[frame_type];
+
+    // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
+    // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
+    // worked best for that type of frame in the past.
+    // It also predicts whether another coding mode would have worked
+    // better that this coding mode. If that is the case, it remembers
+    // that for subsequent frames.
+    // It does the same analysis for transform size selection also.
+    const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
+    int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
+    int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
+    int *const tx_thrs = rd_opt->tx_select_threshes[frame_type];
+    const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
 
     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
-    if (frame_type == 3 || !cm->allow_comp_inter_inter)
-      reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
-    else if (mode_thresh[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thresh[SINGLE_REFERENCE] &&
-             mode_thresh[COMPOUND_REFERENCE] >
-                 mode_thresh[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
+    if (is_alt_ref || !cm->allow_comp_inter_inter)
+      cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
+    else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
+             mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] >
+                 mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
              check_dual_ref_flags(cpi) &&
              cpi->static_mb_pct == 100)
-      reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
-    else if (mode_thresh[SINGLE_REFERENCE] > mode_thresh[REFERENCE_MODE_SELECT])
-      reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
+      cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
+    else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
+      cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
     else
-      reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
-
-    /* filter type selection */
-    // FIXME(rbultje) for some odd reason, we often select smooth_filter
-    // as default filter for ARF overlay frames. This is a REALLY BAD
-    // IDEA so we explicitly disable it here.
-    if (frame_type != 3 &&
-        filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[EIGHTTAP] &&
-        filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] &&
-        filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
-      filter_type = EIGHTTAP_SMOOTH;
-    } else if (filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] > filter_thresh[EIGHTTAP] &&
-               filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
-      filter_type = EIGHTTAP_SHARP;
-    } else if (filter_thresh[EIGHTTAP] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
-      filter_type = EIGHTTAP;
-    } else {
-      filter_type = SWITCHABLE;
-    }
+      cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
 
-    cpi->mb.e_mbd.lossless = cpi->oxcf.lossless;
+    if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
+      cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
 
-    /* transform size selection (4x4, 8x8, 16x16 or select-per-mb) */
-    select_tx_mode(cpi);
-    cpi->common.reference_mode = reference_mode;
-    cpi->common.mcomp_filter_type = filter_type;
     encode_frame_internal(cpi);
 
-    for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i) {
-      const int diff = (int) (cpi->rd_comp_pred_diff[i] / cpi->common.MBs);
-      cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type][i] += diff;
-      cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type][i] >>= 1;
-    }
+    for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
+      mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rd_opt->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
 
-    for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; i++) {
-      const int64_t diff = cpi->rd_filter_diff[i] / cpi->common.MBs;
-      cpi->rd_filter_threshes[frame_type][i] =
-          (cpi->rd_filter_threshes[frame_type][i] + diff) / 2;
-    }
+    for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
+      filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rd_opt->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
 
     for (i = 0; i < TX_MODES; ++i) {
-      int64_t pd = cpi->rd_tx_select_diff[i];
-      int diff;
+      int64_t pd = rd_opt->tx_select_diff[i];
       if (i == TX_MODE_SELECT)
-        pd -= RDCOST(cpi->mb.rdmult, cpi->mb.rddiv,
-                     2048 * (TX_SIZES - 1), 0);
-      diff = (int) (pd / cpi->common.MBs);
-      cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][i] += diff;
-      cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][i] /= 2;
+        pd -= RDCOST(cpi->mb.rdmult, cpi->mb.rddiv, 2048 * (TX_SIZES - 1), 0);
+      tx_thrs[i] = (tx_thrs[i] + (int)(pd / cm->MBs)) / 2;
     }
 
-    if (cpi->common.reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
+    if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
       int single_count_zero = 0;
       int comp_count_zero = 0;
 
@@ -2428,15 +3476,15 @@ void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
       }
 
       if (comp_count_zero == 0) {
-        cpi->common.reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
+        cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
         vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
       } else if (single_count_zero == 0) {
-        cpi->common.reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
+        cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
         vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
       }
     }
 
-    if (cpi->common.tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
+    if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
       int count4x4 = 0;
       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
@@ -2456,67 +3504,47 @@ void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
         count32x32 += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_32X32];
       }
 
-      if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0
-          && count32x32 == 0) {
-        cpi->common.tx_mode = ALLOW_8X8;
-        reset_skip_txfm_size(cpi, TX_8X8);
-      } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0
-                 && count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
-        cpi->common.tx_mode = ONLY_4X4;
-        reset_skip_txfm_size(cpi, TX_4X4);
+      if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
+          count32x32 == 0) {
+        cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
+        reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
+      } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
+                 count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
+        cm->tx_mode = ONLY_4X4;
+        reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
-        cpi->common.tx_mode = ALLOW_32X32;
+        cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
-        cpi->common.tx_mode = ALLOW_16X16;
-        reset_skip_txfm_size(cpi, TX_16X16);
+        cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
+        reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
       }
     }
   } else {
+    cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
     encode_frame_internal(cpi);
   }
 }
 
-static void sum_intra_stats(VP9_COMMON *cm, const MODE_INFO *mi) {
-  const MB_PREDICTION_MODE y_mode = mi->mbmi.mode;
-  const MB_PREDICTION_MODE uv_mode = mi->mbmi.uv_mode;
+static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
+  const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mbmi.mode;
+  const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->mbmi.uv_mode;
   const BLOCK_SIZE bsize = mi->mbmi.sb_type;
 
-  ++cm->counts.uv_mode[y_mode][uv_mode];
-
   if (bsize < BLOCK_8X8) {
     int idx, idy;
-    const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
-    const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
-    for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_blocks_high)
-      for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_blocks_wide)
-        ++cm->counts.y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
+    const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
+    const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
+    for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
+      for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
+        ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
   } else {
-    ++cm->counts.y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
+    ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
   }
-}
-
-// Experimental stub function to create a per MB zbin adjustment based on
-// some previously calculated measure of MB activity.
-static void adjust_act_zbin(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
-#if USE_ACT_INDEX
-  x->act_zbin_adj = *(x->mb_activity_ptr);
-#else
-  int64_t a;
-  int64_t b;
-  int64_t act = *(x->mb_activity_ptr);
-
-  // Apply the masking to the RD multiplier.
-  a = act + 4 * cpi->activity_avg;
-  b = 4 * act + cpi->activity_avg;
 
-  if (act > cpi->activity_avg)
-    x->act_zbin_adj = (int) (((int64_t) b + (a >> 1)) / a) - 1;
-  else
-    x->act_zbin_adj = 1 - (int) (((int64_t) a + (b >> 1)) / b);
-#endif
+  ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
 }
 
-static int get_zbin_mode_boost(MB_MODE_INFO *mbmi, int enabled) {
+static int get_zbin_mode_boost(const MB_MODE_INFO *mbmi, int enabled) {
   if (enabled) {
     if (is_inter_block(mbmi)) {
       if (mbmi->mode == ZEROMV) {
@@ -2535,92 +3563,75 @@ static int get_zbin_mode_boost(MB_MODE_INFO *mbmi, int enabled) {
 }
 
 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
-                              int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
-  VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
-  MACROBLOCK * const x = &cpi->mb;
-  MACROBLOCKD * const xd = &x->e_mbd;
-  MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi_8x8;
-  MODE_INFO *mi = mi_8x8[0];
+                              int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
+                              PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
+  VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
+  MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
+  MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
+  MODE_INFO *mi_8x8 = xd->mi;
+  MODE_INFO *mi = mi_8x8;
   MB_MODE_INFO *mbmi = &mi->mbmi;
-  PICK_MODE_CONTEXT *ctx = get_block_context(x, bsize);
-  unsigned int segment_id = mbmi->segment_id;
-  const int mis = cm->mode_info_stride;
+  const int seg_skip = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
+                                             SEG_LVL_SKIP);
+  const int mis = cm->mi_stride;
   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
-  x->skip_recode = !x->select_txfm_size && mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
-                   (cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ);
+
+  x->skip_recode = !x->select_tx_size && mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
+                   cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
+                   cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
+                   cpi->sf.allow_skip_recode;
+
+  if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
+    vpx_memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
+
   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
   ctx->is_coded = 1;
   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
+
   if (x->skip_encode)
     return;
 
-  if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
-    if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
-      adjust_act_zbin(cpi, x);
-      vp9_update_zbin_extra(cpi, x);
-    }
-  } else {
-    vp9_setup_interp_filters(xd, mbmi->interp_filter, cm);
+  set_ref_ptrs(cm, xd, mbmi->ref_frame[0], mbmi->ref_frame[1]);
 
-    if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
-      // Adjust the zbin based on this MB rate.
-      adjust_act_zbin(cpi, x);
-    }
-
-    // Experimental code. Special case for gf and arf zeromv modes.
-    // Increase zbin size to suppress noise
-    cpi->zbin_mode_boost = get_zbin_mode_boost(mbmi,
-                                               cpi->zbin_mode_boost_enabled);
-    vp9_update_zbin_extra(cpi, x);
-  }
+  // Experimental code. Special case for gf and arf zeromv modes.
+  // Increase zbin size to suppress noise
+  cpi->zbin_mode_boost = get_zbin_mode_boost(mbmi,
+                                             cpi->zbin_mode_boost_enabled);
+  vp9_update_zbin_extra(cpi, x);
 
   if (!is_inter_block(mbmi)) {
-    vp9_encode_intra_block_y(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
-    vp9_encode_intra_block_uv(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
+    int plane;
+    mbmi->skip = 1;
+    for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
+      vp9_encode_intra_block_plane(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8), plane);
     if (output_enabled)
-      sum_intra_stats(cm, mi);
+      sum_intra_stats(&cm->counts, mi);
+    vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
   } else {
-    int idx = cm->ref_frame_map[get_ref_frame_idx(cpi, mbmi->ref_frame[0])];
-    YV12_BUFFER_CONFIG *ref_fb = &cm->yv12_fb[idx];
-    YV12_BUFFER_CONFIG *second_ref_fb = NULL;
-    if (has_second_ref(mbmi)) {
-      idx = cm->ref_frame_map[get_ref_frame_idx(cpi, mbmi->ref_frame[1])];
-      second_ref_fb = &cm->yv12_fb[idx];
+    int ref;
+    const int is_compound = has_second_ref(mbmi);
+    for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
+      YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi,
+                                                     mbmi->ref_frame[ref]);
+      vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
+                           &xd->block_refs[ref]->sf);
     }
+    if (!cpi->sf.reuse_inter_pred_sby || seg_skip)
+      vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
 
-    assert(cm->frame_type != KEY_FRAME);
-
-    setup_pre_planes(xd, 0, ref_fb, mi_row, mi_col, xd->scale_factors[0]);
-    setup_pre_planes(xd, 1, second_ref_fb, mi_row, mi_col,
-                     xd->scale_factors[1]);
+    vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
 
-    vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
-  }
-
-  if (!is_inter_block(mbmi)) {
-    vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
-  } else if (!x->skip) {
     vp9_encode_sb(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
     vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
-  } else {
-    int mb_skip_context = xd->left_available ? mi_8x8[-1]->mbmi.skip_coeff : 0;
-    mb_skip_context += mi_8x8[-mis] ? mi_8x8[-mis]->mbmi.skip_coeff : 0;
-
-    mbmi->skip_coeff = 1;
-    if (output_enabled)
-      cm->counts.mbskip[mb_skip_context][1]++;
-    reset_skip_context(xd, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
   }
 
   if (output_enabled) {
     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
         mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8  &&
-        !(is_inter_block(mbmi) &&
-            (mbmi->skip_coeff ||
-             vp9_segfeature_active(&cm->seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP)))) {
+        !(is_inter_block(mbmi) && (mbmi->skip || seg_skip))) {
       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], vp9_get_tx_size_context(xd),
                       &cm->counts.tx)[mbmi->tx_size];
     } else {
@@ -2637,7 +3648,7 @@ static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
       for (y = 0; y < mi_height; y++)
         for (x = 0; x < mi_width; x++)
           if (mi_col + x < cm->mi_cols && mi_row + y < cm->mi_rows)
-            mi_8x8[mis * y + x]->mbmi.tx_size = tx_size;
+            mi_8x8[mis * y + x].src_mi->mbmi.tx_size = tx_size;
     }
   }
 }