]> wimlib.net Git - wimlib/blobdiff - src/lzx-compress.c
lzx-compress.c: Rename lzx_match => lzx_item
[wimlib] / src / lzx-compress.c
index ea55fca42f9ab24ae3c87373328ac2b750344af6..190a729303fc041e18b43a51a1ac5e60ed52a37c 100644 (file)
@@ -1,11 +1,9 @@
 /*
  * lzx-compress.c
- *
- * LZX compression routines
  */
 
 /*
- * Copyright (C) 2012, 2013 Eric Biggers
+ * Copyright (C) 2012, 2013, 2014 Eric Biggers
  *
  * This file is part of wimlib, a library for working with WIM files.
  *
 
 
 /*
- * This file contains a compressor for the LZX compression format, as used in
- * the WIM file format.
+ * This file contains a compressor for the LZX ("Lempel-Ziv eXtended"?)
+ * compression format, as used in the WIM (Windows IMaging) file format.  This
+ * code may need some slight modifications to be used outside of the WIM format.
+ * In particular, in other situations the LZX block header might be slightly
+ * different, and a sliding window rather than a fixed-size window might be
+ * required.
+ *
+ * ----------------------------------------------------------------------------
  *
- * Format
- * ======
+ *                              Format Overview
  *
- * First, the primary reference for the LZX compression format is the
- * specification released by Microsoft.
+ * The primary reference for LZX is the specification released by Microsoft.
+ * However, the comments in lzx-decompress.c provide more information about LZX
+ * and note some errors in the Microsoft specification.
  *
- * Second, the comments in lzx-decompress.c provide some more information about
- * the LZX compression format, including errors in the Microsoft specification.
+ * LZX shares many similarities with DEFLATE, the format used by zlib and gzip.
+ * Both LZX and DEFLATE use LZ77 matching and Huffman coding.  Certain details
+ * are quite similar, such as the method for storing Huffman codes.  However,
+ * the main differences are:
  *
- * Do note that LZX shares many similarities with DEFLATE, the algorithm used by
- * zlib and gzip.  Both LZX and DEFLATE use LZ77 matching and Huffman coding,
- * and certain other details are quite similar, such as the method for storing
- * Huffman codes.  However, some of the main differences are:
+ * - LZX preprocesses the data to attempt to make x86 machine code slightly more
+ *   compressible before attempting to compress it further.
  *
- * - LZX preprocesses the data before attempting to compress it.
  * - LZX uses a "main" alphabet which combines literals and matches, with the
  *   match symbols containing a "length header" (giving all or part of the match
- *   length) and a "position footer" (giving, roughly speaking, the order of
+ *   length) and a "position slot" (giving, roughly speaking, the order of
  *   magnitude of the match offset).
- * - LZX does not have static Huffman blocks; however it does have two types of
- *   dynamic Huffman blocks ("aligned offset" and "verbatim").
- * - LZX has a minimum match length of 2 rather than 3.
- * - In LZX, match offsets 0 through 2 actually represent entries in a LRU queue
- *   of match offsets.
- *
- * Algorithms
- * ==========
- *
- * There are actually two distinct overall algorithms implemented here.  We
- * shall refer to them as the "slow" algorithm and the "fast" algorithm.  The
- * "slow" algorithm spends more time compressing to achieve a higher compression
- * ratio compared to the "fast" algorithm.  More details are presented below.
- *
- * Slow algorithm
- * --------------
- *
- * The "slow" algorithm to generate LZX-compressed data is roughly as follows:
- *
- * 1. Preprocess the input data to translate the targets of x86 call instructions
- *    to absolute offsets.
- *
- * 2. Determine the best known sequence of LZ77 matches ((offset, length) pairs)
- *    and literal bytes to divide the input into.  Raw match-finding is done
- *    using a very clever binary tree search based on the "Bt3" algorithm from
- *    7-Zip.  Parsing, or match-choosing, is solved essentially as a
- *    minimum-cost path problem, but using a heuristic forward search based on
- *    the Deflate encoder from 7-Zip rather than a more intuitive backward
- *    search, the latter of which would naively require that all matches be
- *    found.  This heuristic search, as well as other heuristics such as limits
- *    on the matches considered, considerably speed up this part of the
- *    algorithm, which is the main bottleneck.  Finally, after matches and
- *    literals are chosen, the needed Huffman codes needed to output them are
- *    built.
- *
- * 3. Up to a certain number of iterations, use the resulting Huffman codes to
- *    refine a cost model and go back to Step #2 to determine an improved
- *    sequence of matches and literals.
- *
- * 4. Up to a certain depth, try splitting the current block to see if the
- *    compression ratio can be improved.  This may be the case if parts of the
- *    input differ greatly from each other and could benefit from different
- *    Huffman codes.
- *
- * 5. Output the resulting block(s) using the match/literal sequences and the
- *    Huffman codes that were computed for each block.
- *
- * Fast algorithm
- * --------------
- *
- * The fast algorithm (and the only one available in wimlib v1.5.1 and earlier)
- * spends much less time on the main bottlenecks of the compression process ---
- * that is the match finding, match choosing, and block splitting.  Matches are
- * found and chosen with hash chains using a greedy parse with one position of
- * look-ahead.  No block splitting is done; only compressing the full input into
- * an aligned offset block is considered.
- *
- * API
- * ===
- *
- * The old API (retained for backward compatibility) consists of just one function:
  *
- *     wimlib_lzx_compress()
+ * - LZX does not have static Huffman blocks (that is, the kind with preset
+ *   Huffman codes); however it does have two types of dynamic Huffman blocks
+ *   ("verbatim" and "aligned").
  *
- * The new compressor has more potential parameters and needs more memory, so
- * the new API ties up memory allocations and compression parameters into a
- * context:
- *
- *     wimlib_lzx_alloc_context()
- *     wimlib_lzx_compress2()
- *     wimlib_lzx_free_context()
- *
- * Both wimlib_lzx_compress() and wimlib_lzx_compress2() are designed to
- * compress an in-memory buffer of up to 32768 bytes.  There is no sliding
- * window.  This is suitable for the WIM format, which uses fixed-size chunks
- * that are seemingly always 32768 bytes.  If needed, the compressor potentially
- * could be extended to support a larger and/or sliding window.
- *
- * Both wimlib_lzx_compress() and wimlib_lzx_compress2() return 0 if the data
- * could not be compressed to less than the size of the uncompressed data.
- * Again, this is suitable for the WIM format, which stores such data chunks
- * uncompressed.
- *
- * The functions in this API are exported from the library, although this is
- * only in case other programs happen to have uses for it other than WIM
- * reading/writing as already handled through the rest of the library.
- *
- * Acknowledgments
- * ===============
- *
- * Acknowledgments to several other open-source projects that made it possible
- * to implement this code:
- *
- * - 7-Zip (author: Igor Pavlov), for the binary tree match-finding
- *   algorithm, the heuristic near-optimal forward match-choosing
- *   algorithm, and the block splitting algorithm.
- *
- * - zlib (author: Jean-loup Gailly and Mark Adler), for the hash table
- *   match-finding algorithm.
+ * - LZX has a minimum match length of 2 rather than 3.
  *
- * - lzx-compress (author: Matthew T. Russotto), on which some parts of this
- *   code were originally based.
+ * - In LZX, match offsets 0 through 2 actually represent entries in an LRU
+ *   queue of match offsets.  This is very useful for certain types of files,
+ *   such as binary files that have repeating records.
+ *
+ * ----------------------------------------------------------------------------
+ *
+ *                           Algorithmic Overview
+ *
+ * At a high level, any implementation of LZX compression must operate as
+ * follows:
+ *
+ * 1. Preprocess the input data to translate the targets of 32-bit x86 call
+ *    instructions to absolute offsets.  (Actually, this is required for WIM,
+ *    but might not be in other places LZX is used.)
+ *
+ * 2. Find a sequence of LZ77-style matches and literal bytes that expands to
+ *    the preprocessed data.
+ *
+ * 3. Divide the match/literal sequence into one or more LZX blocks, each of
+ *    which may be "uncompressed", "verbatim", or "aligned".
+ *
+ * 4. Output each LZX block.
+ *
+ * Step (1) is fairly straightforward.  It requires looking for 0xe8 bytes in
+ * the input data and performing a translation on the 4 bytes following each
+ * one.
+ *
+ * Step (4) is complicated, but it is mostly determined by the LZX format.  The
+ * only real choice we have is what algorithm to use to build the length-limited
+ * canonical Huffman codes.  See lzx_write_all_blocks() for details.
+ *
+ * That leaves steps (2) and (3) as where all the hard stuff happens.  Focusing
+ * on step (2), we need to do LZ77-style parsing on the input data, or "window",
+ * to divide it into a sequence of matches and literals.  Each position in the
+ * window might have multiple matches associated with it, and we need to choose
+ * which one, if any, to actually use.  Therefore, the problem can really be
+ * divided into two areas of concern: (a) finding matches at a given position,
+ * which we shall call "match-finding", and (b) choosing whether to use a
+ * match or a literal at a given position, and if using a match, which one (if
+ * there is more than one available).  We shall call this "match-choosing".  We
+ * first consider match-finding, then match-choosing.
+ *
+ * ----------------------------------------------------------------------------
+ *
+ *                              Match-finding
+ *
+ * Given a position in the window, we want to find LZ77-style "matches" with
+ * that position at previous positions in the window.  With LZX, the minimum
+ * match length is 2 and the maximum match length is 257.  The only restriction
+ * on offsets is that LZX does not allow the last 2 bytes of the window to match
+ * the the beginning of the window.
+ *
+ * Depending on how good a compression ratio we want (see the "Match-choosing"
+ * section), we may want to find: (a) all matches, or (b) just the longest
+ * match, or (c) just some "promising" matches that we are able to find quickly,
+ * or (d) just the longest match that we're able to find quickly.  Below we
+ * introduce the match-finding methods that the code currently uses or has
+ * previously used:
+ *
+ * - Hash chains.  Maintain a table that maps hash codes, computed from
+ *   fixed-length byte sequences, to linked lists containing previous window
+ *   positions.  To search for matches, compute the hash for the current
+ *   position in the window and search the appropriate hash chain.  When
+ *   advancing to the next position, prepend the current position to the
+ *   appropriate hash list.  This is a good approach for producing matches with
+ *   stategy (d) and is useful for fast compression.  Therefore, we provide an
+ *   option to use this method for LZX compression.  See lz_hash.c for the
+ *   implementation.
+ *
+ * - Binary trees.  Similar to hash chains, but each hash bucket contains a
+ *   binary tree of previous window positions rather than a linked list.  This
+ *   is a good approach for producing matches with stategy (c) and is useful for
+ *   achieving a good compression ratio.  Therefore, we provide an option to use
+ *   this method; see lz_bt.c for the implementation.
+ *
+ * - Suffix arrays.  This code previously used this method to produce matches
+ *   with stategy (c), but I've dropped it because it was slower than the binary
+ *   trees approach, used more memory, and did not improve the compression ratio
+ *   enough to compensate.  Download wimlib v1.6.2 if you want the code.
+ *   However, the suffix array method was basically as follows.  Build the
+ *   suffix array for the entire window.  The suffix array contains each
+ *   possible window position, sorted by the lexicographic order of the strings
+ *   that begin at those positions.  Find the matches at a given position by
+ *   searching the suffix array outwards, in both directions, from the suffix
+ *   array slot for that position.  This produces the longest matches first, but
+ *   "matches" that actually occur at later positions in the window must be
+ *   skipped.  To do this skipping, use an auxiliary array with dynamically
+ *   constructed linked lists.  Also, use the inverse suffix array to quickly
+ *   find the suffix array slot for a given position without doing a binary
+ *   search.
+ *
+ * ----------------------------------------------------------------------------
+ *
+ *                              Match-choosing
+ *
+ * Usually, choosing the longest match is best because it encodes the most data
+ * in that one item.  However, sometimes the longest match is not optimal
+ * because (a) choosing a long match now might prevent using an even longer
+ * match later, or (b) more generally, what we actually care about is the number
+ * of bits it will ultimately take to output each match or literal, which is
+ * actually dependent on the entropy encoding using by the underlying
+ * compression format.  Consequently, a longer match usually, but not always,
+ * takes fewer bits to encode than multiple shorter matches or literals that
+ * cover the same data.
+ *
+ * This problem of choosing the truly best match/literal sequence is probably
+ * impossible to solve efficiently when combined with entropy encoding.  If we
+ * knew how many bits it takes to output each match/literal, then we could
+ * choose the optimal sequence using shortest-path search a la Dijkstra's
+ * algorithm.  However, with entropy encoding, the chosen match/literal sequence
+ * affects its own encoding.  Therefore, we can't know how many bits it will
+ * take to actually output any one match or literal until we have actually
+ * chosen the full sequence of matches and literals.
+ *
+ * Notwithstanding the entropy encoding problem, we also aren't guaranteed to
+ * choose the optimal match/literal sequence unless the match-finder (see
+ * section "Match-finder") provides the match-chooser with all possible matches
+ * at each position.  However, this is not computationally efficient.  For
+ * example, there might be many matches of the same length, and usually (but not
+ * always) the best choice is the one with the smallest offset.  So in practice,
+ * it's fine to only consider the smallest offset for a given match length at a
+ * given position.  (Actually, for LZX, it's also worth considering repeat
+ * offsets.)
+ *
+ * In addition, as mentioned earlier, in LZX we have the choice of using
+ * multiple blocks, each of which resets the Huffman codes.  This expands the
+ * search space even further.  Therefore, to simplify the problem, we currently
+ * we don't attempt to actually choose the LZX blocks based on the data.
+ * Instead, we just divide the data into fixed-size blocks of LZX_DIV_BLOCK_SIZE
+ * bytes each, and always use verbatim or aligned blocks (never uncompressed).
+ * A previous version of this code recursively split the input data into
+ * equal-sized blocks, up to a maximum depth, and chose the lowest-cost block
+ * divisions.  However, this made compression much slower and did not actually
+ * help very much.  It remains an open question whether a sufficiently fast and
+ * useful block-splitting algorithm is possible for LZX.  Essentially the same
+ * problem also applies to DEFLATE.  The Microsoft LZX compressor seemingly does
+ * do block splitting, although I don't know how fast or useful it is,
+ * specifically.
+ *
+ * Now, back to the entropy encoding problem.  The "solution" is to use an
+ * iterative approach to compute a good, but not necessarily optimal,
+ * match/literal sequence.  Start with a fixed assignment of symbol costs and
+ * choose an "optimal" match/literal sequence based on those costs, using
+ * shortest-path seach a la Dijkstra's algorithm.  Then, for each iteration of
+ * the optimization, update the costs based on the entropy encoding of the
+ * current match/literal sequence, then choose a new match/literal sequence
+ * based on the updated costs.  Usually, the actual cost to output the current
+ * match/literal sequence will decrease in each iteration until it converges on
+ * a fixed point.  This result may not be the truly optimal match/literal
+ * sequence, but it usually is much better than one chosen by doing a "greedy"
+ * parse where we always chooe the longest match.
+ *
+ * An alternative to both greedy parsing and iterative, near-optimal parsing is
+ * "lazy" parsing.  Briefly, "lazy" parsing considers just the longest match at
+ * each position, but it waits to choose that match until it has also examined
+ * the next position.  This is actually a useful approach; it's used by zlib,
+ * for example.  Therefore, for fast compression we combine lazy parsing with
+ * the hash chain max-finder.  For normal/high compression we combine
+ * near-optimal parsing with the binary tree match-finder.
+ *
+ * Anyway, if you've read through this comment, you hopefully should have a
+ * better idea of why things are done in a certain way in this LZX compressor,
+ * as well as in other compressors for LZ77-based formats (including third-party
+ * ones).  In my opinion, the phrase "compression algorithm" is often mis-used
+ * in place of "compression format",  since there can be many different
+ * algorithms that all generate compressed data in the same format.  The
+ * challenge is to design an algorithm that is efficient but still gives a good
+ * compression ratio.
  */
 
 #ifdef HAVE_CONFIG_H
 #endif
 
 #include "wimlib.h"
-#include "wimlib/compress.h"
+#include "wimlib/compressor_ops.h"
+#include "wimlib/compress_common.h"
+#include "wimlib/endianness.h"
 #include "wimlib/error.h"
+#include "wimlib/lz.h"
+#include "wimlib/lz_hash.h"
+#include "wimlib/lz_bt.h"
 #include "wimlib/lzx.h"
 #include "wimlib/util.h"
+#include <string.h>
 
 #ifdef ENABLE_LZX_DEBUG
-#  include <wimlib/decompress.h>
+#  include "wimlib/decompress_common.h"
 #endif
 
-#include <string.h>
-
-/* Experimental parameters not exposed through the API  */
-#define LZX_PARAM_OPTIM_ARRAY_SIZE     1024
-#define LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU      1
-#define LZX_PARAM_DONT_SKIP_MATCHES    0
-#define LZX_PARAM_USE_EMPIRICAL_DEFAULT_COSTS 1
+#define LZX_OPTIM_ARRAY_SIZE   4096
 
-/* Currently, this constant can't simply be changed because the code currently
- * uses a static number of position slots (and may make other assumptions as
- * well).  */
-#define LZX_MAX_WINDOW_SIZE    32768
+#define LZX_DIV_BLOCK_SIZE     32768
 
-/* This may be WIM-specific  */
-#define LZX_DEFAULT_BLOCK_SIZE  32768
+#define LZX_CACHE_PER_POS      8
 
-#define LZX_LZ_HASH_BITS       15
-#define LZX_LZ_HASH_SIZE       (1 << LZX_LZ_HASH_BITS)
-#define LZX_LZ_HASH_MASK       (LZX_LZ_HASH_SIZE - 1)
-#define LZX_LZ_HASH_SHIFT      5
+#define LZX_CACHE_LEN (LZX_DIV_BLOCK_SIZE * (LZX_CACHE_PER_POS + 1))
+#define LZX_CACHE_SIZE (LZX_CACHE_LEN * sizeof(struct raw_match))
+#define LZX_MAX_MATCHES_PER_POS (LZX_MAX_MATCH_LEN - LZX_MIN_MATCH_LEN + 1)
 
 /* Codewords for the LZX main, length, and aligned offset Huffman codes  */
 struct lzx_codewords {
-       u16 main[LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS];
-       u16 len[LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS];
-       u16 aligned[LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS];
+       u32 main[LZX_MAINCODE_MAX_NUM_SYMBOLS];
+       u32 len[LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS];
+       u32 aligned[LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS];
 };
 
-/* Lengths for the LZX main, length, and aligned offset Huffman codes  */
+/* Codeword lengths (in bits) for the LZX main, length, and aligned offset
+ * Huffman codes.
+ *
+ * A 0 length means the codeword has zero frequency.
+ */
 struct lzx_lens {
-       u8 main[LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS];
-       u8 len[LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS];
-       u8 aligned[LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS];
+       u8 main[LZX_MAINCODE_MAX_NUM_SYMBOLS];
+       u8 len[LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS];
+       u8 aligned[LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS];
+};
+
+/* Costs for the LZX main, length, and aligned offset Huffman symbols.
+ *
+ * If a codeword has zero frequency, it must still be assigned some nonzero cost
+ * --- generally a high cost, since even if it gets used in the next iteration,
+ * it probably will not be used very times.  */
+struct lzx_costs {
+       u8 main[LZX_MAINCODE_MAX_NUM_SYMBOLS];
+       u8 len[LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS];
+       u8 aligned[LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS];
 };
 
 /* The LZX main, length, and aligned offset Huffman codes  */
@@ -208,13 +294,13 @@ struct lzx_codes {
 
 /* Tables for tallying symbol frequencies in the three LZX alphabets  */
 struct lzx_freqs {
-       freq_t main[LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS];
-       freq_t len[LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS];
-       freq_t aligned[LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS];
+       input_idx_t main[LZX_MAINCODE_MAX_NUM_SYMBOLS];
+       input_idx_t len[LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS];
+       input_idx_t aligned[LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS];
 };
 
 /* LZX intermediate match/literal format  */
-struct lzx_match {
+struct lzx_item {
        /* Bit     Description
         *
         * 31      1 if a match, 0 if a literal.
@@ -224,298 +310,254 @@ struct lzx_match {
         *
         * 8-24    position footer.  This is the offset of the real formatted
         *         offset from the position base.  This can be at most 17 bits
-        *         (since lzx_extra_bits[LZX_NUM_POSITION_SLOTS - 1] is 17).
+        *         (since lzx_extra_bits[LZX_MAX_POSITION_SLOTS - 1] is 17).
         *
         * 0-7     length of match, minus 2.  This can be at most
-        *         (LZX_MAX_MATCH - 2) == 255, so it will fit in 8 bits.  */
+        *         (LZX_MAX_MATCH_LEN - 2) == 255, so it will fit in 8 bits.  */
        u32 data;
 };
 
-/* Raw LZ match/literal format: just a length and offset.
- *
- * The length is the number of bytes of the match, and the offset is the number
- * of bytes back in the input the match is from the matched text.
- *
- * If @len < LZX_MIN_MATCH, then it's really just a literal byte and @offset is
- * meaningless.  */
-struct raw_match {
-       u16 len;
-       u16 offset;
-};
-
-/* Specification for a LZX block  */
+/* Specification for an LZX block.  */
 struct lzx_block_spec {
 
-       /* Set to 1 if this block has been split (in two --- we only considser
-        * binary splits).  In such cases the rest of the fields are
-        * unimportant, since the relevant information is rather in the
-        * structures for the sub-blocks.  */
-       u8 is_split : 1;
-
        /* One of the LZX_BLOCKTYPE_* constants indicating which type of this
         * block.  */
-       u8 block_type : 2;
+       int block_type;
 
        /* 0-based position in the window at which this block starts.  */
-       u16 window_pos;
+       input_idx_t window_pos;
 
        /* The number of bytes of uncompressed data this block represents.  */
-       u16 block_size;
+       input_idx_t block_size;
 
-       /* The position in the 'chosen_matches' array in the `struct
-        * lzx_compressor' at which the match/literal specifications for
-        * this block begin.  */
-       unsigned chosen_matches_start_pos;
+       /* The match/literal sequence for this block.  */
+       struct lzx_item *chosen_items;
 
-       /* The number of match/literal specifications for this block.  */
-       u16 num_chosen_matches;
+       /* The length of the @chosen_items sequence.  */
+       input_idx_t num_chosen_items;
 
        /* Huffman codes for this block.  */
        struct lzx_codes codes;
 };
 
-/*
- * An array of these structures is used during the match-choosing algorithm.
- * They correspond to consecutive positions in the window and are used to keep
- * track of the cost to reach each position, and the match/literal choices that
- * need to be chosen to reach that position.
- */
-struct lzx_optimal {
-       /* The approximate minimum cost, in bits, to reach this position in the
-        * window which has been found so far.  */
-       u32 cost;
-
-       /* The union here is just for clarity, since the fields are used in two
-        * slightly different ways.  Initially, the @prev structure is filled in
-        * first, and links go from later in the window to earlier in the
-        * window.  Later, @next structure is filled in and links go from
-        * earlier in the window to later in the window.  */
-       union {
-               struct {
-                       /* Position of the start of the match or literal that
-                        * was taken to get to this position in the approximate
-                        * minimum-cost parse.  */
-                       u16 link;
-
-                       /* Offset (as in a LZ (length, offset) pair) of the
-                        * match or literal that was taken to get to this
-                        * position in the approximate minimum-cost parse.  */
-                       u16 match_offset;
-               } prev;
-               struct {
-                       /* Position at which the match or literal starting at
-                        * this position ends in the minimum-cost parse.  */
-                       u16 link;
-
-                       /* Offset (as in a LZ (length, offset) pair) of the
-                        * match or literal starting at this position in the
-                        * approximate minimum-cost parse.  */
-                       u16 match_offset;
-               } next;
-       };
-#if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-       struct lzx_lru_queue queue;
-#endif
-};
-
-/* State of the LZX compressor  */
+/* State of the LZX compressor.  */
 struct lzx_compressor {
 
        /* The parameters that were used to create the compressor.  */
-       struct wimlib_lzx_params params;
+       struct wimlib_lzx_compressor_params params;
 
        /* The buffer of data to be compressed.
         *
         * 0xe8 byte preprocessing is done directly on the data here before
         * further compression.
         *
-        * Note that this compressor does *not* use a sliding window!!!!
+        * Note that this compressor does *not* use a real sliding window!!!!
         * It's not needed in the WIM format, since every chunk is compressed
         * independently.  This is by design, to allow random access to the
         * chunks.
         *
         * We reserve a few extra bytes to potentially allow reading off the end
-        * of the array in the match-finding code for optimization purposes.
-        */
-       u8 window[LZX_MAX_WINDOW_SIZE + 12];
+        * of the array in the match-finding code for optimization purposes
+        * (currently only needed for the hash chain match-finder).  */
+       u8 *window;
 
        /* Number of bytes of data to be compressed, which is the number of
         * bytes of data in @window that are actually valid.  */
-       unsigned window_size;
+       input_idx_t window_size;
+
+       /* Allocated size of the @window.  */
+       input_idx_t max_window_size;
+
+       /* Number of symbols in the main alphabet (depends on the
+        * @max_window_size since it determines the maximum allowed offset).  */
+       unsigned num_main_syms;
 
        /* The current match offset LRU queue.  */
        struct lzx_lru_queue queue;
 
-       /* Space for sequence of matches/literals that were chosen.
-        *
-        * Each LZX_MAX_WINDOW_SIZE-sized portion of this array is used for a
-        * different block splitting level.  */
-       struct lzx_match *chosen_matches;
+       /* Space for the sequences of matches/literals that were chosen for each
+        * block.  */
+       struct lzx_item *chosen_items;
 
-       /* Structures used during block splitting.
-        *
-        * This can be thought of as a binary tree.  block_specs[(1) - 1]
-        * represents to the top-level block (root node), and block_specs[(i*2)
-        * - 1] and block_specs[(i*2+1) - 1] represent the sub-blocks (child
-        * nodes) resulting from a binary split of the block represented by
-        * block_spec[(i) - 1].
-        */
+       /* Information about the LZX blocks the preprocessed input was divided
+        * into.  */
        struct lzx_block_spec *block_specs;
 
+       /* Number of LZX blocks the input was divided into; a.k.a. the number of
+        * elements of @block_specs that are valid.  */
+       unsigned num_blocks;
+
        /* This is simply filled in with zeroes and used to avoid special-casing
         * the output of the first compressed Huffman code, which conceptually
         * has a delta taken from a code with all symbols having zero-length
         * codewords.  */
        struct lzx_codes zero_codes;
 
-       /* Slow algorithm only: The current cost model.  */
-       struct lzx_lens costs;
-
-       /* Slow algorithm only:  Table that maps the hash codes for 3 character
-        * sequences to the most recent position that sequence (or a sequence
-        * sharing the same hash code) appeared in the window.  */
-       u16 *hash_tab;
-
-       /* Slow algorithm only:  Table that maps 2-character sequences to the
-        * most recent position that sequence appeared in the window.  */
-       u16 *digram_tab;
-
-       /* Slow algorithm only: Table that contains the logical child pointers
-        * in the binary trees in the match-finding code.
-        *
-        * child_tab[i*2] and child_tab[i*2+1] are the left and right pointers,
-        * respectively, from the binary tree root corresponding to window
-        * position i.  */
-       u16 *child_tab;
-
-       /* Slow algorithm only: Matches that were already found and are saved in
-        * memory for subsequent queries (e.g. when block splitting).  */
-       struct raw_match *cached_matches;
+       /* The current cost model.  */
+       struct lzx_costs costs;
 
-       /* Slow algorithm only: Next position in 'cached_matches' to either
-        * return or fill in.  */
-       unsigned cached_matches_pos;
+       /* Fast algorithm only:  Array of hash table links.  */
+       input_idx_t *prev_tab;
 
-       /* Slow algorithm only: %true if reading from 'cached_matches'; %false
-        * if writing to 'cached_matches'.  */
-       bool matches_already_found;
+       /* Slow algorithm only: Binary tree match-finder.  */
+       struct lz_bt mf;
 
-       /* Slow algorithm only: Position in window of next match to return.  */
-       unsigned match_window_pos;
+       /* Position in window of next match to return.  */
+       input_idx_t match_window_pos;
 
-       /* Slow algorithm only: No matches returned shall reach past this
+       /* The end-of-block position.  We can't allow any matches to span this
         * position.  */
-       unsigned match_window_end;
+       input_idx_t match_window_end;
 
-       /* Slow algorithm only: Temporary space used for match-choosing
-        * algorithm.
-        *
-        * The size of this array must be at least LZX_MAX_MATCH but otherwise
-        * is arbitrary.  More space simply allows the match-choosing algorithm
-        * to find better matches (depending on the input, as always).  */
-       struct lzx_optimal *optimum;
+       /* Matches found by the match-finder are cached in the following array
+        * to achieve a slight speedup when the same matches are needed on
+        * subsequent passes.  This is suboptimal because different matches may
+        * be preferred with different cost models, but seems to be a worthwhile
+        * speedup.  */
+       struct raw_match *cached_matches;
+       struct raw_match *cache_ptr;
+       bool matches_cached;
+       struct raw_match *cache_limit;
 
-       /* Slow algorithm only: Variables used by the match-choosing algorithm.
-        *
+       /* Match-chooser state.
         * When matches have been chosen, optimum_cur_idx is set to the position
         * in the window of the next match/literal to return and optimum_end_idx
         * is set to the position in the window at the end of the last
         * match/literal to return.  */
-       u32 optimum_cur_idx;
-       u32 optimum_end_idx;
+       struct lzx_mc_pos_data *optimum;
+       unsigned optimum_cur_idx;
+       unsigned optimum_end_idx;
 };
 
-/* Returns the LZX position slot that corresponds to a given formatted offset.
- *
- * Logically, this returns the smallest i such that
- * formatted_offset >= lzx_position_base[i].
+/*
+ * Match chooser position data:
  *
- * The actual implementation below takes advantage of the regularity of the
- * numbers in the lzx_position_base array to calculate the slot directly from
- * the formatted offset without actually looking at the array.
+ * An array of these structures is used during the match-choosing algorithm.
+ * They correspond to consecutive positions in the window and are used to keep
+ * track of the cost to reach each position, and the match/literal choices that
+ * need to be chosen to reach that position.
  */
+struct lzx_mc_pos_data {
+       /* The approximate minimum cost, in bits, to reach this position in the
+        * window which has been found so far.  */
+       u32 cost;
+#define MC_INFINITE_COST ((u32)~0UL)
+
+       /* The union here is just for clarity, since the fields are used in two
+        * slightly different ways.  Initially, the @prev structure is filled in
+        * first, and links go from later in the window to earlier in the
+        * window.  Later, @next structure is filled in and links go from
+        * earlier in the window to later in the window.  */
+       union {
+               struct {
+                       /* Position of the start of the match or literal that
+                        * was taken to get to this position in the approximate
+                        * minimum-cost parse.  */
+                       input_idx_t link;
+
+                       /* Offset (as in an LZ (length, offset) pair) of the
+                        * match or literal that was taken to get to this
+                        * position in the approximate minimum-cost parse.  */
+                       input_idx_t match_offset;
+               } prev;
+               struct {
+                       /* Position at which the match or literal starting at
+                        * this position ends in the minimum-cost parse.  */
+                       input_idx_t link;
+
+                       /* Offset (as in an LZ (length, offset) pair) of the
+                        * match or literal starting at this position in the
+                        * approximate minimum-cost parse.  */
+                       input_idx_t match_offset;
+               } next;
+       };
+
+       /* Adaptive state that exists after an approximate minimum-cost path to
+        * reach this position is taken.  */
+       struct lzx_lru_queue queue;
+};
+
+/* Returns the LZX position slot that corresponds to a given match offset,
+ * taking into account the recent offset queue and updating it if the offset is
+ * found in it.  */
 static unsigned
-lzx_get_position_slot(unsigned formatted_offset)
+lzx_get_position_slot(u32 offset, struct lzx_lru_queue *queue)
 {
-#if 0
-       /*
-        * Slots 36-49 (formatted_offset >= 262144) can be found by
-        * (formatted_offset/131072) + 34 == (formatted_offset >> 17) + 34;
-        * however, this check for formatted_offset >= 262144 is commented out
-        * because WIM chunks cannot be that large.
-        */
-       if (formatted_offset >= 262144) {
-               return (formatted_offset >> 17) + 34;
-       } else
-#endif
-       {
-               /* Note: this part here only works if:
-                *
-                *    2 <= formatted_offset < 655360
-                *
-                * It is < 655360 because the frequency of the position bases
-                * increases starting at the 655360 entry, and it is >= 2
-                * because the below calculation fails if the most significant
-                * bit is lower than the 2's place. */
-               LZX_ASSERT(2 <= formatted_offset  && formatted_offset < 655360);
-               unsigned mssb_idx = bsr32(formatted_offset);
-               return (mssb_idx << 1) |
-                       ((formatted_offset >> (mssb_idx - 1)) & 1);
+       unsigned position_slot;
+
+       /* See if the offset was recently used.  */
+       for (int i = 0; i < LZX_NUM_RECENT_OFFSETS; i++) {
+               if (offset == queue->R[i]) {
+                       /* Found it.  */
+
+                       /* Bring the repeat offset to the front of the
+                        * queue.  Note: this is, in fact, not a real
+                        * LRU queue because repeat matches are simply
+                        * swapped to the front.  */
+                       swap(queue->R[0], queue->R[i]);
+
+                       /* The resulting position slot is simply the first index
+                        * at which the offset was found in the queue.  */
+                       return i;
+               }
        }
-}
 
-/* Compute the hash code for the next 3-character sequence in the window.  */
-static unsigned
-lzx_lz_compute_hash(const u8 *window)
-{
-       unsigned hash;
-
-       hash = window[0];
-       hash <<= LZX_LZ_HASH_SHIFT;
-       hash ^= window[1];
-       hash <<= LZX_LZ_HASH_SHIFT;
-       hash ^= window[2];
-       return hash & LZX_LZ_HASH_MASK;
+       /* The offset was not recently used; look up its real position slot.  */
+       position_slot = lzx_get_position_slot_raw(offset + LZX_OFFSET_OFFSET);
+
+       /* Bring the new offset to the front of the queue.  */
+       for (int i = LZX_NUM_RECENT_OFFSETS - 1; i > 0; i--)
+               queue->R[i] = queue->R[i - 1];
+       queue->R[0] = offset;
+
+       return position_slot;
 }
 
 /* Build the main, length, and aligned offset Huffman codes used in LZX.
  *
  * This takes as input the frequency tables for each code and produces as output
- * a set of tables that map symbols to codewords and lengths.  */
+ * a set of tables that map symbols to codewords and codeword lengths.  */
 static void
 lzx_make_huffman_codes(const struct lzx_freqs *freqs,
-                      struct lzx_codes *codes)
+                      struct lzx_codes *codes,
+                      unsigned num_main_syms)
 {
-       make_canonical_huffman_code(LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS,
-                                   LZX_MAX_CODEWORD_LEN,
+       make_canonical_huffman_code(num_main_syms,
+                                   LZX_MAX_MAIN_CODEWORD_LEN,
                                    freqs->main,
                                    codes->lens.main,
                                    codes->codewords.main);
 
-       make_canonical_huffman_code(LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS,
-                                   LZX_MAX_CODEWORD_LEN,
+       make_canonical_huffman_code(LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS,
+                                   LZX_MAX_LEN_CODEWORD_LEN,
                                    freqs->len,
                                    codes->lens.len,
                                    codes->codewords.len);
 
-       make_canonical_huffman_code(LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS, 8,
+       make_canonical_huffman_code(LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS,
+                                   LZX_MAX_ALIGNED_CODEWORD_LEN,
                                    freqs->aligned,
                                    codes->lens.aligned,
                                    codes->codewords.aligned);
 }
 
 /*
- * Output a LZX match.
- *
- * @out:         The bitstream to write the match to.
- * @block_type:  The type of the LZX block (LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED or LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM)
- * @match:      The match.
- * @codes:      Pointer to a structure that contains the codewords for the
- *              main, length, and aligned offset Huffman codes.
+ * Output a precomputed LZX match.
+ *
+ * @out:
+ *     The bitstream to which to write the match.
+ * @block_type:
+ *     The type of the LZX block (LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED or
+ *     LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM)
+ * @match:
+ *     The match, as a (length, offset) pair.
+ * @codes:
+ *     Pointer to a structure that contains the codewords for the main, length,
+ *     and aligned offset Huffman codes for the current LZX compressed block.
  */
 static void
 lzx_write_match(struct output_bitstream *out, int block_type,
-               struct lzx_match match, const struct lzx_codes *codes)
+               struct lzx_item match, const struct lzx_codes *codes)
 {
        /* low 8 bits are the match length minus 2 */
        unsigned match_len_minus_2 = match.data & 0xff;
@@ -525,40 +567,34 @@ lzx_write_match(struct output_bitstream *out, int block_type,
        unsigned position_slot = (match.data >> 25) & 0x3f;     /* 6 bits */
        unsigned len_header;
        unsigned len_footer;
-       unsigned len_pos_header;
        unsigned main_symbol;
        unsigned num_extra_bits;
        unsigned verbatim_bits;
        unsigned aligned_bits;
 
-       /* If the match length is less than MIN_MATCH (= 2) +
+       /* If the match length is less than MIN_MATCH_LEN (= 2) +
         * NUM_PRIMARY_LENS (= 7), the length header contains
-        * the match length minus MIN_MATCH, and there is no
+        * the match length minus MIN_MATCH_LEN, and there is no
         * length footer.
         *
         * Otherwise, the length header contains
         * NUM_PRIMARY_LENS, and the length footer contains
         * the match length minus NUM_PRIMARY_LENS minus
-        * MIN_MATCH. */
+        * MIN_MATCH_LEN. */
        if (match_len_minus_2 < LZX_NUM_PRIMARY_LENS) {
                len_header = match_len_minus_2;
-               /* No length footer-- mark it with a special
-                * value. */
-               len_footer = (unsigned)(-1);
        } else {
                len_header = LZX_NUM_PRIMARY_LENS;
                len_footer = match_len_minus_2 - LZX_NUM_PRIMARY_LENS;
        }
 
-       /* Combine the position slot with the length header into
-        * a single symbol that will be encoded with the main
-        * tree. */
-       len_pos_header = (position_slot << 3) | len_header;
-
-       /* The actual main symbol is offset by LZX_NUM_CHARS because
-        * values under LZX_NUM_CHARS are used to indicate a literal
-        * byte rather than a match. */
-       main_symbol = len_pos_header + LZX_NUM_CHARS;
+       /* Combine the position slot with the length header into a single symbol
+        * that will be encoded with the main code.
+        *
+        * The actual main symbol is offset by LZX_NUM_CHARS because values
+        * under LZX_NUM_CHARS are used to indicate a literal byte rather than a
+        * match.  */
+       main_symbol = ((position_slot << 3) | len_header) + LZX_NUM_CHARS;
 
        /* Output main symbol. */
        bitstream_put_bits(out, codes->codewords.main[main_symbol],
@@ -566,16 +602,15 @@ lzx_write_match(struct output_bitstream *out, int block_type,
 
        /* If there is a length footer, output it using the
         * length Huffman code. */
-       if (len_footer != (unsigned)(-1)) {
+       if (len_header == LZX_NUM_PRIMARY_LENS)
                bitstream_put_bits(out, codes->codewords.len[len_footer],
                                   codes->lens.len[len_footer]);
-       }
 
        num_extra_bits = lzx_get_num_extra_bits(position_slot);
 
        /* For aligned offset blocks with at least 3 extra bits, output the
         * verbatim bits literally, then the aligned bits encoded using the
-        * aligned offset tree.  Otherwise, only the verbatim bits need to be
+        * aligned offset code.  Otherwise, only the verbatim bits need to be
         * output. */
        if ((block_type == LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED) && (num_extra_bits >= 3)) {
 
@@ -594,26 +629,28 @@ lzx_write_match(struct output_bitstream *out, int block_type,
        }
 }
 
+/* Output an LZX literal (encoded with the main Huffman code).  */
+static void
+lzx_write_literal(struct output_bitstream *out, u8 literal,
+                 const struct lzx_codes *codes)
+{
+       bitstream_put_bits(out,
+                          codes->codewords.main[literal],
+                          codes->lens.main[literal]);
+}
+
 static unsigned
 lzx_build_precode(const u8 lens[restrict],
                  const u8 prev_lens[restrict],
-                 unsigned num_syms,
-                 freq_t precode_freqs[restrict LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS],
+                 const unsigned num_syms,
+                 input_idx_t precode_freqs[restrict LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS],
                  u8 output_syms[restrict num_syms],
-                 u8 precode_lens[restrict LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS],
-                 u16 precode_codewords[restrict LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS],
-                 unsigned * num_additional_bits_ret)
+                 u8 precode_lens[restrict LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS],
+                 u32 precode_codewords[restrict LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS],
+                 unsigned *num_additional_bits_ret)
 {
-       unsigned output_syms_idx;
-       unsigned cur_run_len;
-       unsigned i;
-       unsigned len_in_run;
-       unsigned additional_bits;
-       signed char delta;
-       unsigned num_additional_bits = 0;
-
        memset(precode_freqs, 0,
-              LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS * sizeof(precode_freqs[0]));
+              LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS * sizeof(precode_freqs[0]));
 
        /* Since the code word lengths use a form of RLE encoding, the goal here
         * is to find each run of identical lengths when going through them in
@@ -622,14 +659,14 @@ lzx_build_precode(const u8 lens[restrict],
         * literally.
         *
         * output_syms[] will be filled in with the length symbols that will be
-        * output, including RLE codes, not yet encoded using the pre-tree.
+        * output, including RLE codes, not yet encoded using the precode.
         *
         * cur_run_len keeps track of how many code word lengths are in the
-        * current run of identical lengths.
-        */
-       output_syms_idx = 0;
-       cur_run_len = 1;
-       for (i = 1; i <= num_syms; i++) {
+        * current run of identical lengths.  */
+       unsigned output_syms_idx = 0;
+       unsigned cur_run_len = 1;
+       unsigned num_additional_bits = 0;
+       for (unsigned i = 1; i <= num_syms; i++) {
 
                if (i != num_syms && lens[i] == lens[i - 1]) {
                        /* Still in a run--- keep going. */
@@ -642,7 +679,7 @@ lzx_build_precode(const u8 lens[restrict],
 
                /* The symbol that was repeated in the run--- not to be confused
                 * with the length *of* the run (cur_run_len) */
-               len_in_run = lens[i - 1];
+               unsigned len_in_run = lens[i - 1];
 
                if (len_in_run == 0) {
                        /* A run of 0's.  Encode it in as few length
@@ -652,6 +689,7 @@ lzx_build_precode(const u8 lens[restrict],
                         * where n is an uncompressed literal 5-bit integer that
                         * follows the magic length. */
                        while (cur_run_len >= 20) {
+                               unsigned additional_bits;
 
                                additional_bits = min(cur_run_len - 20, 0x1f);
                                num_additional_bits += 5;
@@ -665,6 +703,8 @@ lzx_build_precode(const u8 lens[restrict],
                         * where n is an uncompressed literal 4-bit integer that
                         * follows the magic length. */
                        while (cur_run_len >= 4) {
+                               unsigned additional_bits;
+
                                additional_bits = min(cur_run_len - 4, 0xf);
                                num_additional_bits += 4;
                                precode_freqs[17]++;
@@ -685,9 +725,12 @@ lzx_build_precode(const u8 lens[restrict],
                         *
                         * The extra length symbol is encoded as a difference
                         * from the length of the codeword for the first symbol
-                        * in the run in the previous tree.
+                        * in the run in the previous code.
                         * */
                        while (cur_run_len >= 4) {
+                               unsigned additional_bits;
+                               signed char delta;
+
                                additional_bits = (cur_run_len > 4);
                                num_additional_bits += 1;
                                delta = (signed char)prev_lens[i - cur_run_len] -
@@ -705,8 +748,10 @@ lzx_build_precode(const u8 lens[restrict],
 
                /* Any remaining lengths in the run are outputted without RLE,
                 * as a difference from the length of that codeword in the
-                * previous tree. */
+                * previous code. */
                while (cur_run_len > 0) {
+                       signed char delta;
+
                        delta = (signed char)prev_lens[i - cur_run_len] -
                                (signed char)len_in_run;
                        if (delta < 0)
@@ -722,35 +767,44 @@ lzx_build_precode(const u8 lens[restrict],
 
        /* Build the precode from the frequencies of the length symbols. */
 
-       make_canonical_huffman_code(LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS,
-                                   LZX_MAX_CODEWORD_LEN,
+       make_canonical_huffman_code(LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS,
+                                   LZX_MAX_PRE_CODEWORD_LEN,
                                    precode_freqs, precode_lens,
                                    precode_codewords);
 
-       if (num_additional_bits_ret)
-               *num_additional_bits_ret = num_additional_bits;
+       *num_additional_bits_ret = num_additional_bits;
 
        return output_syms_idx;
 }
 
 /*
- * Writes a compressed Huffman code to the output, preceded by the precode for
- * it.
- *
- * The Huffman code is represented in the output as a series of path lengths
- * from which the canonical Huffman code can be reconstructed.  The path lengths
- * themselves are compressed using a separate Huffman code, the precode, which
- * consists of LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS (= 20) symbols that cover all possible
- * code lengths, plus extra codes for repeated lengths.  The path lengths of the
- * precode precede the path lengths of the larger code and are uncompressed,
- * consisting of 20 entries of 4 bits each.
- *
- * @out:               Bitstream to write the code to.
- * @lens:              The code lengths for the Huffman code, indexed by symbol.
- * @prev_lens:         Code lengths for this Huffman code, indexed by symbol,
- *                     in the *previous block*, or all zeroes if this is the
- *                     first block.
- * @num_syms:          The number of symbols in the code.
+ * Output a Huffman code in the compressed form used in LZX.
+ *
+ * The Huffman code is represented in the output as a logical series of codeword
+ * lengths from which the Huffman code, which must be in canonical form, can be
+ * reconstructed.
+ *
+ * The codeword lengths are themselves compressed using a separate Huffman code,
+ * the "precode", which contains a symbol for each possible codeword length in
+ * the larger code as well as several special symbols to represent repeated
+ * codeword lengths (a form of run-length encoding).  The precode is itself
+ * constructed in canonical form, and its codeword lengths are represented
+ * literally in 20 4-bit fields that immediately precede the compressed codeword
+ * lengths of the larger code.
+ *
+ * Furthermore, the codeword lengths of the larger code are actually represented
+ * as deltas from the codeword lengths of the corresponding code in the previous
+ * block.
+ *
+ * @out:
+ *     Bitstream to which to write the compressed Huffman code.
+ * @lens:
+ *     The codeword lengths, indexed by symbol, in the Huffman code.
+ * @prev_lens:
+ *     The codeword lengths, indexed by symbol, in the corresponding Huffman
+ *     code in the previous block, or all zeroes if this is the first block.
+ * @num_syms:
+ *     The number of symbols in the Huffman code.
  */
 static void
 lzx_write_compressed_code(struct output_bitstream *out,
@@ -758,13 +812,14 @@ lzx_write_compressed_code(struct output_bitstream *out,
                          const u8 prev_lens[restrict],
                          unsigned num_syms)
 {
-       freq_t precode_freqs[LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS];
+       input_idx_t precode_freqs[LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS];
        u8 output_syms[num_syms];
-       u8 precode_lens[LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS];
-       u16 precode_codewords[LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS];
+       u8 precode_lens[LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS];
+       u32 precode_codewords[LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS];
        unsigned i;
        unsigned num_output_syms;
        u8 precode_sym;
+       unsigned dummy;
 
        num_output_syms = lzx_build_precode(lens,
                                            prev_lens,
@@ -773,12 +828,12 @@ lzx_write_compressed_code(struct output_bitstream *out,
                                            output_syms,
                                            precode_lens,
                                            precode_codewords,
-                                           NULL);
+                                           &dummy);
 
        /* Write the lengths of the precode codes to the output. */
-       for (i = 0; i < LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS; i++)
+       for (i = 0; i < LZX_PRECODE_NUM_SYMBOLS; i++)
                bitstream_put_bits(out, precode_lens[i],
-                                  LZX_PRETREE_ELEMENT_SIZE);
+                                  LZX_PRECODE_ELEMENT_SIZE);
 
        /* Write the length symbols, encoded with the precode, to the output. */
 
@@ -808,90 +863,88 @@ lzx_write_compressed_code(struct output_bitstream *out,
 }
 
 /*
- * Writes all compressed matches and literal bytes in a LZX block to the the
- * output bitstream.
+ * Write all matches and literal bytes (which were precomputed) in an LZX
+ * compressed block to the output bitstream in the final compressed
+ * representation.
  *
  * @ostream
  *     The output bitstream.
  * @block_type
- *     The type of the block (LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED or LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM).
+ *     The chosen type of the LZX compressed block (LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED or
+ *     LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM).
  * @match_tab
- *     The array of matches/literals that will be output (length @match_count).
+ *     The array of matches/literals to output.
  * @match_count
- *     Number of matches/literals to be output.
+ *     Number of matches/literals to output (length of @match_tab).
  * @codes
- *     Pointer to a structure that contains the codewords for the main, length,
- *     and aligned offset Huffman codes.
+ *     The main, length, and aligned offset Huffman codes for the current
+ *     LZX compressed block.
  */
 static void
 lzx_write_matches_and_literals(struct output_bitstream *ostream,
                               int block_type,
-                              const struct lzx_match match_tab[],
+                              const struct lzx_item match_tab[],
                               unsigned match_count,
                               const struct lzx_codes *codes)
 {
        for (unsigned i = 0; i < match_count; i++) {
-               struct lzx_match match = match_tab[i];
-
-               /* High bit of the match indicates whether the match is an
-                * actual match (1) or a literal uncompressed byte (0)  */
-               if (match.data & 0x80000000) {
-                       /* match */
-                       lzx_write_match(ostream, block_type,
-                                       match, codes);
-               } else {
-                       /* literal byte */
-                       bitstream_put_bits(ostream,
-                                          codes->codewords.main[match.data],
-                                          codes->lens.main[match.data]);
-               }
+               struct lzx_item match = match_tab[i];
+
+               /* The high bit of the 32-bit intermediate representation
+                * indicates whether the item is an actual LZ-style match (1) or
+                * a literal byte (0).  */
+               if (match.data & 0x80000000)
+                       lzx_write_match(ostream, block_type, match, codes);
+               else
+                       lzx_write_literal(ostream, match.data, codes);
        }
 }
 
-
 static void
-lzx_assert_codes_valid(const struct lzx_codes * codes)
+lzx_assert_codes_valid(const struct lzx_codes * codes, unsigned num_main_syms)
 {
 #ifdef ENABLE_LZX_DEBUG
        unsigned i;
 
-       for (i = 0; i < LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               LZX_ASSERT(codes->lens.main[i] <= LZX_MAX_CODEWORD_LEN);
+       for (i = 0; i < num_main_syms; i++)
+               LZX_ASSERT(codes->lens.main[i] <= LZX_MAX_MAIN_CODEWORD_LEN);
 
-       for (i = 0; i < LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               LZX_ASSERT(codes->lens.len[i] <= LZX_MAX_CODEWORD_LEN);
+       for (i = 0; i < LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS; i++)
+               LZX_ASSERT(codes->lens.len[i] <= LZX_MAX_LEN_CODEWORD_LEN);
 
-       for (i = 0; i < LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               LZX_ASSERT(codes->lens.aligned[i] <= 8);
+       for (i = 0; i < LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS; i++)
+               LZX_ASSERT(codes->lens.aligned[i] <= LZX_MAX_ALIGNED_CODEWORD_LEN);
 
        const unsigned tablebits = 10;
        u16 decode_table[(1 << tablebits) +
-                        (2 * max(LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS, LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS))]
+                        (2 * max(num_main_syms, LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS))]
                         _aligned_attribute(DECODE_TABLE_ALIGNMENT);
        LZX_ASSERT(0 == make_huffman_decode_table(decode_table,
-                                                 LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS,
-                                                 tablebits,
+                                                 num_main_syms,
+                                                 min(tablebits, LZX_MAINCODE_TABLEBITS),
                                                  codes->lens.main,
-                                                 LZX_MAX_CODEWORD_LEN));
+                                                 LZX_MAX_MAIN_CODEWORD_LEN));
        LZX_ASSERT(0 == make_huffman_decode_table(decode_table,
-                                                 LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS,
-                                                 tablebits,
+                                                 LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS,
+                                                 min(tablebits, LZX_LENCODE_TABLEBITS),
                                                  codes->lens.len,
-                                                 LZX_MAX_CODEWORD_LEN));
+                                                 LZX_MAX_LEN_CODEWORD_LEN));
        LZX_ASSERT(0 == make_huffman_decode_table(decode_table,
-                                                 LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS,
-                                                 min(tablebits, 6),
+                                                 LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS,
+                                                 min(tablebits, LZX_ALIGNEDCODE_TABLEBITS),
                                                  codes->lens.aligned,
-                                                 8));
+                                                 LZX_MAX_ALIGNED_CODEWORD_LEN));
 #endif /* ENABLE_LZX_DEBUG */
 }
 
-/* Write a LZX aligned offset or verbatim block to the output.  */
+/* Write an LZX aligned offset or verbatim block to the output.  */
 static void
 lzx_write_compressed_block(int block_type,
                           unsigned block_size,
-                          struct lzx_match * chosen_matches,
-                          unsigned num_chosen_matches,
+                          unsigned max_window_size,
+                          unsigned num_main_syms,
+                          struct lzx_item * chosen_items,
+                          unsigned num_chosen_items,
                           const struct lzx_codes * codes,
                           const struct lzx_codes * prev_codes,
                           struct output_bitstream * ostream)
@@ -900,252 +953,215 @@ lzx_write_compressed_block(int block_type,
 
        LZX_ASSERT(block_type == LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED ||
                   block_type == LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM);
-       LZX_ASSERT(block_size <= LZX_MAX_WINDOW_SIZE);
-       LZX_ASSERT(num_chosen_matches <= LZX_MAX_WINDOW_SIZE);
-       lzx_assert_codes_valid(codes);
+       lzx_assert_codes_valid(codes, num_main_syms);
 
        /* The first three bits indicate the type of block and are one of the
         * LZX_BLOCKTYPE_* constants.  */
-       bitstream_put_bits(ostream, block_type, LZX_BLOCKTYPE_NBITS);
+       bitstream_put_bits(ostream, block_type, 3);
 
-       /* The next bit indicates whether the block size is the default (32768),
-        * indicated by a 1 bit, or whether the block size is given by the next
-        * 16 bits, indicated by a 0 bit.  */
+       /* Output the block size.
+        *
+        * The original LZX format seemed to always encode the block size in 3
+        * bytes.  However, the implementation in WIMGAPI, as used in WIM files,
+        * uses the first bit to indicate whether the block is the default size
+        * (32768) or a different size given explicitly by the next 16 bits.
+        *
+        * By default, this compressor uses a window size of 32768 and therefore
+        * follows the WIMGAPI behavior.  However, this compressor also supports
+        * window sizes greater than 32768 bytes, which do not appear to be
+        * supported by WIMGAPI.  In such cases, we retain the default size bit
+        * to mean a size of 32768 bytes but output non-default block size in 24
+        * bits rather than 16.  The compatibility of this behavior is unknown
+        * because WIMs created with chunk size greater than 32768 can seemingly
+        * only be opened by wimlib anyway.  */
        if (block_size == LZX_DEFAULT_BLOCK_SIZE) {
                bitstream_put_bits(ostream, 1, 1);
        } else {
                bitstream_put_bits(ostream, 0, 1);
-               bitstream_put_bits(ostream, block_size, LZX_BLOCKSIZE_NBITS);
+
+               if (max_window_size >= 65536)
+                       bitstream_put_bits(ostream, block_size >> 16, 8);
+
+               bitstream_put_bits(ostream, block_size, 16);
        }
 
        /* Write out lengths of the main code. Note that the LZX specification
         * incorrectly states that the aligned offset code comes after the
-        * length code, but in fact it is the very first tree to be written
+        * length code, but in fact it is the very first code to be written
         * (before the main code).  */
        if (block_type == LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED)
-               for (i = 0; i < LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
+               for (i = 0; i < LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS; i++)
                        bitstream_put_bits(ostream, codes->lens.aligned[i],
-                                          LZX_ALIGNEDTREE_ELEMENT_SIZE);
+                                          LZX_ALIGNEDCODE_ELEMENT_SIZE);
 
        LZX_DEBUG("Writing main code...");
 
-       /* Write the pre-tree and lengths for the first LZX_NUM_CHARS symbols in
+       /* Write the precode and lengths for the first LZX_NUM_CHARS symbols in
         * the main code, which are the codewords for literal bytes.  */
        lzx_write_compressed_code(ostream,
                                  codes->lens.main,
                                  prev_codes->lens.main,
                                  LZX_NUM_CHARS);
 
-       /* Write the pre-tree and lengths for the rest of the main code, which
+       /* Write the precode and lengths for the rest of the main code, which
         * are the codewords for match headers.  */
        lzx_write_compressed_code(ostream,
                                  codes->lens.main + LZX_NUM_CHARS,
                                  prev_codes->lens.main + LZX_NUM_CHARS,
-                                 LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS - LZX_NUM_CHARS);
+                                 num_main_syms - LZX_NUM_CHARS);
 
        LZX_DEBUG("Writing length code...");
 
-       /* Write the pre-tree and lengths for the length code.  */
+       /* Write the precode and lengths for the length code.  */
        lzx_write_compressed_code(ostream,
                                  codes->lens.len,
                                  prev_codes->lens.len,
-                                 LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS);
+                                 LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS);
 
        LZX_DEBUG("Writing matches and literals...");
 
        /* Write the actual matches and literals.  */
        lzx_write_matches_and_literals(ostream, block_type,
-                                      chosen_matches, num_chosen_matches,
+                                      chosen_items, num_chosen_items,
                                       codes);
 
        LZX_DEBUG("Done writing block.");
 }
 
-/* Write the LZX block of index @block_number, or write its children recursively
- * if it is a split block.
- *
- * @prev_codes is a pointer to the Huffman codes for the most recent block
- * written, or all zeroes if this is the first block.
- *
- * Return a pointer to the Huffman codes for the last block written.  */
-static struct lzx_codes *
-lzx_write_block_recursive(struct lzx_compressor *ctx,
-                         unsigned block_number,
-                         struct lzx_codes * prev_codes,
-                         struct output_bitstream *ostream)
+/* Write out the LZX blocks that were computed.  */
+static void
+lzx_write_all_blocks(struct lzx_compressor *ctx, struct output_bitstream *ostream)
 {
-       struct lzx_block_spec *spec = &ctx->block_specs[block_number - 1];
 
-       if (spec->is_split) {
-               prev_codes = lzx_write_block_recursive(ctx, block_number * 2 + 0,
-                                                      prev_codes, ostream);
-               prev_codes = lzx_write_block_recursive(ctx, block_number * 2 + 1,
-                                                      prev_codes, ostream);
-       } else {
-               LZX_DEBUG("Writing block #%u (type=%d, size=%u, num_chosen_matches=%u)...",
-                         block_number, spec->block_type, spec->block_size,
-                         spec->num_chosen_matches);
+       const struct lzx_codes *prev_codes = &ctx->zero_codes;
+       for (unsigned i = 0; i < ctx->num_blocks; i++) {
+               const struct lzx_block_spec *spec = &ctx->block_specs[i];
+
+               LZX_DEBUG("Writing block %u/%u (type=%d, size=%u, num_chosen_items=%u)...",
+                         i + 1, ctx->num_blocks,
+                         spec->block_type, spec->block_size,
+                         spec->num_chosen_items);
+
                lzx_write_compressed_block(spec->block_type,
                                           spec->block_size,
-                                          &ctx->chosen_matches[spec->chosen_matches_start_pos],
-                                          spec->num_chosen_matches,
+                                          ctx->max_window_size,
+                                          ctx->num_main_syms,
+                                          spec->chosen_items,
+                                          spec->num_chosen_items,
                                           &spec->codes,
                                           prev_codes,
                                           ostream);
+
                prev_codes = &spec->codes;
        }
-       return prev_codes;
-}
-
-/* Write out the LZX blocks that were computed.  */
-static void
-lzx_write_all_blocks(struct lzx_compressor *ctx, struct output_bitstream *ostream)
-{
-       lzx_write_block_recursive(ctx, 1, &ctx->zero_codes, ostream);
 }
 
-static u32
-lzx_record_literal(u8 literal, void *_freqs)
+/* Constructs an LZX match from a literal byte and updates the main code symbol
+ * frequencies.  */
+static inline u32
+lzx_tally_literal(u8 lit, struct lzx_freqs *freqs)
 {
-       struct lzx_freqs *freqs = _freqs;
-
-       freqs->main[literal]++;
-
-       return (u32)literal;
+       freqs->main[lit]++;
+       return (u32)lit;
 }
 
-/* Constructs a match from an offset and a length, and updates the LRU queue and
- * the frequency of symbols in the main, length, and aligned offset alphabets.
- * The return value is a 32-bit number that provides the match in an
+/* Constructs an LZX match from an offset and a length, and updates the LRU
+ * queue and the frequency of symbols in the main, length, and aligned offset
+ * alphabets.  The return value is a 32-bit number that provides the match in an
  * intermediate representation documented below.  */
-static u32
-lzx_record_match(unsigned match_offset, unsigned match_len,
-                void *_freqs, void *_queue)
+static inline u32
+lzx_tally_match(unsigned match_len, u32 match_offset,
+               struct lzx_freqs *freqs, struct lzx_lru_queue *queue)
 {
-       struct lzx_freqs *freqs = _freqs;
-       struct lzx_lru_queue *queue = _queue;
        unsigned position_slot;
-       unsigned position_footer = 0;
+       unsigned position_footer;
        u32 len_header;
-       u32 len_pos_header;
+       unsigned main_symbol;
        unsigned len_footer;
        unsigned adjusted_match_len;
 
-       LZX_ASSERT(match_len >= LZX_MIN_MATCH && match_len <= LZX_MAX_MATCH);
-
-       /* If possible, encode this offset as a repeated offset. */
-       if (match_offset == queue->R0) {
-               position_slot = 0;
-       } else if (match_offset == queue->R1) {
-               swap(queue->R0, queue->R1);
-               position_slot = 1;
-       } else if (match_offset == queue->R2) {
-               swap(queue->R0, queue->R2);
-               position_slot = 2;
-       } else {
-               /* Not a repeated offset. */
-
-               /* offsets of 0, 1, and 2 are reserved for the repeated offset
-                * codes, so non-repeated offsets must be encoded as 3+.  The
-                * minimum offset is 1, so encode the offsets offset by 2. */
-               unsigned formatted_offset = match_offset + 2;
-
-               queue->R2 = queue->R1;
-               queue->R1 = queue->R0;
-               queue->R0 = match_offset;
-
-               /* The (now-formatted) offset will actually be encoded as a
-                * small position slot number that maps to a certain hard-coded
-                * offset (position base), followed by a number of extra bits---
-                * the position footer--- that are added to the position base to
-                * get the original formatted offset. */
-
-               position_slot = lzx_get_position_slot(formatted_offset);
-               position_footer = formatted_offset &
-                                 ((1 << lzx_get_num_extra_bits(position_slot)) - 1);
-       }
-
-       adjusted_match_len = match_len - LZX_MIN_MATCH;
+       LZX_ASSERT(match_len >= LZX_MIN_MATCH_LEN && match_len <= LZX_MAX_MATCH_LEN);
 
+       /* The match offset shall be encoded as a position slot (itself encoded
+        * as part of the main symbol) and a position footer.  */
+       position_slot = lzx_get_position_slot(match_offset, queue);
+       position_footer = (match_offset + LZX_OFFSET_OFFSET) &
+                               ((1U << lzx_get_num_extra_bits(position_slot)) - 1);
 
-       /* The match length must be at least 2, so let the adjusted match length
-        * be the match length minus 2.
-        *
-        * If it is less than 7, the adjusted match length is encoded as a 3-bit
-        * number offset by 2.  Otherwise, the 3-bit length header is all 1's
-        * and the actual adjusted length is given as a symbol encoded with the
-        * length tree, offset by 7.
-        */
+       /* The match length shall be encoded as a length header (itself encoded
+        * as part of the main symbol) and an optional length footer.  */
+       adjusted_match_len = match_len - LZX_MIN_MATCH_LEN;
        if (adjusted_match_len < LZX_NUM_PRIMARY_LENS) {
+               /* No length footer needed.  */
                len_header = adjusted_match_len;
        } else {
+               /* Length footer needed.  It will be encoded using the length
+                * code.  */
                len_header = LZX_NUM_PRIMARY_LENS;
                len_footer = adjusted_match_len - LZX_NUM_PRIMARY_LENS;
                freqs->len[len_footer]++;
        }
-       len_pos_header = (position_slot << 3) | len_header;
 
-       freqs->main[len_pos_header + LZX_NUM_CHARS]++;
+       /* Account for the main symbol.  */
+       main_symbol = ((position_slot << 3) | len_header) + LZX_NUM_CHARS;
+
+       freqs->main[main_symbol]++;
 
-       /* Equivalent to:
-        * if (lzx_extra_bits[position_slot] >= 3) */
+       /* In an aligned offset block, 3 bits of the position footer are output
+        * as an aligned offset symbol.  Account for this, although we may
+        * ultimately decide to output the block as verbatim.  */
+
+       /* The following check is equivalent to:
+        *
+        * if (lzx_extra_bits[position_slot] >= 3)
+        *
+        * Note that this correctly excludes position slots that correspond to
+        * recent offsets.  */
        if (position_slot >= 8)
                freqs->aligned[position_footer & 7]++;
 
        /* Pack the position slot, position footer, and match length into an
-        * intermediate representation.
-        *
-        * bits    description
-        * ----    -----------------------------------------------------------
-        *
-        * 31      1 if a match, 0 if a literal.
-        *
-        * 30-25   position slot.  This can be at most 50, so it will fit in 6
-        *         bits.
-        *
-        * 8-24    position footer.  This is the offset of the real formatted
-        *         offset from the position base.  This can be at most 17 bits
-        *         (since lzx_extra_bits[LZX_NUM_POSITION_SLOTS - 1] is 17).
-        *
-        * 0-7     length of match, offset by 2.  This can be at most
-        *         (LZX_MAX_MATCH - 2) == 255, so it will fit in 8 bits.  */
+        * intermediate representation.  See `struct lzx_item' for details.
+        */
+       LZX_ASSERT(LZX_MAX_POSITION_SLOTS <= 64);
+       LZX_ASSERT(lzx_get_num_extra_bits(LZX_MAX_POSITION_SLOTS - 1) <= 17);
+       LZX_ASSERT(LZX_MAX_MATCH_LEN - LZX_MIN_MATCH_LEN + 1 <= 256);
+
+       LZX_ASSERT(position_slot      <= (1U << (31 - 25)) - 1);
+       LZX_ASSERT(position_footer    <= (1U << (25 -  8)) - 1);
+       LZX_ASSERT(adjusted_match_len <= (1U << (8  -  0)) - 1);
        return 0x80000000 |
                (position_slot << 25) |
                (position_footer << 8) |
                (adjusted_match_len);
 }
 
-/* Set the cost model @ctx->costs from the Huffman codeword lengths specified in
- * @lens.
- *
- * These are basically the same thing, except that the Huffman codewords with
- * length 0 correspond to symbols with zero frequency that still need to be
- * assigned actual costs.  The specific values assigned are arbitrary, but they
- * should be fairly high (near the maximum codeword length) to take into account
- * the fact that uses of these symbols are expected to be rare.
- */
+struct lzx_record_ctx {
+       struct lzx_freqs freqs;
+       struct lzx_lru_queue queue;
+       struct lzx_item *matches;
+};
+
 static void
-lzx_set_costs(struct lzx_compressor * ctx, const struct lzx_lens * lens)
+lzx_record_match(unsigned len, unsigned offset, void *_ctx)
 {
-       unsigned i;
-
-       memcpy(&ctx->costs, lens, sizeof(struct lzx_lens));
+       struct lzx_record_ctx *ctx = _ctx;
 
-       for (i = 0; i < LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               if (ctx->costs.main[i] == 0)
-                       ctx->costs.main[i] = ctx->params.alg_params.slow.main_nostat_cost;
+       (ctx->matches++)->data = lzx_tally_match(len, offset, &ctx->freqs, &ctx->queue);
+}
 
-       for (i = 0; i < LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               if (ctx->costs.len[i] == 0)
-                       ctx->costs.len[i] = ctx->params.alg_params.slow.len_nostat_cost;
+static void
+lzx_record_literal(u8 lit, void *_ctx)
+{
+       struct lzx_record_ctx *ctx = _ctx;
 
-       for (i = 0; i < LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               if (ctx->costs.aligned[i] == 0)
-                       ctx->costs.aligned[i] = ctx->params.alg_params.slow.aligned_nostat_cost;
+       (ctx->matches++)->data = lzx_tally_literal(lit, &ctx->freqs);
 }
 
+/* Returns the cost, in bits, to output a literal byte using the specified cost
+ * model.  */
 static u32
-lzx_literal_cost(u8 c, const struct lzx_lens * costs)
+lzx_literal_cost(u8 c, const struct lzx_costs * costs)
 {
        return costs->main[c];
 }
@@ -1153,435 +1169,180 @@ lzx_literal_cost(u8 c, const struct lzx_lens * costs)
 /* Given a (length, offset) pair that could be turned into a valid LZX match as
  * well as costs for the codewords in the main, length, and aligned Huffman
  * codes, return the approximate number of bits it will take to represent this
- * match in the compressed output.  */
-static unsigned
-lzx_match_cost(unsigned length, unsigned offset, const struct lzx_lens *costs
-
-#if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-              , struct lzx_lru_queue *queue
-#endif
-       )
+ * match in the compressed output.  Take into account the match offset LRU
+ * queue and also updates it.  */
+static u32
+lzx_match_cost(unsigned length, u32 offset, const struct lzx_costs *costs,
+              struct lzx_lru_queue *queue)
 {
-       unsigned position_slot, len_header, main_symbol;
-       unsigned cost = 0;
-
-       /* Calculate position slot and length header, then combine them into the
-        * main symbol.  */
-
-#if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-       if (offset == queue->R0) {
-               position_slot = 0;
-       } else if (offset == queue->R1) {
-               swap(queue->R0, queue->R1);
-               position_slot = 1;
-       } else if (offset == queue->R2) {
-               swap(queue->R0, queue->R2);
-               position_slot = 2;
-       } else
-#endif
-               position_slot = lzx_get_position_slot(offset + 2);
+       unsigned position_slot;
+       unsigned len_header, main_symbol;
+       unsigned num_extra_bits;
+       u32 cost = 0;
 
-       len_header = min(length - LZX_MIN_MATCH, LZX_NUM_PRIMARY_LENS);
+       position_slot = lzx_get_position_slot(offset, queue);
+
+       len_header = min(length - LZX_MIN_MATCH_LEN, LZX_NUM_PRIMARY_LENS);
        main_symbol = ((position_slot << 3) | len_header) + LZX_NUM_CHARS;
 
        /* Account for main symbol.  */
        cost += costs->main[main_symbol];
 
        /* Account for extra position information.  */
-       unsigned num_extra_bits = lzx_get_num_extra_bits(position_slot);
+       num_extra_bits = lzx_get_num_extra_bits(position_slot);
        if (num_extra_bits >= 3) {
                cost += num_extra_bits - 3;
-               cost += costs->aligned[(offset + LZX_MIN_MATCH) & 7];
+               cost += costs->aligned[(offset + LZX_OFFSET_OFFSET) & 7];
        } else {
                cost += num_extra_bits;
        }
 
        /* Account for extra length information.  */
-       if (length - LZX_MIN_MATCH >= LZX_NUM_PRIMARY_LENS)
-               cost += costs->len[length - LZX_MIN_MATCH - LZX_NUM_PRIMARY_LENS];
+       if (len_header == LZX_NUM_PRIMARY_LENS)
+               cost += costs->len[length - LZX_MIN_MATCH_LEN - LZX_NUM_PRIMARY_LENS];
 
        return cost;
+
 }
 
-/* This procedure effectively creates a new binary tree corresponding to the
- * current string at the same time that it searches the existing tree nodes for
- * matches.  This is the same algorithm as that used in GetMatchesSpec1() in
- * 7-Zip, but it is hopefully explained a little more clearly below.  */
-static unsigned
-lzx_lz_get_matches(const u8 window[restrict],
-                  const unsigned bytes_remaining,
-                  const unsigned strstart,
-                  const unsigned max_length,
-                  u16 child_tab[restrict],
-                  unsigned cur_match,
-                  const unsigned prev_len,
-                  struct raw_match * const matches)
+/* Set the cost model @ctx->costs from the Huffman codeword lengths specified in
+ * @lens.
+ *
+ * The cost model and codeword lengths are almost the same thing, but the
+ * Huffman codewords with length 0 correspond to symbols with zero frequency
+ * that still need to be assigned actual costs.  The specific values assigned
+ * are arbitrary, but they should be fairly high (near the maximum codeword
+ * length) to take into account the fact that uses of these symbols are expected
+ * to be rare.  */
+static void
+lzx_set_costs(struct lzx_compressor * ctx, const struct lzx_lens * lens)
 {
-       u16 *new_tree_lt_ptr = &child_tab[strstart * 2];
-       u16 *new_tree_gt_ptr = &child_tab[strstart * 2 + 1];
+       unsigned i;
+       unsigned num_main_syms = ctx->num_main_syms;
 
-       u16 longest_lt_match_len = 0;
-       u16 longest_gt_match_len = 0;
+       /* Main code  */
+       for (i = 0; i < num_main_syms; i++) {
+               ctx->costs.main[i] = lens->main[i];
+               if (ctx->costs.main[i] == 0)
+                       ctx->costs.main[i] = ctx->params.alg_params.slow.main_nostat_cost;
+       }
 
-       /* Maximum number of nodes to walk down before stopping  */
-       unsigned depth = max_length;
+       /* Length code  */
+       for (i = 0; i < LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS; i++) {
+               ctx->costs.len[i] = lens->len[i];
+               if (ctx->costs.len[i] == 0)
+                       ctx->costs.len[i] = ctx->params.alg_params.slow.len_nostat_cost;
+       }
 
-       /* Length of longest match found so far  */
-       unsigned longest_match_len = prev_len;
-
-       /* Maximum length of match to return  */
-       unsigned len_limit = min(bytes_remaining, max_length);
-
-       /* Number of matches found so far  */
-       unsigned num_matches = 0;
-
-       for (;;) {
-
-               /* Stop if too many nodes were traversed or if there is no next
-                * node  */
-               if (depth-- == 0 || cur_match == 0) {
-                       *new_tree_gt_ptr = 0;
-                       *new_tree_lt_ptr = 0;
-                       return num_matches;
-               }
-
-               /* Load the pointers to the children of the binary tree node
-                * corresponding to the current match  */
-               u16 * const cur_match_ptrs = &child_tab[cur_match * 2];
-
-               /* Set up pointers to the current match and to the current
-                * string  */
-               const u8 * const matchptr = &window[cur_match];
-               const u8 * const strptr = &window[strstart];
-
-               /* Determine position at which to start comparing  */
-               u16 len = min(longest_lt_match_len,
-                             longest_gt_match_len);
-
-               if (matchptr[len] == strptr[len]) {
-
-                       /* Extend the match as far as possible.  */
-                       while (++len != len_limit)
-                               if (matchptr[len] != strptr[len])
-                                       break;
-
-                       /* Record this match if it is the longest found so far.
-                        */
-                       if (len > longest_match_len) {
-                               longest_match_len = len;
-                               matches[num_matches].len = len;
-                               matches[num_matches].offset = strstart - cur_match;
-                               num_matches++;
-
-                               if (len == len_limit) {
-                                       /* Length limit was reached.  Link left pointer
-                                        * in the new tree with left subtree of current
-                                        * match tree, and link the right pointer in the
-                                        * new tree with the right subtree of the
-                                        * current match tree.  This in effect deletes
-                                        * the node for the currrent match, which is
-                                        * desirable because the current match is the
-                                        * same as the current string up until the
-                                        * length limit, so in subsequent queries it
-                                        * will never be preferable to the current
-                                        * position.  */
-                                       *new_tree_lt_ptr = cur_match_ptrs[0];
-                                       *new_tree_gt_ptr = cur_match_ptrs[1];
-                                       return num_matches;
-                               }
-                       }
-               }
-
-               if (matchptr[len] < strptr[len]) {
-                       /* Case 1:  The current match is lexicographically less
-                        * than the current string.
-                        *
-                        * Since we are searching the binary tree structures, we
-                        * need to walk down to the *right* subtree of the
-                        * current match's node to get to a match that is
-                        * lexicographically *greater* than the current match
-                        * but still lexicographically *lesser* than the current
-                        * string.
-                        *
-                        * At the same time, we link the entire binary tree
-                        * corresponding to the current match into the
-                        * appropriate place in the new binary tree being built
-                        * for the current string.  */
-                       *new_tree_lt_ptr = cur_match;
-                       new_tree_lt_ptr = &cur_match_ptrs[1];
-                       cur_match = *new_tree_lt_ptr;
-                       longest_lt_match_len = len;
-               } else {
-                       /* Case 2:  The current match is lexicographically
-                        * greater than the current string.
-                        *
-                        * This is analogous to Case 1 above, but everything
-                        * happens in the other direction.
-                        */
-                       *new_tree_gt_ptr = cur_match;
-                       new_tree_gt_ptr = &cur_match_ptrs[0];
-                       cur_match = *new_tree_gt_ptr;
-                       longest_gt_match_len = len;
-               }
-       }
-}
-
-/* Equivalent to lzx_lz_get_matches(), but only updates the tree and doesn't
- * return matches.  See that function for details (including comments).  */
-static void
-lzx_lz_skip_matches(const u8 window[restrict],
-                   const unsigned bytes_remaining,
-                   const unsigned strstart,
-                   const unsigned max_length,
-                   u16 child_tab[restrict],
-                   unsigned cur_match,
-                   const unsigned prev_len)
-{
-       u16 *new_tree_lt_ptr = &child_tab[strstart * 2];
-       u16 *new_tree_gt_ptr = &child_tab[strstart * 2 + 1];
-
-       u16 longest_lt_match_len = 0;
-       u16 longest_gt_match_len = 0;
-
-       unsigned depth = max_length;
-
-       unsigned longest_match_len = prev_len;
-
-       unsigned len_limit = min(bytes_remaining, max_length);
-
-       for (;;) {
-               if (depth-- == 0 || cur_match == 0) {
-                       *new_tree_gt_ptr = 0;
-                       *new_tree_lt_ptr = 0;
-                       return;
-               }
-
-               u16 * const cur_match_ptrs = &child_tab[cur_match * 2];
-
-               const u8 * const matchptr = &window[cur_match];
-               const u8 * const strptr = &window[strstart];
-
-               u16 len = min(longest_lt_match_len,
-                             longest_gt_match_len);
-
-               if (matchptr[len] == strptr[len]) {
-                       while (++len != len_limit)
-                               if (matchptr[len] != strptr[len])
-                                       break;
-
-                       if (len > longest_match_len) {
-                               longest_match_len = len;
-
-                               if (len == len_limit) {
-                                       *new_tree_lt_ptr = cur_match_ptrs[0];
-                                       *new_tree_gt_ptr = cur_match_ptrs[1];
-                                       return;
-                               }
-                       }
-               }
-
-               if (matchptr[len] < strptr[len]) {
-                       *new_tree_lt_ptr = cur_match;
-                       new_tree_lt_ptr = &cur_match_ptrs[1];
-                       cur_match = *new_tree_lt_ptr;
-                       longest_lt_match_len = len;
-               } else {
-                       *new_tree_gt_ptr = cur_match;
-                       new_tree_gt_ptr = &cur_match_ptrs[0];
-                       cur_match = *new_tree_gt_ptr;
-                       longest_gt_match_len = len;
-               }
-       }
-}
-
-static unsigned
-lzx_lz_get_matches_caching(struct lzx_compressor *ctx,
-                          struct raw_match **matches_ret);
-
-/* Tell the match-finder to skip the specified number of bytes (@n) in the
- * input.  */
-static void
-lzx_lz_skip_bytes(struct lzx_compressor *ctx, unsigned n)
-{
-
-#if LZX_PARAM_DONT_SKIP_MATCHES
-       /* Option 1: Still cache the matches from the positions skipped.  They
-        * will then be available in later passes.  */
-       struct raw_match *matches;
-       while (n--)
-               lzx_lz_get_matches_caching(ctx, &matches);
-#else
-       /* Option 2: Mark the positions skipped as having no matches available,
-        * but we still need to update the binary tree in case subsequent
-        * positions have matches at the current position.  */
-       LZX_ASSERT(n <= ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos);
-       if (ctx->matches_already_found) {
-               while (n--) {
-                       LZX_ASSERT(ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos].offset ==
-                                  ctx->match_window_pos);
-                       ctx->cached_matches_pos += ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos].len + 1;
-                       ctx->match_window_pos++;
-               }
-       } else {
-               while (n--) {
-                       if (ctx->params.alg_params.slow.use_len2_matches &&
-                           ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos >= 2) {
-                               unsigned c1 = ctx->window[ctx->match_window_pos];
-                               unsigned c2 = ctx->window[ctx->match_window_pos + 1];
-                               unsigned digram = c1 | (c2 << 8);
-                               ctx->digram_tab[digram] = ctx->match_window_pos;
-                       }
-                       if (ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos >= 3) {
-                               unsigned hash;
-                               unsigned cur_match;
-
-                               hash = lzx_lz_compute_hash(&ctx->window[ctx->match_window_pos]);
-
-                               cur_match = ctx->hash_tab[hash];
-                               ctx->hash_tab[hash] = ctx->match_window_pos;
-
-                               lzx_lz_skip_matches(ctx->window,
-                                                   ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos,
-                                                   ctx->match_window_pos,
-                                                   ctx->params.alg_params.slow.num_fast_bytes,
-                                                   ctx->child_tab,
-                                                   cur_match, 1);
-                       }
-                       ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos].len = 0;
-                       ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos].offset = ctx->match_window_pos;
-                       ctx->cached_matches_pos++;
-                       ctx->match_window_pos++;
-               }
+       /* Aligned offset code  */
+       for (i = 0; i < LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS; i++) {
+               ctx->costs.aligned[i] = lens->aligned[i];
+               if (ctx->costs.aligned[i] == 0)
+                       ctx->costs.aligned[i] = ctx->params.alg_params.slow.aligned_nostat_cost;
        }
-#endif /* !LZX_PARAM_DONT_SKIP_MATCHES */
 }
 
 /* Retrieve a list of matches available at the next position in the input.
  *
- * The return value is the number of matches found, and a pointer to them is
- * written to @matches_ret.  The matches will be sorted in order by length.
- *
- * This is essentially a wrapper around lzx_lz_get_matches() that caches its
- * output the first time and also performs the needed hashing.
- */
+ * A pointer to the matches array is written into @matches_ret, and the return
+ * value is the number of matches found.  */
 static unsigned
-lzx_lz_get_matches_caching(struct lzx_compressor *ctx,
-                          struct raw_match **matches_ret)
+lzx_get_matches(struct lzx_compressor *ctx,
+               const struct raw_match **matches_ret)
 {
-       unsigned num_matches;
+       struct raw_match *cache_ptr;
        struct raw_match *matches;
+       unsigned num_matches;
 
-       LZX_ASSERT(ctx->match_window_end >= ctx->match_window_pos);
-
-       matches = &ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos + 1];
-
-       if (ctx->matches_already_found) {
-               num_matches = ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos].len;
-               LZX_ASSERT(ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos].offset == ctx->match_window_pos);
+       LZX_ASSERT(ctx->match_window_pos < ctx->match_window_end);
 
-               for (int i = (int)num_matches - 1; i >= 0; i--) {
-                       if (ctx->match_window_pos + matches[i].len > ctx->match_window_end)
-                               matches[i].len = ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos;
-                       else
-                               break;
+       cache_ptr = ctx->cache_ptr;
+       matches = cache_ptr + 1;
+       if (likely(cache_ptr <= ctx->cache_limit)) {
+               if (ctx->matches_cached) {
+                       num_matches = cache_ptr->len;
+               } else {
+                       num_matches = lz_bt_get_matches(&ctx->mf, matches);
+                       cache_ptr->len = num_matches;
                }
        } else {
-               unsigned prev_len = 1;
-               struct raw_match * matches_ret = &ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos + 1];
                num_matches = 0;
+       }
 
-               if (ctx->params.alg_params.slow.use_len2_matches &&
-                   ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos >= 3) {
-                       unsigned c1 = ctx->window[ctx->match_window_pos];
-                       unsigned c2 = ctx->window[ctx->match_window_pos + 1];
-                       unsigned digram = c1 | (c2 << 8);
-                       unsigned cur_match;
-
-                       cur_match = ctx->digram_tab[digram];
-                       ctx->digram_tab[digram] = ctx->match_window_pos;
-                       if (cur_match != 0 &&
-                           ctx->window[cur_match + 2] != ctx->window[ctx->match_window_pos + 2])
-                       {
-                               matches_ret->len = 2;
-                               matches_ret->offset = ctx->match_window_pos - cur_match;
-                               matches_ret++;
-                               num_matches++;
-                               prev_len = 2;
-                       }
-               }
-               if (ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos >= 3) {
-                       unsigned hash;
-                       unsigned cur_match;
-
-                       hash = lzx_lz_compute_hash(&ctx->window[ctx->match_window_pos]);
-
-                       cur_match = ctx->hash_tab[hash];
-                       ctx->hash_tab[hash] = ctx->match_window_pos;
-                       num_matches += lzx_lz_get_matches(ctx->window,
-                                                         ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos,
-                                                         ctx->match_window_pos,
-                                                         ctx->params.alg_params.slow.num_fast_bytes,
-                                                         ctx->child_tab,
-                                                         cur_match,
-                                                         prev_len,
-                                                         matches_ret);
-               }
+       /* Don't allow matches to span the end of an LZX block.  */
+       if (ctx->match_window_end < ctx->window_size && num_matches != 0) {
+               unsigned limit = ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos;
 
-               ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos].len = num_matches;
-               ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos].offset = ctx->match_window_pos;
+               if (limit >= LZX_MIN_MATCH_LEN) {
 
-               if (num_matches) {
-                       struct raw_match *longest_match_ptr =
-                               &ctx->cached_matches[ctx->cached_matches_pos + 1 +
-                                                    num_matches - 1];
-                       u16 len = longest_match_ptr->len;
-
-                       /* If the longest match returned by the match-finder
-                        * reached the number of fast bytes, extend it as much
-                        * as possible.  */
-                       if (len == ctx->params.alg_params.slow.num_fast_bytes) {
-                               const unsigned maxlen =
-                                       min(ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos,
-                                           LZX_MAX_MATCH);
-
-                               const u8 * const matchptr =
-                                       &ctx->window[ctx->match_window_pos - longest_match_ptr->offset];
-
-                               const u8 * const strptr =
-                                       &ctx->window[ctx->match_window_pos];
-
-                               while (len < maxlen && matchptr[len] == strptr[len])
-                                       len++;
-                       }
-                       longest_match_ptr->len = len;
+                       unsigned i = num_matches - 1;
+                       do {
+                               if (matches[i].len >= limit) {
+                                       matches[i].len = limit;
+
+                                       /* Truncation might produce multiple
+                                        * matches with length 'limit'.  Keep at
+                                        * most 1.  */
+                                       num_matches = i + 1;
+                               }
+                       } while (i--);
+               } else {
+                       num_matches = 0;
                }
+               cache_ptr->len = num_matches;
        }
-       ctx->cached_matches_pos += num_matches + 1;
-       *matches_ret = matches;
 
 #if 0
-       printf("\n");
+       fprintf(stderr, "Pos %u/%u: %u matches\n",
+               ctx->match_window_pos, ctx->window_size, num_matches);
        for (unsigned i = 0; i < num_matches; i++)
-       {
-               printf("Len %u Offset %u\n", matches[i].len, matches[i].offset);
-       }
+               fprintf(stderr, "\tLen %u Offset %u\n", matches[i].len, matches[i].offset);
 #endif
 
+#ifdef ENABLE_LZX_DEBUG
        for (unsigned i = 0; i < num_matches; i++) {
-               LZX_ASSERT(matches[i].len <= LZX_MAX_MATCH);
-               if (matches[i].len >= LZX_MIN_MATCH) {
-                       LZX_ASSERT(matches[i].offset <= ctx->match_window_pos);
-                       LZX_ASSERT(matches[i].len <= ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos);
-                       LZX_ASSERT(!memcmp(&ctx->window[ctx->match_window_pos],
-                                          &ctx->window[ctx->match_window_pos - matches[i].offset],
-                                          matches[i].len));
+               LZX_ASSERT(matches[i].len >= LZX_MIN_MATCH_LEN);
+               LZX_ASSERT(matches[i].len <= LZX_MAX_MATCH_LEN);
+               LZX_ASSERT(matches[i].len <= ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos);
+               LZX_ASSERT(matches[i].offset > 0);
+               LZX_ASSERT(matches[i].offset <= ctx->match_window_pos);
+               LZX_ASSERT(!memcmp(&ctx->window[ctx->match_window_pos],
+                                  &ctx->window[ctx->match_window_pos - matches[i].offset],
+                                  matches[i].len));
+               if (i) {
+                       LZX_ASSERT(matches[i].len > matches[i - 1].len);
+                       LZX_ASSERT(matches[i].offset > matches[i - 1].offset);
                }
        }
-
+#endif
        ctx->match_window_pos++;
+       ctx->cache_ptr = matches + num_matches;
+       *matches_ret = matches;
        return num_matches;
 }
 
+static void
+lzx_skip_bytes(struct lzx_compressor *ctx, unsigned n)
+{
+       struct raw_match *cache_ptr;
+
+       LZX_ASSERT(n <= ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos);
+
+       cache_ptr = ctx->cache_ptr;
+       ctx->match_window_pos += n;
+       if (ctx->matches_cached) {
+               while (n-- && cache_ptr <= ctx->cache_limit)
+                       cache_ptr += 1 + cache_ptr->len;
+       } else {
+               lz_bt_skip_positions(&ctx->mf, n);
+               while (n-- && cache_ptr <= ctx->cache_limit) {
+                       cache_ptr->len = 0;
+                       cache_ptr += 1;
+               }
+       }
+       ctx->cache_ptr = cache_ptr;
+}
+
 /*
  * Reverse the linked list of near-optimal matches so that they can be returned
  * in forwards order.
@@ -1589,8 +1350,7 @@ lzx_lz_get_matches_caching(struct lzx_compressor *ctx,
  * Returns the first match in the list.
  */
 static struct raw_match
-lzx_lz_reverse_near_optimal_match_list(struct lzx_compressor *ctx,
-                                      unsigned cur_pos)
+lzx_match_chooser_reverse_list(struct lzx_compressor *ctx, unsigned cur_pos)
 {
        unsigned prev_link, saved_prev_link;
        unsigned prev_match_offset, saved_prev_match_offset;
@@ -1622,81 +1382,78 @@ lzx_lz_reverse_near_optimal_match_list(struct lzx_compressor *ctx,
 }
 
 /*
- * lzx_lz_get_near_optimal_match() -
+ * lzx_get_near_optimal_match() -
+ *
+ * Choose an approximately optimal match or literal to use at the next position
+ * in the string, or "window", being LZ-encoded.
  *
- * Choose the "best" match or literal to use at the next position in the input.
+ * This is based on algorithms used in 7-Zip, including the DEFLATE encoder
+ * and the LZMA encoder, written by Igor Pavlov.
  *
- * Unlike a "greedy" parser that always takes the longest match, or even a
+ * Unlike a greedy parser that always takes the longest match, or even a "lazy"
  * parser with one match/literal look-ahead like zlib, the algorithm used here
- * may look ahead many matches/literals to determine the best match/literal to
- * output next.  The motivation is that the compression ratio is improved if the
- * compressor can do things like use a shorter-than-possible match in order to
- * allow a longer match later, and also take into account the Huffman code cost
- * model rather than simply assuming that longer is better.  It is not a true
- * "optimal" parser, however, since some shortcuts can be taken; for example, if
- * a match is very long, the parser just chooses it immediately before too much
- * time is wasting considering many different alternatives that are unlikely to
- * be better.
- *
- * This algorithm is based on that used in 7-Zip's DEFLATE encoder.
+ * may look ahead many matches/literals to determine the approximately optimal
+ * match/literal to code next.  The motivation is that the compression ratio is
+ * improved if the compressor can do things like use a shorter-than-possible
+ * match in order to allow a longer match later, and also take into account the
+ * estimated real cost of coding each match/literal based on the underlying
+ * entropy encoding.
+ *
+ * Still, this is not a true optimal parser for several reasons:
+ *
+ * - Real compression formats use entropy encoding of the literal/match
+ *   sequence, so the real cost of coding each match or literal is unknown until
+ *   the parse is fully determined.  It can be approximated based on iterative
+ *   parses, but the end result is not guaranteed to be globally optimal.
+ *
+ * - Very long matches are chosen immediately.  This is because locations with
+ *   long matches are likely to have many possible alternatives that would cause
+ *   slow optimal parsing, but also such locations are already highly
+ *   compressible so it is not too harmful to just grab the longest match.
+ *
+ * - Not all possible matches at each location are considered because the
+ *   underlying match-finder limits the number and type of matches produced at
+ *   each position.  For example, for a given match length it's usually not
+ *   worth it to only consider matches other than the lowest-offset match,
+ *   except in the case of a repeat offset.
+ *
+ * - Although we take into account the adaptive state (in LZX, the recent offset
+ *   queue), coding decisions made with respect to the adaptive state will be
+ *   locally optimal but will not necessarily be globally optimal.  This is
+ *   because the algorithm only keeps the least-costly path to get to a given
+ *   location and does not take into account that a slightly more costly path
+ *   could result in a different adaptive state that ultimately results in a
+ *   lower global cost.
+ *
+ * - The array space used by this function is bounded, so in degenerate cases it
+ *   is forced to start returning matches/literals before the algorithm has
+ *   really finished.
  *
  * Each call to this function does one of two things:
  *
- * 1. Build a near-optimal sequence of matches/literals, up to some point, that
+ * 1. Build a sequence of near-optimal matches/literals, up to some point, that
  *    will be returned by subsequent calls to this function, then return the
  *    first one.
  *
  * OR
  *
  * 2. Return the next match/literal previously computed by a call to this
- *    function;
- *
- * This function relies on the following state in the compressor context:
- *
- *     ctx->window          (read-only: preprocessed data being compressed)
- *     ctx->cost            (read-only: cost model to use)
- *     ctx->optimum         (internal state; leave uninitialized)
- *     ctx->optimum_cur_idx (must set to 0 before first call)
- *     ctx->optimum_end_idx (must set to 0 before first call)
- *     ctx->hash_tab        (must set to 0 before first call)
- *     ctx->cached_matches  (internal state; leave uninitialized)
- *     ctx->cached_matches_pos (initialize to 0 before first call; save and
- *                              restore value if restarting parse from a
- *                              certain position)
- *     ctx->match_window_pos (must initialize to position of next match to
- *                            return; subsequent calls return subsequent
- *                            matches)
- *     ctx->match_window_end (must initialize to limit of match-finding region;
- *                            subsequent calls use the same limit)
+ *    function.
  *
  * The return value is a (length, offset) pair specifying the match or literal
- * chosen.  For literals, length is either 0 or 1 and offset is meaningless.
+ * chosen.  For literals, the length is 0 or 1 and the offset is meaningless.
  */
 static struct raw_match
-lzx_lz_get_near_optimal_match(struct lzx_compressor * ctx)
+lzx_get_near_optimal_match(struct lzx_compressor *ctx)
 {
-#if 0
-       /* Testing: literals only  */
-       ctx->match_window_pos++;
-       return (struct raw_match) { .len = 0 };
-#elif 0
-       /* Testing: greedy parsing  */
-       struct raw_match *matches;
        unsigned num_matches;
-       struct raw_match match = {.len = 0};
-
-       num_matches = lzx_lz_get_matches_caching(ctx, &matches);
-       if (num_matches) {
-               match = matches[num_matches - 1];
-               lzx_lz_skip_bytes(ctx, match.len - 1);
-       }
-       return match;
-#else
-       unsigned num_possible_matches;
-       struct raw_match *possible_matches;
+       const struct raw_match *matches;
        struct raw_match match;
-       unsigned longest_match_len;
-       unsigned len, match_idx;
+       unsigned longest_len;
+       unsigned longest_rep_len;
+       u32 longest_rep_offset;
+       unsigned cur_pos;
+       unsigned end_pos;
 
        if (ctx->optimum_cur_idx != ctx->optimum_end_idx) {
                /* Case 2: Return the next match/literal already found.  */
@@ -1713,693 +1470,502 @@ lzx_lz_get_near_optimal_match(struct lzx_compressor * ctx)
        ctx->optimum_cur_idx = 0;
        ctx->optimum_end_idx = 0;
 
-       /* Get matches at this position.  */
-       num_possible_matches = lzx_lz_get_matches_caching(ctx, &possible_matches);
+       /* Search for matches at recent offsets.  Only keep the one with the
+        * longest match length.  */
+       longest_rep_len = LZX_MIN_MATCH_LEN - 1;
+       if (ctx->match_window_pos >= 1) {
+               unsigned limit = min(LZX_MAX_MATCH_LEN,
+                                    ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos);
+               for (int i = 0; i < LZX_NUM_RECENT_OFFSETS; i++) {
+                       u32 offset = ctx->queue.R[i];
+                       const u8 *strptr = &ctx->window[ctx->match_window_pos];
+                       const u8 *matchptr = strptr - offset;
+                       unsigned len = 0;
+                       while (len < limit && strptr[len] == matchptr[len])
+                               len++;
+                       if (len > longest_rep_len) {
+                               longest_rep_len = len;
+                               longest_rep_offset = offset;
+                       }
+               }
+       }
 
-       /* If no matches found, return literal.  */
-       if (num_possible_matches == 0)
-               return (struct raw_match){ .len = 0 };
+       /* If there's a long match with a recent offset, take it.  */
+       if (longest_rep_len >= ctx->params.alg_params.slow.nice_match_length) {
+               lzx_skip_bytes(ctx, longest_rep_len);
+               return (struct raw_match) {
+                       .len = longest_rep_len,
+                       .offset = longest_rep_offset,
+               };
+       }
 
-       /* The matches that were found are sorted by length.  Get the length of
-        * the longest one.  */
-       longest_match_len = possible_matches[num_possible_matches - 1].len;
+       /* Search other matches.  */
+       num_matches = lzx_get_matches(ctx, &matches);
 
-       /* Greedy heuristic:  if the longest match that was found is greater
-        * than the number of fast bytes, return it immediately; don't both
-        * doing more work.  */
-       if (longest_match_len > ctx->params.alg_params.slow.num_fast_bytes) {
-               lzx_lz_skip_bytes(ctx, longest_match_len - 1);
-               return possible_matches[num_possible_matches - 1];
+       /* If there's a long match, take it.  */
+       if (num_matches) {
+               longest_len = matches[num_matches - 1].len;
+               if (longest_len >= ctx->params.alg_params.slow.nice_match_length) {
+                       lzx_skip_bytes(ctx, longest_len - 1);
+                       return matches[num_matches - 1];
+               }
+       } else {
+               longest_len = 1;
        }
 
-       /* Calculate the cost to reach the next position by outputting a
-        * literal.  */
-#if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-       ctx->optimum[0].queue = ctx->queue;
-       ctx->optimum[1].queue = ctx->optimum[0].queue;
-#endif
-       ctx->optimum[1].cost = lzx_literal_cost(ctx->window[ctx->match_window_pos],
+       /* Calculate the cost to reach the next position by coding a literal.
+        */
+       ctx->optimum[1].queue = ctx->queue;
+       ctx->optimum[1].cost = lzx_literal_cost(ctx->window[ctx->match_window_pos - 1],
                                                &ctx->costs);
        ctx->optimum[1].prev.link = 0;
 
        /* Calculate the cost to reach any position up to and including that
-        * reached by the longest match, using the shortest (i.e. closest) match
-        * that reaches each position.  */
-       match_idx = 0;
-       BUILD_BUG_ON(LZX_MIN_MATCH != 2);
-       for (len = LZX_MIN_MATCH; len <= longest_match_len; len++) {
-
-               LZX_ASSERT(match_idx < num_possible_matches);
+        * reached by the longest match.
+        *
+        * Note: We consider only the lowest-offset match that reaches each
+        * position.
+        *
+        * Note: Some of the cost calculation stays the same for each offset,
+        * regardless of how many lengths it gets used for.  Therefore, to
+        * improve performance, we hand-code the cost calculation instead of
+        * calling lzx_match_cost() to do a from-scratch cost evaluation at each
+        * length.  */
+       for (unsigned i = 0, len = 2; i < num_matches; i++) {
+               u32 offset;
+               struct lzx_lru_queue queue;
+               u32 position_cost;
+               unsigned position_slot;
+               unsigned num_extra_bits;
+
+               offset = matches[i].offset;
+               queue = ctx->queue;
+               position_cost = 0;
+
+               position_slot = lzx_get_position_slot(offset, &queue);
+               num_extra_bits = lzx_get_num_extra_bits(position_slot);
+               if (num_extra_bits >= 3) {
+                       position_cost += num_extra_bits - 3;
+                       position_cost += ctx->costs.aligned[(offset + LZX_OFFSET_OFFSET) & 7];
+               } else {
+                       position_cost += num_extra_bits;
+               }
 
-       #if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-               ctx->optimum[len].queue = ctx->optimum[0].queue;
-       #endif
-               ctx->optimum[len].prev.link = 0;
-               ctx->optimum[len].prev.match_offset = possible_matches[match_idx].offset;
-               ctx->optimum[len].cost = lzx_match_cost(len,
-                                                       possible_matches[match_idx].offset,
-                                                       &ctx->costs
-                                               #if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-                                                       , &ctx->optimum[len].queue
-                                               #endif
-                                                       );
-               if (len == possible_matches[match_idx].len)
-                       match_idx++;
-       }
+               do {
+                       unsigned len_header;
+                       unsigned main_symbol;
+                       u32 cost;
 
-       unsigned cur_pos = 0;
+                       cost = position_cost;
 
-       /* len_end: greatest index forward at which costs have been calculated
-        * so far  */
-       unsigned len_end = longest_match_len;
+                       len_header = min(len - LZX_MIN_MATCH_LEN, LZX_NUM_PRIMARY_LENS);
+                       main_symbol = ((position_slot << 3) | len_header) + LZX_NUM_CHARS;
+                       cost += ctx->costs.main[main_symbol];
+                       if (len_header == LZX_NUM_PRIMARY_LENS)
+                               cost += ctx->costs.len[len - LZX_MIN_MATCH_LEN - LZX_NUM_PRIMARY_LENS];
 
+                       ctx->optimum[len].queue = queue;
+                       ctx->optimum[len].prev.link = 0;
+                       ctx->optimum[len].prev.match_offset = offset;
+                       ctx->optimum[len].cost = cost;
+               } while (++len <= matches[i].len);
+       }
+       end_pos = longest_len;
+
+       if (longest_rep_len >= LZX_MIN_MATCH_LEN) {
+               struct lzx_lru_queue queue;
+               u32 cost;
+
+               while (end_pos < longest_rep_len)
+                       ctx->optimum[++end_pos].cost = MC_INFINITE_COST;
+
+               queue = ctx->queue;
+               cost = lzx_match_cost(longest_rep_len, longest_rep_offset,
+                                     &ctx->costs, &queue);
+               if (cost <= ctx->optimum[longest_rep_len].cost) {
+                       ctx->optimum[longest_rep_len].queue = queue;
+                       ctx->optimum[longest_rep_len].prev.link = 0;
+                       ctx->optimum[longest_rep_len].prev.match_offset = longest_rep_offset;
+                       ctx->optimum[longest_rep_len].cost = cost;
+               }
+       }
 
+       /* Step forward, calculating the estimated minimum cost to reach each
+        * position.  The algorithm may find multiple paths to reach each
+        * position; only the lowest-cost path is saved.
+        *
+        * The progress of the parse is tracked in the @ctx->optimum array, which
+        * for each position contains the minimum cost to reach that position,
+        * the index of the start of the match/literal taken to reach that
+        * position through the minimum-cost path, the offset of the match taken
+        * (not relevant for literals), and the adaptive state that will exist
+        * at that position after the minimum-cost path is taken.  The @cur_pos
+        * variable stores the position at which the algorithm is currently
+        * considering coding choices, and the @end_pos variable stores the
+        * greatest position at which the costs of coding choices have been
+        * saved.  (Actually, the algorithm guarantees that all positions up to
+        * and including @end_pos are reachable by at least one path.)
+        *
+        * The loop terminates when any one of the following conditions occurs:
+        *
+        * 1. A match with length greater than or equal to @nice_match_length is
+        *    found.  When this occurs, the algorithm chooses this match
+        *    unconditionally, and consequently the near-optimal match/literal
+        *    sequence up to and including that match is fully determined and it
+        *    can begin returning the match/literal list.
+        *
+        * 2. @cur_pos reaches a position not overlapped by a preceding match.
+        *    In such cases, the near-optimal match/literal sequence up to
+        *    @cur_pos is fully determined and it can begin returning the
+        *    match/literal list.
+        *
+        * 3. Failing either of the above in a degenerate case, the loop
+        *    terminates when space in the @ctx->optimum array is exhausted.
+        *    This terminates the algorithm and forces it to start returning
+        *    matches/literals even though they may not be globally optimal.
+        *
+        * Upon loop termination, a nonempty list of matches/literals will have
+        * been produced and stored in the @optimum array.  These
+        * matches/literals are linked in reverse order, so the last thing this
+        * function does is reverse this list and return the first
+        * match/literal, leaving the rest to be returned immediately by
+        * subsequent calls to this function.
+        */
+       cur_pos = 0;
        for (;;) {
+               u32 cost;
+
                /* Advance to next position.  */
                cur_pos++;
 
-               if (cur_pos == len_end || cur_pos == LZX_PARAM_OPTIM_ARRAY_SIZE)
-                       return lzx_lz_reverse_near_optimal_match_list(ctx, cur_pos);
+               /* Check termination conditions (2) and (3) noted above.  */
+               if (cur_pos == end_pos || cur_pos == LZX_OPTIM_ARRAY_SIZE)
+                       return lzx_match_chooser_reverse_list(ctx, cur_pos);
+
+               /* Search for matches at recent offsets.  */
+               longest_rep_len = LZX_MIN_MATCH_LEN - 1;
+               unsigned limit = min(LZX_MAX_MATCH_LEN,
+                                    ctx->match_window_end - ctx->match_window_pos);
+               for (int i = 0; i < LZX_NUM_RECENT_OFFSETS; i++) {
+                       u32 offset = ctx->optimum[cur_pos].queue.R[i];
+                       const u8 *strptr = &ctx->window[ctx->match_window_pos];
+                       const u8 *matchptr = strptr - offset;
+                       unsigned len = 0;
+                       while (len < limit && strptr[len] == matchptr[len])
+                               len++;
+                       if (len > longest_rep_len) {
+                               longest_rep_len = len;
+                               longest_rep_offset = offset;
+                       }
+               }
+
+               /* If we found a long match at a recent offset, choose it
+                * immediately.  */
+               if (longest_rep_len >= ctx->params.alg_params.slow.nice_match_length) {
+                       /* Build the list of matches to return and get
+                        * the first one.  */
+                       match = lzx_match_chooser_reverse_list(ctx, cur_pos);
 
-               /* retrieve the number of matches available at this position  */
-               num_possible_matches = lzx_lz_get_matches_caching(ctx,
-                                                                 &possible_matches);
+                       /* Append the long match to the end of the list.  */
+                       ctx->optimum[cur_pos].next.match_offset = longest_rep_offset;
+                       ctx->optimum[cur_pos].next.link = cur_pos + longest_rep_len;
+                       ctx->optimum_end_idx = cur_pos + longest_rep_len;
 
-               unsigned new_len = 0;
+                       /* Skip over the remaining bytes of the long match.  */
+                       lzx_skip_bytes(ctx, longest_rep_len);
 
-               if (num_possible_matches != 0) {
-                       new_len = possible_matches[num_possible_matches - 1].len;
+                       /* Return first match in the list.  */
+                       return match;
+               }
 
-                       /* Greedy heuristic:  if we found a match greater than
-                        * the number of fast bytes, stop immediately.  */
-                       if (new_len > ctx->params.alg_params.slow.num_fast_bytes) {
+               /* Search other matches.  */
+               num_matches = lzx_get_matches(ctx, &matches);
 
+               /* If there's a long match, take it.  */
+               if (num_matches) {
+                       longest_len = matches[num_matches - 1].len;
+                       if (longest_len >= ctx->params.alg_params.slow.nice_match_length) {
                                /* Build the list of matches to return and get
                                 * the first one.  */
-                               match = lzx_lz_reverse_near_optimal_match_list(ctx, cur_pos);
+                               match = lzx_match_chooser_reverse_list(ctx, cur_pos);
 
                                /* Append the long match to the end of the list.  */
                                ctx->optimum[cur_pos].next.match_offset =
-                                       possible_matches[num_possible_matches - 1].offset;
-                               ctx->optimum[cur_pos].next.link = cur_pos + new_len;
-                               ctx->optimum_end_idx = cur_pos + new_len;
+                                       matches[num_matches - 1].offset;
+                               ctx->optimum[cur_pos].next.link = cur_pos + longest_len;
+                               ctx->optimum_end_idx = cur_pos + longest_len;
 
                                /* Skip over the remaining bytes of the long match.  */
-                               lzx_lz_skip_bytes(ctx, new_len - 1);
+                               lzx_skip_bytes(ctx, longest_len - 1);
 
-                               /* Return first match in the list  */
+                               /* Return first match in the list.  */
                                return match;
                        }
+               } else {
+                       longest_len = 1;
                }
 
-               /* Consider proceeding with a literal byte.  */
-               u32 cur_cost = ctx->optimum[cur_pos].cost;
-               u32 cur_plus_literal_cost = cur_cost +
+               while (end_pos < cur_pos + longest_len)
+                       ctx->optimum[++end_pos].cost = MC_INFINITE_COST;
+
+               /* Consider coding a literal.  */
+               cost = ctx->optimum[cur_pos].cost +
                        lzx_literal_cost(ctx->window[ctx->match_window_pos - 1],
                                         &ctx->costs);
-               if (cur_plus_literal_cost < ctx->optimum[cur_pos + 1].cost) {
-                       ctx->optimum[cur_pos + 1].cost = cur_plus_literal_cost;
-                       ctx->optimum[cur_pos + 1].prev.link = cur_pos;
-               #if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
+               if (cost < ctx->optimum[cur_pos + 1].cost) {
                        ctx->optimum[cur_pos + 1].queue = ctx->optimum[cur_pos].queue;
-               #endif
+                       ctx->optimum[cur_pos + 1].cost = cost;
+                       ctx->optimum[cur_pos + 1].prev.link = cur_pos;
                }
 
-               if (num_possible_matches == 0)
-                       continue;
-
-               /* Consider proceeding with a match.  */
-
-               while (len_end < cur_pos + new_len)
-                       ctx->optimum[++len_end].cost = ~(u32)0;
-
-               match_idx = 0;
-               for (len = LZX_MIN_MATCH; len <= new_len; len++) {
-                       LZX_ASSERT(match_idx < num_possible_matches);
-               #if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-                       struct lzx_lru_queue q = ctx->optimum[cur_pos].queue;
-               #endif
-                       u32 cost = cur_cost + lzx_match_cost(len,
-                                                            possible_matches[match_idx].offset,
-                                                            &ctx->costs
-                                                       #if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-                                                            , &q
-                                                       #endif
-                                                            );
-
-                       if (cost < ctx->optimum[cur_pos + len].cost) {
-                               ctx->optimum[cur_pos + len].cost = cost;
-                               ctx->optimum[cur_pos + len].prev.link = cur_pos;
-                               ctx->optimum[cur_pos + len].prev.match_offset =
-                                               possible_matches[match_idx].offset;
-                       #if LZX_PARAM_ACCOUNT_FOR_LRU
-                               ctx->optimum[cur_pos + len].queue = q;
-                       #endif
+               /* Consider coding a match.
+                *
+                * The hard-coded cost calculation is done for the same reason
+                * stated in the comment for the similar loop earlier.
+                * Actually, it is *this* one that has the biggest effect on
+                * performance; overall LZX compression is > 10% faster with
+                * this code compared to calling lzx_match_cost() with each
+                * length.  */
+               for (unsigned i = 0, len = 2; i < num_matches; i++) {
+                       u32 offset;
+                       struct lzx_lru_queue queue;
+                       u32 position_cost;
+                       unsigned position_slot;
+                       unsigned num_extra_bits;
+
+                       offset = matches[i].offset;
+                       queue = ctx->optimum[cur_pos].queue;
+                       position_cost = ctx->optimum[cur_pos].cost;
+
+                       position_slot = lzx_get_position_slot(offset, &queue);
+                       num_extra_bits = lzx_get_num_extra_bits(position_slot);
+                       if (num_extra_bits >= 3) {
+                               position_cost += num_extra_bits - 3;
+                               position_cost += ctx->costs.aligned[
+                                               (offset + LZX_OFFSET_OFFSET) & 7];
+                       } else {
+                               position_cost += num_extra_bits;
                        }
 
-                       if (len == possible_matches[match_idx].len)
-                               match_idx++;
+                       do {
+                               unsigned len_header;
+                               unsigned main_symbol;
+                               u32 cost;
+
+                               cost = position_cost;
+
+                               len_header = min(len - LZX_MIN_MATCH_LEN,
+                                                LZX_NUM_PRIMARY_LENS);
+                               main_symbol = ((position_slot << 3) | len_header) +
+                                               LZX_NUM_CHARS;
+                               cost += ctx->costs.main[main_symbol];
+                               if (len_header == LZX_NUM_PRIMARY_LENS) {
+                                       cost += ctx->costs.len[len -
+                                                       LZX_MIN_MATCH_LEN -
+                                                       LZX_NUM_PRIMARY_LENS];
+                               }
+                               if (cost < ctx->optimum[cur_pos + len].cost) {
+                                       ctx->optimum[cur_pos + len].queue = queue;
+                                       ctx->optimum[cur_pos + len].prev.link = cur_pos;
+                                       ctx->optimum[cur_pos + len].prev.match_offset = offset;
+                                       ctx->optimum[cur_pos + len].cost = cost;
+                               }
+                       } while (++len <= matches[i].len);
                }
-       }
-#endif
-}
-
-static unsigned
-lzx_huffman_code_output_cost(const u8 lens[restrict],
-                            const freq_t freqs[restrict],
-                            unsigned num_syms)
-{
-       unsigned cost = 0;
-
-       for (unsigned i = 0; i < num_syms; i++)
-               cost += (unsigned)lens[i] * (unsigned)freqs[i];
 
-       return cost;
-}
-
-/* Return the number of bits required to output the lengths for the specified
- * Huffman code in compressed format (encoded with a precode).  */
-static unsigned
-lzx_code_cost(const u8 lens[], const u8 prev_lens[], unsigned num_syms)
-{
-       u8 output_syms[num_syms];
-       freq_t precode_freqs[LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS];
-       u8 precode_lens[LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS];
-       u16 precode_codewords[LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS];
-       unsigned cost = 0;
-       unsigned num_additional_bits;
-
-       /* Acount for the lengths of the precode itself.  */
-       cost += LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS * LZX_PRETREE_ELEMENT_SIZE;
-
-       lzx_build_precode(lens, prev_lens, num_syms,
-                         precode_freqs, output_syms,
-                         precode_lens, precode_codewords,
-                         &num_additional_bits);
-
-       /* Account for all precode symbols output.  */
-       cost += lzx_huffman_code_output_cost(precode_lens, precode_freqs,
-                                            LZX_PRETREE_NUM_SYMBOLS);
-
-       /* Account for additional bits.  */
-       cost += num_additional_bits;
-
-       return cost;
+               if (longest_rep_len >= LZX_MIN_MATCH_LEN) {
+                       struct lzx_lru_queue queue;
+
+                       while (end_pos < cur_pos + longest_rep_len)
+                               ctx->optimum[++end_pos].cost = MC_INFINITE_COST;
+
+                       queue = ctx->optimum[cur_pos].queue;
+
+                       cost = ctx->optimum[cur_pos].cost +
+                               lzx_match_cost(longest_rep_len, longest_rep_offset,
+                                              &ctx->costs, &queue);
+                       if (cost <= ctx->optimum[cur_pos + longest_rep_len].cost) {
+                               ctx->optimum[cur_pos + longest_rep_len].queue =
+                                       queue;
+                               ctx->optimum[cur_pos + longest_rep_len].prev.link =
+                                       cur_pos;
+                               ctx->optimum[cur_pos + longest_rep_len].prev.match_offset =
+                                       longest_rep_offset;
+                               ctx->optimum[cur_pos + longest_rep_len].cost =
+                                       cost;
+                       }
+               }
+       }
 }
 
-/* Account for extra bits in the main symbols.  */
+/* Set default symbol costs for the LZX Huffman codes.  */
 static void
-lzx_update_mainsym_match_costs(int block_type,
-                              u8 main_lens[LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS])
+lzx_set_default_costs(struct lzx_costs * costs, unsigned num_main_syms)
 {
        unsigned i;
 
-       LZX_ASSERT(block_type == LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED ||
-                  block_type == LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM);
+       /* Main code (part 1): Literal symbols  */
+       for (i = 0; i < LZX_NUM_CHARS; i++)
+               costs->main[i] = 8;
 
-       for (i = LZX_NUM_CHARS; i < LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS; i++) {
-               unsigned position_slot = (i >> 3) & 0x1f;
+       /* Main code (part 2): Match header symbols  */
+       for (; i < num_main_syms; i++)
+               costs->main[i] = 10;
 
-               /* If it's a verbatim block, add the number of extra bits
-                * corresponding to the position slot.
-                *
-                * If it's an aligned block and there would normally be at least
-                * 3 extra bits, count 3 less because they will be output as an
-                * aligned offset symbol instead.  */
-               unsigned num_extra_bits = lzx_get_num_extra_bits(position_slot);
-
-               if (block_type == LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED && num_extra_bits >= 3)
-                       num_extra_bits -= 3;
-               main_lens[i] += num_extra_bits;
-       }
+       /* Length code  */
+       for (i = 0; i < LZX_LENCODE_NUM_SYMBOLS; i++)
+               costs->len[i] = 8;
+
+       /* Aligned offset code  */
+       for (i = 0; i < LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS; i++)
+               costs->aligned[i] = 3;
 }
 
-/*
- * Compute the costs, in bits, to output a compressed block as aligned offset
- * and verbatim.
- *
- * @block_size
- *     Number of bytes of uncompressed data the block represents.
- * @codes
- *     Huffman codes that will be used when outputting the block.
- * @prev_codes
- *     Huffman codes for the previous block, or all zeroes if this is the first
- *     block.
- * @freqs
- *     Frequencies of Huffman symbols that will be output in the block.
- * @aligned_cost_ret
- *     Cost of aligned block will be returned here.
- * @verbatim_cost_ret
- *     Cost of verbatim block will be returned here.
- */
-static void
-lzx_compute_compressed_block_costs(unsigned block_size,
-                                  const struct lzx_codes *codes,
-                                  const struct lzx_codes *prev_codes,
-                                  const struct lzx_freqs *freqs,
-                                  unsigned * aligned_cost_ret,
-                                  unsigned * verbatim_cost_ret)
+/* Given the frequencies of symbols in an LZX-compressed block and the
+ * corresponding Huffman codes, return LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED or
+ * LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM if an aligned offset or verbatim block, respectively,
+ * will take fewer bits to output.  */
+static int
+lzx_choose_verbatim_or_aligned(const struct lzx_freqs * freqs,
+                              const struct lzx_codes * codes)
 {
-       unsigned common_cost = 0;
        unsigned aligned_cost = 0;
        unsigned verbatim_cost = 0;
 
-       u8 updated_main_lens[LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS];
-
-       /* Account for cost of block header.  */
-       common_cost += LZX_BLOCKTYPE_NBITS;
-       if (block_size == LZX_DEFAULT_BLOCK_SIZE)
-               common_cost += 1;
+       /* Verbatim blocks have a constant 3 bits per position footer.  Aligned
+        * offset blocks have an aligned offset symbol per position footer, plus
+        * an extra 24 bits per block to output the lengths necessary to
+        * reconstruct the aligned offset code itself.  */
+       for (unsigned i = 0; i < LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS; i++) {
+               verbatim_cost += 3 * freqs->aligned[i];
+               aligned_cost += codes->lens.aligned[i] * freqs->aligned[i];
+       }
+       aligned_cost += LZX_ALIGNEDCODE_ELEMENT_SIZE * LZX_ALIGNEDCODE_NUM_SYMBOLS;
+       if (aligned_cost < verbatim_cost)
+               return LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED;
        else
-               common_cost += LZX_BLOCKSIZE_NBITS;
-
-       /* Account for cost of outputting aligned offset code.  */
-       aligned_cost += LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS * LZX_ALIGNEDTREE_ELEMENT_SIZE;
-
-       /* Account for cost of outputting main and length codes.  */
-       common_cost += lzx_code_cost(codes->lens.main,
-                                    prev_codes->lens.main,
-                                    LZX_NUM_CHARS);
-       common_cost += lzx_code_cost(codes->lens.main + LZX_NUM_CHARS,
-                                    prev_codes->lens.main + LZX_NUM_CHARS,
-                                    LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS - LZX_NUM_CHARS);
-       common_cost += lzx_code_cost(codes->lens.len,
-                                    prev_codes->lens.len,
-                                    LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS);
-
-       /* Account for cost to output main, length, and aligned symbols, taking
-        * into account extra position bits.  */
-
-       memcpy(updated_main_lens, codes->lens.main, LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS);
-       lzx_update_mainsym_match_costs(LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM, updated_main_lens);
-       verbatim_cost += lzx_huffman_code_output_cost(updated_main_lens,
-                                                     freqs->main,
-                                                     LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS);
-       memcpy(updated_main_lens, codes->lens.main, LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS);
-       lzx_update_mainsym_match_costs(LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED, updated_main_lens);
-       aligned_cost += lzx_huffman_code_output_cost(updated_main_lens,
-                                                    freqs->main,
-                                                    LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS);
-
-       common_cost += lzx_huffman_code_output_cost(codes->lens.len,
-                                                   freqs->len,
-                                                   LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS);
-
-       aligned_cost += lzx_huffman_code_output_cost(codes->lens.aligned,
-                                                    freqs->aligned,
-                                                    LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS);
-
-       *aligned_cost_ret = aligned_cost + common_cost;
-       *verbatim_cost_ret = verbatim_cost + common_cost;
+               return LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM;
 }
 
-/* Prepare a (nonsplit) compressed block.  */
-static unsigned
-lzx_prepare_compressed_block(struct lzx_compressor *ctx, unsigned block_number,
-                            struct lzx_codes *prev_codes)
+/* Find a near-optimal sequence of matches/literals with which to output the
+ * specified LZX block, then set the block's type to that which has the minimum
+ * cost to output (either verbatim or aligned).  */
+static void
+lzx_optimize_block(struct lzx_compressor *ctx, struct lzx_block_spec *spec,
+                  unsigned num_passes)
 {
-       struct lzx_block_spec *spec = &ctx->block_specs[block_number - 1];
-       unsigned orig_cached_matches_pos = ctx->cached_matches_pos;
-       struct lzx_lru_queue orig_queue = ctx->queue;
+       const struct lzx_lru_queue orig_queue = ctx->queue;
+       unsigned num_passes_remaining = num_passes;
        struct lzx_freqs freqs;
-       unsigned cost;
-
-       /* Here's where the real work happens.  The following loop runs one or
-        * more times, each time using a cost model based on the Huffman codes
-        * computed from the previous iteration (the first iteration uses a
-        * default model).  Each iteration of the loop uses a heuristic
-        * algorithm to divide the block into near-optimal matches/literals from
-        * beginning to end.  */
-       LZX_ASSERT(ctx->params.alg_params.slow.num_optim_passes >= 1);
-       spec->num_chosen_matches = 0;
-       for (unsigned pass = 0; pass < ctx->params.alg_params.slow.num_optim_passes; pass++)
-       {
-               LZX_DEBUG("Block %u: Match-choosing pass %u of %u",
-                         block_number, pass + 1,
-                         ctx->params.alg_params.slow.num_optim_passes);
-
-               /* Reset frequency tables.  */
-               memset(&freqs, 0, sizeof(freqs));
-
-               /* Reset match offset LRU queue.  */
-               ctx->queue = orig_queue;
-
-               /* Reset match-finding position.  */
-               ctx->cached_matches_pos = orig_cached_matches_pos;
-               ctx->match_window_pos = spec->window_pos;
-               ctx->match_window_end = spec->window_pos + spec->block_size;
-
-               /* Set cost model.  */
-               lzx_set_costs(ctx, &spec->codes.lens);
-
-               unsigned window_pos = spec->window_pos;
-               unsigned end = window_pos + spec->block_size;
+       const u8 *window_ptr;
+       const u8 *window_end;
+       struct lzx_item *next_chosen_match;
+       struct raw_match raw_match;
+       struct lzx_item lzx_item;
 
-               while (window_pos < end) {
-                       struct raw_match match;
-                       struct lzx_match lzx_match;
+       LZX_ASSERT(num_passes >= 1);
+       LZX_ASSERT(lz_bt_get_position(&ctx->mf) == spec->window_pos);
 
-                       match = lzx_lz_get_near_optimal_match(ctx);
+       ctx->match_window_end = spec->window_pos + spec->block_size;
+       ctx->matches_cached = false;
 
-                       if (match.len >= LZX_MIN_MATCH) {
+       /* The first optimal parsing pass is done using the cost model already
+        * set in ctx->costs.  Each later pass is done using a cost model
+        * computed from the previous pass.
+        *
+        * To improve performance we only generate the array containing the
+        * matches and literals in intermediate form on the final pass.  */
 
-                               /* Best to output a match here.  */
+       while (--num_passes_remaining) {
+               ctx->match_window_pos = spec->window_pos;
+               ctx->cache_ptr = ctx->cached_matches;
+               memset(&freqs, 0, sizeof(freqs));
+               window_ptr = &ctx->window[spec->window_pos];
+               window_end = window_ptr + spec->block_size;
 
-                               LZX_ASSERT(match.len <= LZX_MAX_MATCH);
-                               LZX_ASSERT(!memcmp(&ctx->window[window_pos],
-                                                  &ctx->window[window_pos - match.offset],
-                                                  match.len));
+               while (window_ptr != window_end) {
 
-                               /* Tally symbol frequencies.  */
-                               lzx_match.data = lzx_record_match(match.offset,
-                                                                 match.len,
-                                                                 &freqs,
-                                                                 &ctx->queue);
+                       raw_match = lzx_get_near_optimal_match(ctx);
 
-                               window_pos += match.len;
+                       LZX_ASSERT(!(raw_match.len == LZX_MIN_MATCH_LEN &&
+                                    raw_match.offset == ctx->max_window_size -
+                                                        LZX_MIN_MATCH_LEN));
+                       if (raw_match.len >= LZX_MIN_MATCH_LEN) {
+                               lzx_tally_match(raw_match.len, raw_match.offset,
+                                               &freqs, &ctx->queue);
+                               window_ptr += raw_match.len;
                        } else {
-                               /* Best to output a literal here.  */
-
-                               /* Tally symbol frequencies.  */
-                               lzx_match.data = lzx_record_literal(ctx->window[window_pos],
-                                                                   &freqs);
-
-                               window_pos += 1;
-                       }
-
-                       /* If it's the last pass, save the match/literal in
-                        * intermediate form.  */
-                       if (pass == ctx->params.alg_params.slow.num_optim_passes - 1) {
-                               ctx->chosen_matches[spec->chosen_matches_start_pos +
-                                                   spec->num_chosen_matches] = lzx_match;
-
-                               spec->num_chosen_matches++;
+                               lzx_tally_literal(*window_ptr, &freqs);
+                               window_ptr += 1;
                        }
                }
-               LZX_ASSERT(window_pos == end);
-
-               /* Build Huffman codes using the new frequencies.  */
-               lzx_make_huffman_codes(&freqs, &spec->codes);
-
-               /* The first time we get here is when the full input has been
-                * processed, so the match-finding is done.  */
-               ctx->matches_already_found = true;
-       }
-
-       LZX_DEBUG("Block %u: saved %u matches/literals @ %u",
-                 block_number, spec->num_chosen_matches,
-                 spec->chosen_matches_start_pos);
-
-       unsigned aligned_cost;
-       unsigned verbatim_cost;
-
-       lzx_compute_compressed_block_costs(spec->block_size,
-                                          &spec->codes,
-                                          prev_codes,
-                                          &freqs,
-                                          &aligned_cost,
-                                          &verbatim_cost);
-
-       /* Choose whether to make the block aligned offset or verbatim.  */
-       if (aligned_cost < verbatim_cost) {
-               spec->block_type = LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED;
-               cost = aligned_cost;
-               LZX_DEBUG("Using aligned block (cost %u vs %u for verbatim)",
-                         aligned_cost, verbatim_cost);
-       } else {
-               spec->block_type = LZX_BLOCKTYPE_VERBATIM;
-               cost = verbatim_cost;
-               LZX_DEBUG("Using verbatim block (cost %u vs %u for aligned)",
-                         verbatim_cost, aligned_cost);
-       }
-
-       LZX_DEBUG("Block %u is %u => %u bytes unsplit.",
-                 block_number, spec->block_size, cost / 8);
-
-       return cost;
-}
-
-/*
- * lzx_prepare_block_recursive() -
- *
- * Given a (possibly nonproper) sub-sequence of the preprocessed input, compute
- * the LZX block(s) that it should be output as.
- *
- * This function initially considers the case where the given sub-sequence of
- * the preprocessed input be output as a single block.  This block is calculated
- * and its cost (number of bits required to output it) is computed.
- *
- * Then, if @max_split_level is greater than zero, a split into two evenly sized
- * subblocks is considered.  The block is recursively split in this way,
- * potentially up to the depth specified by @max_split_level.  The cost of the
- * split block is compared to the cost of the single block, and the lower cost
- * solution is used.
- *
- * For each compressed output block computed, the sequence of matches/literals
- * and the corresponding Huffman codes for the block are produced and saved.
- *
- * The return value is the approximate number of bits the block (or all
- * subblocks, in the case that the split block had lower cost), will take up
- * when written to the compressed output.
- */
-static unsigned
-lzx_prepare_block_recursive(struct lzx_compressor * ctx,
-                           unsigned block_number,
-                           unsigned max_split_level,
-                           struct lzx_codes **prev_codes_p)
-{
-       struct lzx_block_spec *spec = &ctx->block_specs[block_number - 1];
-       unsigned cost;
-       unsigned orig_cached_matches_pos;
-       struct lzx_lru_queue orig_queue, nonsplit_queue;
-       struct lzx_codes *prev_codes = *prev_codes_p;
-
-       LZX_DEBUG("Preparing block %u...", block_number);
-
-       /* Save positions of chosen and cached matches, and the match offset LRU
-        * queue, so that they can be restored if splitting is attempted.  */
-       orig_cached_matches_pos = ctx->cached_matches_pos;
-       orig_queue = ctx->queue;
-
-       /* Consider outputting the input subsequence as a single block.  */
-       spec->is_split = 0;
-       cost = lzx_prepare_compressed_block(ctx, block_number, prev_codes);
-       nonsplit_queue = ctx->queue;
-
-       *prev_codes_p = &spec->codes;
-
-       /* If the maximum split level is at least one, consider splitting the
-        * block in two.  */
-       if (max_split_level--) {
-
-               LZX_DEBUG("Calculating split of block %u...", block_number);
-
-               struct lzx_block_spec *spec1, *spec2;
-               unsigned split_cost;
-
-               ctx->cached_matches_pos = orig_cached_matches_pos;
+               lzx_make_huffman_codes(&freqs, &spec->codes, ctx->num_main_syms);
+               lzx_set_costs(ctx, &spec->codes.lens);
                ctx->queue = orig_queue;
+               ctx->matches_cached = true;
+       }
 
-               /* Prepare and get the cost of the first sub-block.  */
-               spec1 = &ctx->block_specs[block_number * 2 - 1];
-               spec1->codes.lens = spec->codes.lens;
-               spec1->window_pos = spec->window_pos;
-               spec1->block_size = spec->block_size / 2;
-               spec1->chosen_matches_start_pos = spec->chosen_matches_start_pos +
-                                                 LZX_MAX_WINDOW_SIZE;
-               split_cost = lzx_prepare_block_recursive(ctx,
-                                                        block_number * 2,
-                                                        max_split_level,
-                                                        &prev_codes);
-
-               /* Prepare and get the cost of the second sub-block.  */
-               spec2 = spec1 + 1;
-               spec2->codes.lens = spec->codes.lens;
-               spec2->window_pos = spec->window_pos + spec1->block_size;
-               spec2->block_size = spec->block_size - spec1->block_size;
-               spec2->chosen_matches_start_pos = spec1->chosen_matches_start_pos +
-                                                 spec1->block_size;
-               split_cost += lzx_prepare_block_recursive(ctx,
-                                                         block_number * 2 + 1,
-                                                         max_split_level,
-                                                         &prev_codes);
-
-               /* Compare the cost of the whole block with that of the split
-                * block.  Choose the lower cost solution.  */
-               if (split_cost < cost) {
-                       LZX_DEBUG("Splitting block %u is worth it "
-                                 "(%u => %u bytes).",
-                                 block_number, cost / 8, split_cost / 8);
-                       spec->is_split = 1;
-                       cost = split_cost;
-                       *prev_codes_p = prev_codes;
+       ctx->match_window_pos = spec->window_pos;
+       ctx->cache_ptr = ctx->cached_matches;
+       memset(&freqs, 0, sizeof(freqs));
+       window_ptr = &ctx->window[spec->window_pos];
+       window_end = window_ptr + spec->block_size;
+
+       spec->chosen_items = &ctx->chosen_items[spec->window_pos];
+       next_chosen_match = spec->chosen_items;
+
+       while (window_ptr != window_end) {
+               raw_match = lzx_get_near_optimal_match(ctx);
+
+               LZX_ASSERT(!(raw_match.len == LZX_MIN_MATCH_LEN &&
+                            raw_match.offset == ctx->max_window_size -
+                                                LZX_MIN_MATCH_LEN));
+               if (raw_match.len >= LZX_MIN_MATCH_LEN) {
+                       lzx_item.data = lzx_tally_match(raw_match.len,
+                                                        raw_match.offset,
+                                                        &freqs, &ctx->queue);
+                       window_ptr += raw_match.len;
                } else {
-                       LZX_DEBUG("Splitting block %u is NOT worth it "
-                                 "(%u => %u bytes).",
-                                 block_number, cost / 8, split_cost / 8);
-                       ctx->queue = nonsplit_queue;
+                       lzx_item.data = lzx_tally_literal(*window_ptr, &freqs);
+                       window_ptr += 1;
                }
+               *next_chosen_match++ = lzx_item;
        }
-
-       return cost;
+       spec->num_chosen_items = next_chosen_match - spec->chosen_items;
+       lzx_make_huffman_codes(&freqs, &spec->codes, ctx->num_main_syms);
+       spec->block_type = lzx_choose_verbatim_or_aligned(&freqs, &spec->codes);
 }
 
-/* Empirical averages  */
-static const u8 lzx_default_mainsym_costs[LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS] = {
-       7, 9, 9, 10, 9, 10, 10, 10, 9, 10, 9, 10, 10, 9, 10, 10, 9, 10, 10, 11,
-       10, 10, 10, 11, 10, 11, 11, 11, 10, 11, 11, 11, 8, 11, 9, 10, 9, 10, 11,
-       11, 9, 9, 11, 10, 10, 9, 9, 9, 8, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 8, 8, 9, 9, 9, 9,
-       10, 10, 10, 8, 9, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 10, 10, 8, 8, 9, 9, 8, 10, 9, 8,
-       8, 9, 8, 9, 9, 10, 10, 10, 9, 10, 11, 9, 10, 8, 9, 8, 8, 8, 8, 9, 8, 8,
-       9, 9, 8, 8, 8, 8, 8, 10, 8, 8, 7, 8, 9, 9, 9, 9, 10, 11, 10, 10, 11, 11,
-       10, 11, 11, 10, 10, 11, 11, 11, 10, 10, 11, 10, 11, 10, 11, 11, 10, 11,
-       11, 12, 11, 11, 11, 12, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 12, 10, 11, 11, 11,
-       11, 11, 11, 12, 11, 11, 11, 11, 11, 12, 11, 11, 10, 11, 11, 11, 11, 11,
-       11, 11, 10, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 10, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11,
-       10, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 11, 11, 10, 11,
-       11, 11, 11, 12, 11, 11, 10, 11, 11, 11, 10, 12, 11, 11, 10, 10, 11, 10,
-       10, 11, 11, 11, 10, 11, 11, 11, 10, 11, 11, 11, 10, 11, 11, 11, 10, 11,
-       10, 9, 8, 7, 10, 10, 11, 10, 11, 7, 9, 9, 11, 11, 11, 12, 11, 9, 10, 10,
-       12, 12, 13, 13, 12, 11, 10, 12, 12, 14, 14, 14, 13, 12, 9, 12, 13, 14,
-       14, 14, 14, 14, 9, 10, 13, 14, 14, 14, 14, 14, 9, 9, 11, 11, 13, 13, 13,
-       14, 9, 9, 11, 12, 12, 13, 13, 13, 8, 8, 11, 11, 12, 12, 12, 11, 9, 9,
-       10, 11, 12, 12, 12, 11, 8, 9, 10, 10, 11, 12, 11, 10, 9, 9, 10, 11, 11,
-       12, 11, 10, 8, 9, 10, 10, 11, 11, 11, 9, 9, 9, 10, 11, 11, 11, 11, 9, 8,
-       8, 10, 10, 11, 11, 11, 9, 9, 9, 10, 10, 11, 11, 11, 9, 9, 8, 9, 10, 11,
-       11, 11, 9, 10, 9, 10, 11, 11, 11, 11, 9, 14, 9, 9, 10, 10, 11, 10, 9,
-       14, 9, 10, 11, 11, 11, 11, 9, 14, 9, 10, 10, 11, 11, 11, 9, 14, 10, 10,
-       11, 11, 12, 11, 10, 14, 10, 10, 10, 11, 11, 11, 10, 14, 11, 11, 11, 11,
-       12, 12, 10, 14, 10, 11, 11, 11, 12, 11, 10, 14, 11, 11, 11, 12, 12, 12,
-       11, 15, 11, 11, 11, 12, 12, 12, 11, 14, 12, 12, 12, 12, 13, 12, 11, 15,
-       12, 12, 12, 13, 13, 13, 12, 15, 14, 13, 14, 14, 14, 14, 13,
-};
-
-/* Empirical averages  */
-static const u8 lzx_default_lensym_costs[LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS] = {
-       5, 5, 5, 5, 5, 6, 5, 5, 6, 7, 7, 7, 8, 8, 7, 8, 9, 9, 9, 9, 10, 9, 9,
-       10, 9, 10, 10, 10, 10, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 12, 12, 12, 11, 12, 12,
-       12, 12, 12, 12, 13, 12, 12, 12, 13, 12, 13, 13, 12, 12, 13, 12, 13, 13,
-       13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 14, 13, 14, 13, 14, 13,
-       14, 13, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 13, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
-       14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 10,
-};
-
-/*
- * Set default symbol costs.
- */
+/* Prepare the input window into one or more LZX blocks ready to be output.  */
 static void
-lzx_set_default_costs(struct lzx_lens * lens)
-{
-       unsigned i;
-
-#if LZX_PARAM_USE_EMPIRICAL_DEFAULT_COSTS
-       memcpy(&lens->main, lzx_default_mainsym_costs, LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS);
-       memcpy(&lens->len, lzx_default_lensym_costs, LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS);
-
-#else
-       /* Literal symbols  */
-       for (i = 0; i < LZX_NUM_CHARS; i++)
-               lens->main[i] = 8;
-
-       /* Match header symbols  */
-       for (; i < LZX_MAINTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               lens->main[i] = 10;
-
-       /* Length symbols  */
-       for (i = 0; i < LZX_LENTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               lens->len[i] = 8;
-#endif
-
-       /* Aligned offset symbols  */
-       for (i = 0; i < LZX_ALIGNEDTREE_NUM_SYMBOLS; i++)
-               lens->aligned[i] = 3;
-}
-
-/*
- * lzx_prepare_blocks() -
- *
- * Calculate the blocks to split the preprocessed data into.
- *
- * Input ---  the preprocessed data:
- *
- *     ctx->window[]
- *     ctx->window_size
- *
- * Working space:
- *     Match finding:
- *             ctx->hash_tab
- *             ctx->child_tab
- *             ctx->cached_matches
- *             ctx->cached_matches_pos
- *             ctx->matches_already_found
- *
- *     Block cost modeling:
- *             ctx->costs
- *             ctx->block_specs (also an output)
- *
- *     Match choosing:
- *             ctx->optimum
- *             ctx->optimum_cur_idx
- *             ctx->optimum_end_idx
- *             ctx->chosen_matches (also an output)
- *
- * Output --- the block specifications and the corresponding match/literal data:
- *
- *     ctx->block_specs[]
- *     ctx->chosen_matches[]
- *
- * The return value is the approximate number of bits the compressed data will
- * take up.
- */
-static unsigned
 lzx_prepare_blocks(struct lzx_compressor * ctx)
 {
-       /* This function merely does some initializations, then passes control
-        * to lzx_prepare_block_recursive().  */
-
-       /* 1. Initialize match-finding variables.  */
-
-       /* Zero all entries in the hash table, indicating that no length-3
-        * character sequences have been discovered in the input yet.  */
-       memset(ctx->hash_tab, 0, LZX_LZ_HASH_SIZE * 2 * sizeof(ctx->hash_tab[0]));
-       if (ctx->params.alg_params.slow.use_len2_matches)
-               memset(ctx->digram_tab, 0, 256 * 256 * sizeof(ctx->digram_tab[0]));
-       /* Note: ctx->child_tab need not be initialized.  */
+       /* Set up a default cost model.  */
+       lzx_set_default_costs(&ctx->costs, ctx->num_main_syms);
+
+       /* Set up the block specifications.
+        * TODO: The compression ratio could be slightly improved by performing
+        * data-dependent block splitting instead of using fixed-size blocks.
+        * Doing so well is a computationally hard problem, however.  */
+       ctx->num_blocks = DIV_ROUND_UP(ctx->window_size, LZX_DIV_BLOCK_SIZE);
+       for (unsigned i = 0; i < ctx->num_blocks; i++) {
+               unsigned pos = LZX_DIV_BLOCK_SIZE * i;
+               ctx->block_specs[i].window_pos = pos;
+               ctx->block_specs[i].block_size = min(ctx->window_size - pos,
+                                                    LZX_DIV_BLOCK_SIZE);
+       }
 
-       /* No matches have been found and cached yet.  */
-       ctx->cached_matches_pos = 0;
-       ctx->matches_already_found = false;
+       /* Load the window into the match-finder.  */
+       lz_bt_load_window(&ctx->mf, ctx->window, ctx->window_size);
 
-       /* 2. Initialize match-choosing variables.  */
+       /* Determine sequence of matches/literals to output for each block.  */
+       lzx_lru_queue_init(&ctx->queue);
        ctx->optimum_cur_idx = 0;
        ctx->optimum_end_idx = 0;
-       /* Note: ctx->optimum need not be initialized.  */
-       ctx->block_specs[0].chosen_matches_start_pos = 0;
-
-       /* 3. Set block 1 (index 0) to represent the entire input data.  */
-       ctx->block_specs[0].block_size = ctx->window_size;
-       ctx->block_specs[0].window_pos = 0;
-
-       /* 4. Set up a default Huffman symbol cost model for block 1 (index 0).
-        * The model will be refined later.  */
-       lzx_set_default_costs(&ctx->block_specs[0].codes.lens);
-
-       /* 5. Initialize the match offset LRU queue.  */
-       ctx->queue = (struct lzx_lru_queue){1, 1, 1};
-
-       /* 6. Pass control to recursive procedure.  */
-       struct lzx_codes * prev_codes = &ctx->zero_codes;
-       return lzx_prepare_block_recursive(ctx, 1,
-                                          ctx->params.alg_params.slow.num_split_passes,
-                                          &prev_codes);
+       for (unsigned i = 0; i < ctx->num_blocks; i++) {
+               lzx_optimize_block(ctx, &ctx->block_specs[i],
+                                  ctx->params.alg_params.slow.num_optim_passes);
+       }
 }
 
 /*
@@ -2413,125 +1979,85 @@ lzx_prepare_blocks(struct lzx_compressor * ctx)
  *     ctx->window[]
  *     ctx->window_size
  *
- * Working space:
- *     ctx->queue
- *
- * Output --- the block specifications and the corresponding match/literal data:
+ * Output --- the block specification and the corresponding match/literal data:
  *
  *     ctx->block_specs[]
- *     ctx->chosen_matches[]
+ *     ctx->num_blocks
+ *     ctx->chosen_items[]
  */
 static void
 lzx_prepare_block_fast(struct lzx_compressor * ctx)
 {
-       unsigned num_matches;
-       struct lzx_freqs freqs;
+       struct lzx_record_ctx record_ctx;
        struct lzx_block_spec *spec;
 
-       /* Parameters to hash chain LZ match finder  */
+       /* Parameters to hash chain LZ match finder
+        * (lazy with 1 match lookahead)  */
        static const struct lz_params lzx_lz_params = {
-               /* LZX_MIN_MATCH == 2, but 2-character matches are rarely
-                * useful; the minimum match for compression is set to 3
-                * instead. */
+               /* Although LZX_MIN_MATCH_LEN == 2, length 2 matches typically
+                * aren't worth choosing when using greedy or lazy parsing.  */
                .min_match      = 3,
-               .max_match      = LZX_MAX_MATCH,
-               .good_match     = LZX_MAX_MATCH,
-               .nice_match     = LZX_MAX_MATCH,
-               .max_chain_len  = LZX_MAX_MATCH,
-               .max_lazy_match = LZX_MAX_MATCH,
+               .max_match      = LZX_MAX_MATCH_LEN,
+               .max_offset     = LZX_MAX_WINDOW_SIZE,
+               .good_match     = LZX_MAX_MATCH_LEN,
+               .nice_match     = LZX_MAX_MATCH_LEN,
+               .max_chain_len  = LZX_MAX_MATCH_LEN,
+               .max_lazy_match = LZX_MAX_MATCH_LEN,
                .too_far        = 4096,
        };
 
        /* Initialize symbol frequencies and match offset LRU queue.  */
-       memset(&freqs, 0, sizeof(struct lzx_freqs));
-       ctx->queue = (struct lzx_lru_queue){ 1, 1, 1 };
+       memset(&record_ctx.freqs, 0, sizeof(struct lzx_freqs));
+       lzx_lru_queue_init(&record_ctx.queue);
+       record_ctx.matches = ctx->chosen_items;
 
        /* Determine series of matches/literals to output.  */
-       num_matches = lz_analyze_block(ctx->window,
-                                      ctx->window_size,
-                                      (u32*)ctx->chosen_matches,
-                                      lzx_record_match,
-                                      lzx_record_literal,
-                                      &freqs,
-                                      &ctx->queue,
-                                      &freqs,
-                                      &lzx_lz_params);
-
+       lz_analyze_block(ctx->window,
+                        ctx->window_size,
+                        lzx_record_match,
+                        lzx_record_literal,
+                        &record_ctx,
+                        &lzx_lz_params,
+                        ctx->prev_tab);
 
        /* Set up block specification.  */
        spec = &ctx->block_specs[0];
-       spec->is_split = 0;
        spec->block_type = LZX_BLOCKTYPE_ALIGNED;
        spec->window_pos = 0;
        spec->block_size = ctx->window_size;
-       spec->num_chosen_matches = num_matches;
-       spec->chosen_matches_start_pos = 0;
-       lzx_make_huffman_codes(&freqs, &spec->codes);
+       spec->num_chosen_items = (record_ctx.matches - ctx->chosen_items);
+       spec->chosen_items = ctx->chosen_items;
+       lzx_make_huffman_codes(&record_ctx.freqs, &spec->codes,
+                              ctx->num_main_syms);
+       ctx->num_blocks = 1;
 }
 
-static void
-do_call_insn_translation(u32 *call_insn_target, int input_pos,
-                        s32 file_size)
+static size_t
+lzx_compress(const void *uncompressed_data, size_t uncompressed_size,
+            void *compressed_data, size_t compressed_size_avail, void *_ctx)
 {
-       s32 abs_offset;
-       s32 rel_offset;
-
-       rel_offset = le32_to_cpu(*call_insn_target);
-       if (rel_offset >= -input_pos && rel_offset < file_size) {
-               if (rel_offset < file_size - input_pos) {
-                       /* "good translation" */
-                       abs_offset = rel_offset + input_pos;
-               } else {
-                       /* "compensating translation" */
-                       abs_offset = rel_offset - file_size;
-               }
-               *call_insn_target = cpu_to_le32(abs_offset);
-       }
-}
-
-/* This is the reverse of undo_call_insn_preprocessing() in lzx-decompress.c.
- * See the comment above that function for more information.  */
-static void
-do_call_insn_preprocessing(u8 data[], int size)
-{
-       for (int i = 0; i < size - 10; i++) {
-               if (data[i] == 0xe8) {
-                       do_call_insn_translation((u32*)&data[i + 1], i,
-                                                LZX_WIM_MAGIC_FILESIZE);
-                       i += 4;
-               }
-       }
-}
-
-/* API function documented in wimlib.h  */
-WIMLIBAPI unsigned
-wimlib_lzx_compress2(const void                        * const restrict uncompressed_data,
-                    unsigned                     const          uncompressed_len,
-                    void                       * const restrict compressed_data,
-                    struct wimlib_lzx_context  * const restrict lzx_ctx)
-{
-       struct lzx_compressor *ctx = (struct lzx_compressor*)lzx_ctx;
+       struct lzx_compressor *ctx = _ctx;
        struct output_bitstream ostream;
-       unsigned compressed_len;
+       size_t compressed_size;
 
-       if (uncompressed_len < 100) {
+       if (uncompressed_size < 100) {
                LZX_DEBUG("Too small to bother compressing.");
                return 0;
        }
 
-       if (uncompressed_len > 32768) {
-               LZX_DEBUG("Only up to 32768 bytes of uncompressed data are supported.");
+       if (uncompressed_size > ctx->max_window_size) {
+               LZX_DEBUG("Can't compress %zu bytes using window of %u bytes!",
+                         uncompressed_size, ctx->max_window_size);
                return 0;
        }
 
-       wimlib_assert(lzx_ctx != NULL);
-
-       LZX_DEBUG("Attempting to compress %u bytes...", uncompressed_len);
+       LZX_DEBUG("Attempting to compress %zu bytes...",
+                 uncompressed_size);
 
        /* The input data must be preprocessed.  To avoid changing the original
         * input, copy it to a temporary buffer.  */
-       memcpy(ctx->window, uncompressed_data, uncompressed_len);
-       ctx->window_size = uncompressed_len;
+       memcpy(ctx->window, uncompressed_data, uncompressed_size);
+       ctx->window_size = uncompressed_size;
 
        /* This line is unnecessary; it just avoids inconsequential accesses of
         * uninitialized memory that would show up in memory-checking tools such
@@ -2542,7 +2068,7 @@ wimlib_lzx_compress2(const void                   * const restrict uncompressed_data,
 
        /* Before doing any actual compression, do the call instruction (0xe8
         * byte) translation on the uncompressed data.  */
-       do_call_insn_preprocessing(ctx->window, ctx->window_size);
+       lzx_do_e8_preprocessing(ctx->window, ctx->window_size);
 
        LZX_DEBUG("Preparing blocks...");
 
@@ -2555,306 +2081,300 @@ wimlib_lzx_compress2(const void                       * const restrict uncompressed_data,
        LZX_DEBUG("Writing compressed blocks...");
 
        /* Generate the compressed data.  */
-       init_output_bitstream(&ostream, compressed_data, ctx->window_size - 1);
+       init_output_bitstream(&ostream, compressed_data, compressed_size_avail);
        lzx_write_all_blocks(ctx, &ostream);
 
        LZX_DEBUG("Flushing bitstream...");
-       if (flush_output_bitstream(&ostream)) {
-               /* If the bitstream cannot be flushed, then the output space was
-                * exhausted.  */
-               LZX_DEBUG("Data did not compress to less than original length!");
+       compressed_size = flush_output_bitstream(&ostream);
+       if (compressed_size == ~(input_idx_t)0) {
+               LZX_DEBUG("Data did not compress to %zu bytes or less!",
+                         compressed_size_avail);
                return 0;
        }
 
-       /* Compute the length of the compressed data.  */
-       compressed_len = ostream.bit_output - (u8*)compressed_data;
+       LZX_DEBUG("Done: compressed %zu => %zu bytes.",
+                 uncompressed_size, compressed_size);
 
-       LZX_DEBUG("Done: compressed %u => %u bytes.",
-                 uncompressed_len, compressed_len);
-
-#if defined(ENABLE_LZX_DEBUG) || defined(ENABLE_VERIFY_COMPRESSION)
-       /* Verify that we really get the same thing back when decompressing.  */
+       /* Verify that we really get the same thing back when decompressing.
+        * Although this could be disabled by default in all cases, it only
+        * takes around 2-3% of the running time of the slow algorithm to do the
+        * verification.  */
+       if (ctx->params.algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW
+       #if defined(ENABLE_LZX_DEBUG) || defined(ENABLE_VERIFY_COMPRESSION)
+           || 1
+       #endif
+           )
        {
-               u8 buf[uncompressed_len];
-               int ret;
-               unsigned i;
-
-               ret = wimlib_lzx_decompress(compressed_data, compressed_len,
-                                           buf, uncompressed_len);
-               if (ret) {
-                       ERROR("Failed to decompress data we "
-                             "compressed using LZX algorithm");
-                       wimlib_assert(0);
-                       return 0;
-               }
+               struct wimlib_decompressor *decompressor;
 
-               bool bad = false;
-               const u8 * udata = uncompressed_data;
-               for (i = 0; i < uncompressed_len; i++) {
-                       if (buf[i] != udata[i]) {
-                               bad = true;
+               if (0 == wimlib_create_decompressor(WIMLIB_COMPRESSION_TYPE_LZX,
+                                                   ctx->max_window_size,
+                                                   NULL,
+                                                   &decompressor))
+               {
+                       int ret;
+                       ret = wimlib_decompress(compressed_data,
+                                               compressed_size,
+                                               ctx->window,
+                                               uncompressed_size,
+                                               decompressor);
+                       wimlib_free_decompressor(decompressor);
+
+                       if (ret) {
+                               ERROR("Failed to decompress data we "
+                                     "compressed using LZX algorithm");
+                               wimlib_assert(0);
+                               return 0;
+                       }
+                       if (memcmp(uncompressed_data, ctx->window, uncompressed_size)) {
                                ERROR("Data we compressed using LZX algorithm "
-                                     "didn't decompress to original "
-                                     "(difference at idx %u: c %#02x, u %#02x)",
-                                     i, buf[i], udata[i]);
+                                     "didn't decompress to original");
+                               wimlib_assert(0);
+                               return 0;
                        }
-               }
-               if (bad) {
-                       wimlib_assert(0);
-                       return 0;
+               } else {
+                       WARNING("Failed to create decompressor for "
+                               "data verification!");
                }
        }
-#endif
-       return compressed_len;
+       return compressed_size;
 }
 
-static bool
-lzx_params_compatible(const struct wimlib_lzx_params *oldparams,
-                     const struct wimlib_lzx_params *newparams)
-{
-       return 0 == memcmp(oldparams, newparams, sizeof(struct wimlib_lzx_params));
-}
-
-/* API function documented in wimlib.h  */
-WIMLIBAPI int
-wimlib_lzx_alloc_context(const struct wimlib_lzx_params *params,
-                        struct wimlib_lzx_context **ctx_pp)
+static void
+lzx_free_compressor(void *_ctx)
 {
+       struct lzx_compressor *ctx = _ctx;
 
-       LZX_DEBUG("Allocating LZX context...");
-
-       struct lzx_compressor *ctx;
+       if (ctx) {
+               FREE(ctx->chosen_items);
+               FREE(ctx->cached_matches);
+               FREE(ctx->optimum);
+               lz_bt_destroy(&ctx->mf);
+               FREE(ctx->block_specs);
+               FREE(ctx->prev_tab);
+               FREE(ctx->window);
+               FREE(ctx);
+       }
+}
 
-       static const struct wimlib_lzx_params fast_default = {
-               .size_of_this = sizeof(struct wimlib_lzx_params),
-               .algorithm = WIMLIB_LZX_ALGORITHM_FAST,
-               .use_defaults = 0,
-               .alg_params = {
-                       .fast = {
-                       },
+static const struct wimlib_lzx_compressor_params lzx_fast_default = {
+       .hdr = {
+               .size = sizeof(struct wimlib_lzx_compressor_params),
+       },
+       .algorithm = WIMLIB_LZX_ALGORITHM_FAST,
+       .use_defaults = 0,
+       .alg_params = {
+               .fast = {
                },
-       };
-       static const struct wimlib_lzx_params slow_default = {
-               .size_of_this = sizeof(struct wimlib_lzx_params),
-               .algorithm = WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW,
-               .use_defaults = 0,
-               .alg_params = {
-                       .slow = {
-                               .use_len2_matches = 1,
-                               .num_fast_bytes = 32,
-                               .num_optim_passes = 3,
-                               .num_split_passes = 3,
-                               .main_nostat_cost = 15,
-                               .len_nostat_cost = 15,
-                               .aligned_nostat_cost = 7,
-                       },
+       },
+};
+static const struct wimlib_lzx_compressor_params lzx_slow_default = {
+       .hdr = {
+               .size = sizeof(struct wimlib_lzx_compressor_params),
+       },
+       .algorithm = WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW,
+       .use_defaults = 0,
+       .alg_params = {
+               .slow = {
+                       .use_len2_matches = 1,
+                       .nice_match_length = 32,
+                       .num_optim_passes = 2,
+                       .max_search_depth = 50,
+                       .main_nostat_cost = 15,
+                       .len_nostat_cost = 15,
+                       .aligned_nostat_cost = 7,
                },
-       };
+       },
+};
+
+static const struct wimlib_lzx_compressor_params *
+lzx_get_params(const struct wimlib_compressor_params_header *_params)
+{
+       const struct wimlib_lzx_compressor_params *params =
+               (const struct wimlib_lzx_compressor_params*)_params;
 
        if (params == NULL) {
                LZX_DEBUG("Using default algorithm and parameters.");
-               params = &slow_default;
-       }
-
-       if (params->algorithm != WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW &&
-           params->algorithm != WIMLIB_LZX_ALGORITHM_FAST)
-       {
-               LZX_DEBUG("Invalid algorithm.");
-               return WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM;
-       }
-
-       if (params->use_defaults) {
-               if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW)
-                       params = &slow_default;
-               else
-                       params = &fast_default;
-       }
-
-       if (params->size_of_this != sizeof(struct wimlib_lzx_params)) {
-               LZX_DEBUG("Invalid parameter structure size!");
-               return WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM;
-       }
-
-       if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW) {
-               if (params->alg_params.slow.num_fast_bytes < 3 ||
-                   params->alg_params.slow.num_fast_bytes > 257)
-               {
-                       LZX_DEBUG("Invalid number of fast bytes!");
-                       return WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM;
-               }
-
-               if (params->alg_params.slow.num_optim_passes < 1)
-               {
-                       LZX_DEBUG("Invalid number of optimization passes!");
-                       return WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM;
-               }
-
-               if (params->alg_params.slow.main_nostat_cost < 1 ||
-                   params->alg_params.slow.main_nostat_cost > 16)
-               {
-                       LZX_DEBUG("Invalid main_nostat_cost!");
-                       return WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM;
-               }
-
-               if (params->alg_params.slow.len_nostat_cost < 1 ||
-                   params->alg_params.slow.len_nostat_cost > 16)
-               {
-                       LZX_DEBUG("Invalid len_nostat_cost!");
-                       return WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM;
-               }
-
-               if (params->alg_params.slow.aligned_nostat_cost < 1 ||
-                   params->alg_params.slow.aligned_nostat_cost > 8)
-               {
-                       LZX_DEBUG("Invalid aligned_nostat_cost!");
-                       return WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM;
+               params = &lzx_slow_default;
+       } else {
+               if (params->use_defaults) {
+                       if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW)
+                               params = &lzx_slow_default;
+                       else
+                               params = &lzx_fast_default;
                }
        }
+       return params;
+}
 
-       if (ctx_pp == NULL) {
-               LZX_DEBUG("Check parameters only.");
-               return 0;
-       }
+static int
+lzx_create_compressor(size_t window_size,
+                     const struct wimlib_compressor_params_header *_params,
+                     void **ctx_ret)
+{
+       const struct wimlib_lzx_compressor_params *params = lzx_get_params(_params);
+       struct lzx_compressor *ctx;
 
-       ctx = *(struct lzx_compressor**)ctx_pp;
+       LZX_DEBUG("Allocating LZX context...");
 
-       if (ctx && lzx_params_compatible(&ctx->params, params))
-               return 0;
+       if (!lzx_window_size_valid(window_size))
+               return WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM;
 
        LZX_DEBUG("Allocating memory.");
 
-       ctx = MALLOC(sizeof(struct lzx_compressor));
+       ctx = CALLOC(1, sizeof(struct lzx_compressor));
        if (ctx == NULL)
-               goto err;
-
-       size_t block_specs_length;
+               goto oom;
+
+       ctx->num_main_syms = lzx_get_num_main_syms(window_size);
+       ctx->max_window_size = window_size;
+       ctx->window = MALLOC(window_size + 12);
+       if (ctx->window == NULL)
+               goto oom;
+
+       if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_FAST) {
+               ctx->prev_tab = MALLOC(window_size * sizeof(ctx->prev_tab[0]));
+               if (ctx->prev_tab == NULL)
+                       goto oom;
+       }
 
-       if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW)
-               block_specs_length = ((1 << (params->alg_params.slow.num_split_passes + 1)) - 1);
-       else
-               block_specs_length = 1;
+       size_t block_specs_length = DIV_ROUND_UP(window_size, LZX_DIV_BLOCK_SIZE);
        ctx->block_specs = MALLOC(block_specs_length * sizeof(ctx->block_specs[0]));
        if (ctx->block_specs == NULL)
-               goto err_free_ctx;
+               goto oom;
 
        if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW) {
-               ctx->hash_tab = MALLOC((LZX_LZ_HASH_SIZE + 2 * LZX_MAX_WINDOW_SIZE) *
-                                       sizeof(ctx->hash_tab[0]));
-               if (ctx->hash_tab == NULL)
-                       goto err_free_block_specs;
-               ctx->child_tab = ctx->hash_tab + LZX_LZ_HASH_SIZE;
-       } else {
-               ctx->hash_tab = NULL;
-               ctx->child_tab = NULL;
-       }
-
-       if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW &&
-           params->alg_params.slow.use_len2_matches)
-       {
-               ctx->digram_tab = MALLOC(256 * 256 * sizeof(ctx->digram_tab[0]));
-               if (ctx->digram_tab == NULL)
-                       goto err_free_hash_tab;
-       } else {
-               ctx->digram_tab = NULL;
+               unsigned min_match_len = LZX_MIN_MATCH_LEN;
+               if (!params->alg_params.slow.use_len2_matches)
+                       min_match_len = max(min_match_len, 3);
+
+               if (!lz_bt_init(&ctx->mf,
+                               window_size,
+                               min_match_len,
+                               LZX_MAX_MATCH_LEN,
+                               params->alg_params.slow.nice_match_length,
+                               params->alg_params.slow.max_search_depth))
+                       goto oom;
        }
 
        if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW) {
-               ctx->cached_matches = MALLOC(10 * LZX_MAX_WINDOW_SIZE *
-                                            sizeof(ctx->cached_matches[0]));
-               if (ctx->cached_matches == NULL)
-                       goto err_free_digram_tab;
-       } else {
-               ctx->cached_matches = NULL;
+               ctx->optimum = MALLOC((LZX_OPTIM_ARRAY_SIZE +
+                                      min(params->alg_params.slow.nice_match_length,
+                                          LZX_MAX_MATCH_LEN)) *
+                                               sizeof(ctx->optimum[0]));
+               if (!ctx->optimum)
+                       goto oom;
        }
 
        if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW) {
-               ctx->optimum = MALLOC((LZX_PARAM_OPTIM_ARRAY_SIZE + LZX_MAX_MATCH) *
-                                      sizeof(ctx->optimum[0]));
-               if (ctx->optimum == NULL)
-                       goto err_free_cached_matches;
-       } else {
-               ctx->optimum = NULL;
+               ctx->cached_matches = MALLOC(LZX_CACHE_SIZE);
+               if (ctx->cached_matches == NULL)
+                       goto oom;
+               ctx->cache_limit = ctx->cached_matches +
+                                  LZX_CACHE_LEN - (LZX_MAX_MATCHES_PER_POS + 1);
        }
 
-       size_t chosen_matches_length;
-       if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW)
-               chosen_matches_length = LZX_MAX_WINDOW_SIZE *
-                                       (params->alg_params.slow.num_split_passes + 1);
-       else
-               chosen_matches_length = LZX_MAX_WINDOW_SIZE;
-
-       ctx->chosen_matches = MALLOC(chosen_matches_length *
-                                    sizeof(ctx->chosen_matches[0]));
-       if (ctx->chosen_matches == NULL)
-               goto err_free_optimum;
+       ctx->chosen_items = MALLOC(window_size * sizeof(ctx->chosen_items[0]));
+       if (ctx->chosen_items == NULL)
+               goto oom;
 
-       memcpy(&ctx->params, params, sizeof(struct wimlib_lzx_params));
+       memcpy(&ctx->params, params, sizeof(struct wimlib_lzx_compressor_params));
        memset(&ctx->zero_codes, 0, sizeof(ctx->zero_codes));
 
        LZX_DEBUG("Successfully allocated new LZX context.");
 
-       wimlib_lzx_free_context(*ctx_pp);
-       *ctx_pp = (struct wimlib_lzx_context*)ctx;
+       *ctx_ret = ctx;
        return 0;
 
-err_free_optimum:
-       FREE(ctx->optimum);
-err_free_cached_matches:
-       FREE(ctx->cached_matches);
-err_free_digram_tab:
-       FREE(ctx->digram_tab);
-err_free_hash_tab:
-       FREE(ctx->hash_tab);
-err_free_block_specs:
-       FREE(ctx->block_specs);
-err_free_ctx:
-       FREE(ctx);
-err:
-       LZX_DEBUG("Ran out of memory.");
+oom:
+       lzx_free_compressor(ctx);
        return WIMLIB_ERR_NOMEM;
 }
 
-/* API function documented in wimlib.h  */
-WIMLIBAPI void
-wimlib_lzx_free_context(struct wimlib_lzx_context *_ctx)
+static u64
+lzx_get_needed_memory(size_t max_block_size,
+                     const struct wimlib_compressor_params_header *_params)
 {
-       struct lzx_compressor *ctx = (struct lzx_compressor*)_ctx;
+       const struct wimlib_lzx_compressor_params *params = lzx_get_params(_params);
 
-       if (ctx) {
-               FREE(ctx->chosen_matches);
-               FREE(ctx->optimum);
-               FREE(ctx->cached_matches);
-               FREE(ctx->digram_tab);
-               FREE(ctx->hash_tab);
-               FREE(ctx->block_specs);
-               FREE(ctx);
+       u64 size = 0;
+
+       size += sizeof(struct lzx_compressor);
+
+       size += max_block_size + 12;
+
+       size += DIV_ROUND_UP(max_block_size, LZX_DIV_BLOCK_SIZE) *
+               sizeof(((struct lzx_compressor*)0)->block_specs[0]);
+
+       if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW) {
+               size += max_block_size * sizeof(((struct lzx_compressor*)0)->chosen_items[0]);
+               size += lz_bt_get_needed_memory(max_block_size);
+               size += (LZX_OPTIM_ARRAY_SIZE +
+                        min(params->alg_params.slow.nice_match_length,
+                            LZX_MAX_MATCH_LEN)) *
+                               sizeof(((struct lzx_compressor *)0)->optimum[0]);
+               size += LZX_CACHE_SIZE;
+       } else {
+               size += max_block_size * sizeof(((struct lzx_compressor*)0)->prev_tab[0]);
        }
+       return size;
 }
 
-/* API function documented in wimlib.h  */
-WIMLIBAPI unsigned
-wimlib_lzx_compress(const void * const restrict uncompressed_data,
-                   unsigned     const          uncompressed_len,
-                   void       * const restrict compressed_data)
+static bool
+lzx_params_valid(const struct wimlib_compressor_params_header *_params)
 {
-       int ret;
-       struct wimlib_lzx_context *ctx;
-       unsigned compressed_len;
-
-       ret = wimlib_lzx_alloc_context(NULL, &ctx);
-       if (ret) {
-               wimlib_assert(ret != WIMLIB_ERR_INVALID_PARAM);
-               WARNING("Couldn't allocate LZX compression context: %"TS"",
-                       wimlib_get_error_string(ret));
-               return 0;
+       const struct wimlib_lzx_compressor_params *params =
+               (const struct wimlib_lzx_compressor_params*)_params;
+
+       if (params->hdr.size != sizeof(struct wimlib_lzx_compressor_params)) {
+               LZX_DEBUG("Invalid parameter structure size!");
+               return false;
+       }
+
+       if (params->algorithm != WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW &&
+           params->algorithm != WIMLIB_LZX_ALGORITHM_FAST)
+       {
+               LZX_DEBUG("Invalid algorithm.");
+               return false;
        }
 
-       compressed_len = wimlib_lzx_compress2(uncompressed_data,
-                                             uncompressed_len,
-                                             compressed_data,
-                                             ctx);
+       if (params->algorithm == WIMLIB_LZX_ALGORITHM_SLOW &&
+           !params->use_defaults)
+       {
+               if (params->alg_params.slow.num_optim_passes < 1)
+               {
+                       LZX_DEBUG("Invalid number of optimization passes!");
+                       return false;
+               }
 
-       wimlib_lzx_free_context(ctx);
+               if (params->alg_params.slow.main_nostat_cost < 1 ||
+                   params->alg_params.slow.main_nostat_cost > 16)
+               {
+                       LZX_DEBUG("Invalid main_nostat_cost!");
+                       return false;
+               }
 
-       return compressed_len;
+               if (params->alg_params.slow.len_nostat_cost < 1 ||
+                   params->alg_params.slow.len_nostat_cost > 16)
+               {
+                       LZX_DEBUG("Invalid len_nostat_cost!");
+                       return false;
+               }
+
+               if (params->alg_params.slow.aligned_nostat_cost < 1 ||
+                   params->alg_params.slow.aligned_nostat_cost > 8)
+               {
+                       LZX_DEBUG("Invalid aligned_nostat_cost!");
+                       return false;
+               }
+       }
+       return true;
 }
+
+const struct compressor_ops lzx_compressor_ops = {
+       .params_valid       = lzx_params_valid,
+       .get_needed_memory  = lzx_get_needed_memory,
+       .create_compressor  = lzx_create_compressor,
+       .compress           = lzx_compress,
+       .free_compressor    = lzx_free_compressor,
+};