git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/eval.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2002-2006 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  * Copyright (c) 2006 Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * simple arithmetic expression evaluator.
  25  *
  26  * see http://joe.hotchkiss.com/programming/eval/eval.html
  27  */
  28
  29 #include <float.h>
  30 #include "avutil.h"
  31 #include "common.h"
  32 #include "eval.h"
  33 #include "log.h"
  34 #include "mathematics.h"
  35 #include "time.h"
  36 #include "avstring.h"
  37
  38 typedef struct Parser {
  39     const AVClass *class;
  40     int stack_index;
  41     char *s;
  42     const double *const_values;
  43     const char * const *const_names;          // NULL terminated
  44     double (* const *funcs1)(void *, double a);           // NULL terminated
  45     const char * const *func1_names;          // NULL terminated
  46     double (* const *funcs2)(void *, double a, double b); // NULL terminated
  47     const char * const *func2_names;          // NULL terminated
  48     void *opaque;
  49     int log_offset;
  50     void *log_ctx;
  51 #define VARS 10
  52     double *var;
  53 } Parser;
  54
  55 static const AVClass class = { "Eval", av_default_item_name, NULL, LIBAVUTIL_VERSION_INT, offsetof(Parser,log_offset), offsetof(Parser,log_ctx) };
  56
  57 static const int8_t si_prefixes['z' - 'E' + 1] = {
  58     ['y'-'E']= -24,
  59     ['z'-'E']= -21,
  60     ['a'-'E']= -18,
  61     ['f'-'E']= -15,
  62     ['p'-'E']= -12,
  63     ['n'-'E']= - 9,
  64     ['u'-'E']= - 6,
  65     ['m'-'E']= - 3,
  66     ['c'-'E']= - 2,
  67     ['d'-'E']= - 1,
  68     ['h'-'E']=   2,
  69     ['k'-'E']=   3,
  70     ['K'-'E']=   3,
  71     ['M'-'E']=   6,
  72     ['G'-'E']=   9,
  73     ['T'-'E']=  12,
  74     ['P'-'E']=  15,
  75     ['E'-'E']=  18,
  76     ['Z'-'E']=  21,
  77     ['Y'-'E']=  24,
  78 };
  79
  80 static const struct {
  81     const char *name;
  82     double value;
  83 } constants[] = {
  84     { "E",   M_E   },
  85     { "PI",  M_PI  },
  86     { "PHI", M_PHI },
  87 };
  88
  89 double av_strtod(const char *numstr, char **tail)
  90 {
  91     double d;
  92     char *next;
  93     if(numstr[0]=='0' && (numstr[1]|0x20)=='x') {
  94         d = strtoul(numstr, &next, 16);
  95     } else
  96         d = strtod(numstr, &next);
  97     /* if parsing succeeded, check for and interpret postfixes */
  98     if (next!=numstr) {
  99         if (next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
 100             /* treat dB as decibels instead of decibytes */
 101             d = pow(10, d / 20);
 102             next += 2;
 103         } else if (*next >= 'E' && *next <= 'z') {
 104             int e= si_prefixes[*next - 'E'];
 105             if (e) {
 106                 if (next[1] == 'i') {
 107                     d*= pow( 2, e/0.3);
 108                     next+=2;
 109                 } else {
 110                     d*= pow(10, e);
 111                     next++;
 112                 }
 113             }
 114         }
 115
 116         if (*next=='B') {
 117             d*=8;
 118             next++;
 119         }
 120     }
 121     /* if requested, fill in tail with the position after the last parsed
 122        character */
 123     if (tail)
 124         *tail = next;
 125     return d;
 126 }
 127
 128 #define IS_IDENTIFIER_CHAR(c) ((c) - '0' <= 9U || (c) - 'a' <= 25U || (c) - 'A' <= 25U || (c) == '_')
 129
 130 static int strmatch(const char *s, const char *prefix)
 131 {
 132     int i;
 133     for (i=0; prefix[i]; i++) {
 134         if (prefix[i] != s[i]) return 0;
 135     }
 136     /* return 1 only if the s identifier is terminated */
 137     return !IS_IDENTIFIER_CHAR(s[i]);
 138 }
 139
 140 struct AVExpr {
 141     enum {
 142         e_value, e_const, e_func0, e_func1, e_func2,
 143         e_squish, e_gauss, e_ld, e_isnan, e_isinf,
 144         e_mod, e_max, e_min, e_eq, e_gt, e_gte, e_lte, e_lt,
 145         e_pow, e_mul, e_div, e_add,
 146         e_last, e_st, e_while, e_taylor, e_root, e_floor, e_ceil, e_trunc,
 147         e_sqrt, e_not, e_random, e_hypot, e_gcd,
 148         e_if, e_ifnot, e_print, e_bitand, e_bitor, e_between,
 149     } type;
 150     double value; // is sign in other types
 151     union {
 152         int const_index;
 153         double (*func0)(double);
 154         double (*func1)(void *, double);
 155         double (*func2)(void *, double, double);
 156     } a;
 157     struct AVExpr *param[3];
 158     double *var;
 159 };
 160
 161 static double etime(double v)
 162 {
 163     return av_gettime() * 0.000001;
 164 }
 165
 166 static double eval_expr(Parser *p, AVExpr *e)
 167 {
 168     switch (e->type) {
 169         case e_value:  return e->value;
 170         case e_const:  return e->value * p->const_values[e->a.const_index];
 171         case e_func0:  return e->value * e->a.func0(eval_expr(p, e->param[0]));
 172         case e_func1:  return e->value * e->a.func1(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]));
 173         case e_func2:  return e->value * e->a.func2(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]), eval_expr(p, e->param[1]));
 174         case e_squish: return 1/(1+exp(4*eval_expr(p, e->param[0])));
 175         case e_gauss: { double d = eval_expr(p, e->param[0]); return exp(-d*d/2)/sqrt(2*M_PI); }
 176         case e_ld:     return e->value * p->var[av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1)];
 177         case e_isnan:  return e->value * !!isnan(eval_expr(p, e->param[0]));
 178         case e_isinf:  return e->value * !!isinf(eval_expr(p, e->param[0]));
 179         case e_floor:  return e->value * floor(eval_expr(p, e->param[0]));
 180         case e_ceil :  return e->value * ceil (eval_expr(p, e->param[0]));
 181         case e_trunc:  return e->value * trunc(eval_expr(p, e->param[0]));
 182         case e_sqrt:   return e->value * sqrt (eval_expr(p, e->param[0]));
 183         case e_not:    return e->value * (eval_expr(p, e->param[0]) == 0);
 184         case e_if:     return e->value * (eval_expr(p, e->param[0]) ? eval_expr(p, e->param[1]) :
 185                                           e->param[2] ? eval_expr(p, e->param[2]) : 0);
 186         case e_ifnot:  return e->value * (!eval_expr(p, e->param[0]) ? eval_expr(p, e->param[1]) :
 187                                           e->param[2] ? eval_expr(p, e->param[2]) : 0);
 188         case e_between: {
 189             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
 190             return e->value * (d >= eval_expr(p, e->param[1]) &&
 191                                d <= eval_expr(p, e->param[2]));
 192         }
 193         case e_print: {
 194             double x = eval_expr(p, e->param[0]);
 195             int level = e->param[1] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[1]), INT_MIN, INT_MAX) : AV_LOG_INFO;
 196             av_log(p, level, "%f\n", x);
 197             return x;
 198         }
 199         case e_random:{
 200             int idx= av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1);
 201             uint64_t r= isnan(p->var[idx]) ? 0 : p->var[idx];
 202             r= r*1664525+1013904223;
 203             p->var[idx]= r;
 204             return e->value * (r * (1.0/UINT64_MAX));
 205         }
 206         case e_while: {
 207             double d = NAN;
 208             while (eval_expr(p, e->param[0]))
 209                 d=eval_expr(p, e->param[1]);
 210             return d;
 211         }
 212         case e_taylor: {
 213             double t = 1, d = 0, v;
 214             double x = eval_expr(p, e->param[1]);
 215             int id = e->param[2] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[2]), 0, VARS-1) : 0;
 216             int i;
 217             double var0 = p->var[id];
 218             for(i=0; i<1000; i++) {
 219                 double ld = d;
 220                 p->var[id] = i;
 221                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
 222                 d += t*v;
 223                 if(ld==d && v)
 224                     break;
 225                 t *= x / (i+1);
 226             }
 227             p->var[id] = var0;
 228             return d;
 229         }
 230         case e_root: {
 231             int i, j;
 232             double low = -1, high = -1, v, low_v = -DBL_MAX, high_v = DBL_MAX;
 233             double var0 = p->var[0];
 234             double x_max = eval_expr(p, e->param[1]);
 235             for(i=-1; i<1024; i++) {
 236                 if(i<255) {
 237                     p->var[0] = av_reverse[i&255]*x_max/255;
 238                 } else {
 239                     p->var[0] = x_max*pow(0.9, i-255);
 240                     if (i&1) p->var[0] *= -1;
 241                     if (i&2) p->var[0] += low;
 242                     else     p->var[0] += high;
 243                 }
 244                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
 245                 if (v<=0 && v>low_v) {
 246                     low    = p->var[0];
 247                     low_v  = v;
 248                 }
 249                 if (v>=0 && v<high_v) {
 250                     high   = p->var[0];
 251                     high_v = v;
 252                 }
 253                 if (low>=0 && high>=0){
 254                     for (j=0; j<1000; j++) {
 255                         p->var[0] = (low+high)*0.5;
 256                         if (low == p->var[0] || high == p->var[0])
 257                             break;
 258                         v = eval_expr(p, e->param[0]);
 259                         if (v<=0) low = p->var[0];
 260                         if (v>=0) high= p->var[0];
 261                         if (isnan(v)) {
 262                             low = high = v;
 263                             break;
 264                         }
 265                     }
 266                     break;
 267                 }
 268             }
 269             p->var[0] = var0;
 270             return -low_v<high_v ? low : high;
 271         }
 272         default: {
 273             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
 274             double d2 = eval_expr(p, e->param[1]);
 275             switch (e->type) {
 276                 case e_mod: return e->value * (d - floor((!CONFIG_FTRAPV || d2) ? d / d2 : d * INFINITY) * d2);
 277                 case e_gcd: return e->value * av_gcd(d,d2);
 278                 case e_max: return e->value * (d >  d2 ?   d : d2);
 279                 case e_min: return e->value * (d <  d2 ?   d : d2);
 280                 case e_eq:  return e->value * (d == d2 ? 1.0 : 0.0);
 281                 case e_gt:  return e->value * (d >  d2 ? 1.0 : 0.0);
 282                 case e_gte: return e->value * (d >= d2 ? 1.0 : 0.0);
 283                 case e_lt:  return e->value * (d <  d2 ? 1.0 : 0.0);
 284                 case e_lte: return e->value * (d <= d2 ? 1.0 : 0.0);
 285                 case e_pow: return e->value * pow(d, d2);
 286                 case e_mul: return e->value * (d * d2);
 287                 case e_div: return e->value * ((!CONFIG_FTRAPV || d2 ) ? (d / d2) : d * INFINITY);
 288                 case e_add: return e->value * (d + d2);
 289                 case e_last:return e->value * d2;
 290                 case e_st : return e->value * (p->var[av_clip(d, 0, VARS-1)]= d2);
 291                 case e_hypot:return e->value * (sqrt(d*d + d2*d2));
 292                 case e_bitand: return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d & (long int)d2);
 293                 case e_bitor:  return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d | (long int)d2);
 294             }
 295         }
 296     }
 297     return NAN;
 298 }
 299
 300 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p);
 301
 302 void av_expr_free(AVExpr *e)
 303 {
 304     if (!e) return;
 305     av_expr_free(e->param[0]);
 306     av_expr_free(e->param[1]);
 307     av_expr_free(e->param[2]);
 308     av_freep(&e->var);
 309     av_freep(&e);
 310 }
 311
 312 static int parse_primary(AVExpr **e, Parser *p)
 313 {
 314     AVExpr *d = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
 315     char *next = p->s, *s0 = p->s;
 316     int ret, i;
 317
 318     if (!d)
 319         return AVERROR(ENOMEM);
 320
 321     /* number */
 322     d->value = av_strtod(p->s, &next);
 323     if (next != p->s) {
 324         d->type = e_value;
 325         p->s= next;
 326         *e = d;
 327         return 0;
 328     }
 329     d->value = 1;
 330
 331     /* named constants */
 332     for (i=0; p->const_names && p->const_names[i]; i++) {
 333         if (strmatch(p->s, p->const_names[i])) {
 334             p->s+= strlen(p->const_names[i]);
 335             d->type = e_const;
 336             d->a.const_index = i;
 337             *e = d;
 338             return 0;
 339         }
 340     }
 341     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(constants); i++) {
 342         if (strmatch(p->s, constants[i].name)) {
 343             p->s += strlen(constants[i].name);
 344             d->type = e_value;
 345             d->value = constants[i].value;
 346             *e = d;
 347             return 0;
 348         }
 349     }
 350
 351     p->s= strchr(p->s, '(');
 352     if (p->s==NULL) {
 353         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Undefined constant or missing '(' in '%s'\n", s0);
 354         p->s= next;
 355         av_expr_free(d);
 356         return AVERROR(EINVAL);
 357     }
 358     p->s++; // "("
 359     if (*next == '(') { // special case do-nothing
 360         av_freep(&d);
 361         if ((ret = parse_expr(&d, p)) < 0)
 362             return ret;
 363         if (p->s[0] != ')') {
 364             av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' in '%s'\n", s0);
 365             av_expr_free(d);
 366             return AVERROR(EINVAL);
 367         }
 368         p->s++; // ")"
 369         *e = d;
 370         return 0;
 371     }
 372     if ((ret = parse_expr(&(d->param[0]), p)) < 0) {
 373         av_expr_free(d);
 374         return ret;
 375     }
 376     if (p->s[0]== ',') {
 377         p->s++; // ","
 378         parse_expr(&d->param[1], p);
 379     }
 380     if (p->s[0]== ',') {
 381         p->s++; // ","
 382         parse_expr(&d->param[2], p);
 383     }
 384     if (p->s[0] != ')') {
 385         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' or too many args in '%s'\n", s0);
 386         av_expr_free(d);
 387         return AVERROR(EINVAL);
 388     }
 389     p->s++; // ")"
 390
 391     d->type = e_func0;
 392          if (strmatch(next, "sinh"  )) d->a.func0 = sinh;
 393     else if (strmatch(next, "cosh"  )) d->a.func0 = cosh;
 394     else if (strmatch(next, "tanh"  )) d->a.func0 = tanh;
 395     else if (strmatch(next, "sin"   )) d->a.func0 = sin;
 396     else if (strmatch(next, "cos"   )) d->a.func0 = cos;
 397     else if (strmatch(next, "tan"   )) d->a.func0 = tan;
 398     else if (strmatch(next, "atan"  )) d->a.func0 = atan;
 399     else if (strmatch(next, "asin"  )) d->a.func0 = asin;
 400     else if (strmatch(next, "acos"  )) d->a.func0 = acos;
 401     else if (strmatch(next, "exp"   )) d->a.func0 = exp;
 402     else if (strmatch(next, "log"   )) d->a.func0 = log;
 403     else if (strmatch(next, "abs"   )) d->a.func0 = fabs;
 404     else if (strmatch(next, "time"  )) d->a.func0 = etime;
 405     else if (strmatch(next, "squish")) d->type = e_squish;
 406     else if (strmatch(next, "gauss" )) d->type = e_gauss;
 407     else if (strmatch(next, "mod"   )) d->type = e_mod;
 408     else if (strmatch(next, "max"   )) d->type = e_max;
 409     else if (strmatch(next, "min"   )) d->type = e_min;
 410     else if (strmatch(next, "eq"    )) d->type = e_eq;
 411     else if (strmatch(next, "gte"   )) d->type = e_gte;
 412     else if (strmatch(next, "gt"    )) d->type = e_gt;
 413     else if (strmatch(next, "lte"   )) d->type = e_lte;
 414     else if (strmatch(next, "lt"    )) d->type = e_lt;
 415     else if (strmatch(next, "ld"    )) d->type = e_ld;
 416     else if (strmatch(next, "isnan" )) d->type = e_isnan;
 417     else if (strmatch(next, "isinf" )) d->type = e_isinf;
 418     else if (strmatch(next, "st"    )) d->type = e_st;
 419     else if (strmatch(next, "while" )) d->type = e_while;
 420     else if (strmatch(next, "taylor")) d->type = e_taylor;
 421     else if (strmatch(next, "root"  )) d->type = e_root;
 422     else if (strmatch(next, "floor" )) d->type = e_floor;
 423     else if (strmatch(next, "ceil"  )) d->type = e_ceil;
 424     else if (strmatch(next, "trunc" )) d->type = e_trunc;
 425     else if (strmatch(next, "sqrt"  )) d->type = e_sqrt;
 426     else if (strmatch(next, "not"   )) d->type = e_not;
 427     else if (strmatch(next, "pow"   )) d->type = e_pow;
 428     else if (strmatch(next, "print" )) d->type = e_print;
 429     else if (strmatch(next, "random")) d->type = e_random;
 430     else if (strmatch(next, "hypot" )) d->type = e_hypot;
 431     else if (strmatch(next, "gcd"   )) d->type = e_gcd;
 432     else if (strmatch(next, "if"    )) d->type = e_if;
 433     else if (strmatch(next, "ifnot" )) d->type = e_ifnot;
 434     else if (strmatch(next, "bitand")) d->type = e_bitand;
 435     else if (strmatch(next, "bitor" )) d->type = e_bitor;
 436     else if (strmatch(next, "between"))d->type = e_between;
 437     else {
 438         for (i=0; p->func1_names && p->func1_names[i]; i++) {
 439             if (strmatch(next, p->func1_names[i])) {
 440                 d->a.func1 = p->funcs1[i];
 441                 d->type = e_func1;
 442                 *e = d;
 443                 return 0;
 444             }
 445         }
 446
 447         for (i=0; p->func2_names && p->func2_names[i]; i++) {
 448             if (strmatch(next, p->func2_names[i])) {
 449                 d->a.func2 = p->funcs2[i];
 450                 d->type = e_func2;
 451                 *e = d;
 452                 return 0;
 453             }
 454         }
 455
 456         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Unknown function in '%s'\n", s0);
 457         av_expr_free(d);
 458         return AVERROR(EINVAL);
 459     }
 460
 461     *e = d;
 462     return 0;
 463 }
 464
 465 static AVExpr *make_eval_expr(int type, int value, AVExpr *p0, AVExpr *p1)
 466 {
 467     AVExpr *e = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
 468     if (!e)
 469         return NULL;
 470     e->type     =type   ;
 471     e->value    =value  ;
 472     e->param[0] =p0     ;
 473     e->param[1] =p1     ;
 474     return e;
 475 }
 476
 477 static int parse_pow(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
 478 {
 479     *sign= (*p->s == '+') - (*p->s == '-');
 480     p->s += *sign&1;
 481     return parse_primary(e, p);
 482 }
 483
 484 static int parse_dB(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
 485 {
 486     /* do not filter out the negative sign when parsing a dB value.
 487        for example, -3dB is not the same as -(3dB) */
 488     if (*p->s == '-') {
 489         char *next;
 490         double av_unused v = strtod(p->s, &next);
 491         if (next != p->s && next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
 492             *sign = 0;
 493             return parse_primary(e, p);
 494         }
 495     }
 496     return parse_pow(e, p, sign);
 497 }
 498
 499 static int parse_factor(AVExpr **e, Parser *p)
 500 {
 501     int sign, sign2, ret;
 502     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 503     if ((ret = parse_dB(&e0, p, &sign)) < 0)
 504         return ret;
 505     while(p->s[0]=='^'){
 506         e1 = e0;
 507         p->s++;
 508         if ((ret = parse_dB(&e2, p, &sign2)) < 0) {
 509             av_expr_free(e1);
 510             return ret;
 511         }
 512         e0 = make_eval_expr(e_pow, 1, e1, e2);
 513         if (!e0) {
 514             av_expr_free(e1);
 515             av_expr_free(e2);
 516             return AVERROR(ENOMEM);
 517         }
 518         if (e0->param[1]) e0->param[1]->value *= (sign2|1);
 519     }
 520     if (e0) e0->value *= (sign|1);
 521
 522     *e = e0;
 523     return 0;
 524 }
 525
 526 static int parse_term(AVExpr **e, Parser *p)
 527 {
 528     int ret;
 529     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 530     if ((ret = parse_factor(&e0, p)) < 0)
 531         return ret;
 532     while (p->s[0]=='*' || p->s[0]=='/') {
 533         int c= *p->s++;
 534         e1 = e0;
 535         if ((ret = parse_factor(&e2, p)) < 0) {
 536             av_expr_free(e1);
 537             return ret;
 538         }
 539         e0 = make_eval_expr(c == '*' ? e_mul : e_div, 1, e1, e2);
 540         if (!e0) {
 541             av_expr_free(e1);
 542             av_expr_free(e2);
 543             return AVERROR(ENOMEM);
 544         }
 545     }
 546     *e = e0;
 547     return 0;
 548 }
 549
 550 static int parse_subexpr(AVExpr **e, Parser *p)
 551 {
 552     int ret;
 553     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 554     if ((ret = parse_term(&e0, p)) < 0)
 555         return ret;
 556     while (*p->s == '+' || *p->s == '-') {
 557         e1 = e0;
 558         if ((ret = parse_term(&e2, p)) < 0) {
 559             av_expr_free(e1);
 560             return ret;
 561         }
 562         e0 = make_eval_expr(e_add, 1, e1, e2);
 563         if (!e0) {
 564             av_expr_free(e1);
 565             av_expr_free(e2);
 566             return AVERROR(ENOMEM);
 567         }
 568     };
 569
 570     *e = e0;
 571     return 0;
 572 }
 573
 574 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p)
 575 {
 576     int ret;
 577     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 578     if (p->stack_index <= 0) //protect against stack overflows
 579         return AVERROR(EINVAL);
 580     p->stack_index--;
 581
 582     if ((ret = parse_subexpr(&e0, p)) < 0)
 583         return ret;
 584     while (*p->s == ';') {
 585         p->s++;
 586         e1 = e0;
 587         if ((ret = parse_subexpr(&e2, p)) < 0) {
 588             av_expr_free(e1);
 589             return ret;
 590         }
 591         e0 = make_eval_expr(e_last, 1, e1, e2);
 592         if (!e0) {
 593             av_expr_free(e1);
 594             av_expr_free(e2);
 595             return AVERROR(ENOMEM);
 596         }
 597     };
 598
 599     p->stack_index++;
 600     *e = e0;
 601     return 0;
 602 }
 603
 604 static int verify_expr(AVExpr *e)
 605 {
 606     if (!e) return 0;
 607     switch (e->type) {
 608         case e_value:
 609         case e_const: return 1;
 610         case e_func0:
 611         case e_func1:
 612         case e_squish:
 613         case e_ld:
 614         case e_gauss:
 615         case e_isnan:
 616         case e_isinf:
 617         case e_floor:
 618         case e_ceil:
 619         case e_trunc:
 620         case e_sqrt:
 621         case e_not:
 622         case e_random:
 623             return verify_expr(e->param[0]) && !e->param[1];
 624         case e_print:
 625             return verify_expr(e->param[0])
 626                    && (!e->param[1] || verify_expr(e->param[1]));
 627         case e_if:
 628         case e_ifnot:
 629         case e_taylor:
 630             return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1])
 631                    && (!e->param[2] || verify_expr(e->param[2]));
 632         case e_between:
 633             return verify_expr(e->param[0]) &&
 634                    verify_expr(e->param[1]) &&
 635                    verify_expr(e->param[2]);
 636         default: return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1]) && !e->param[2];
 637     }
 638 }
 639
 640 int av_expr_parse(AVExpr **expr, const char *s,
 641                   const char * const *const_names,
 642                   const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
 643                   const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
 644                   int log_offset, void *log_ctx)
 645 {
 646     Parser p = { 0 };
 647     AVExpr *e = NULL;
 648     char *w = av_malloc(strlen(s) + 1);
 649     char *wp = w;
 650     const char *s0 = s;
 651     int ret = 0;
 652
 653     if (!w)
 654         return AVERROR(ENOMEM);
 655
 656     while (*s)
 657         if (!av_isspace(*s++)) *wp++ = s[-1];
 658     *wp++ = 0;
 659
 660     p.class      = &class;
 661     p.stack_index=100;
 662     p.s= w;
 663     p.const_names = const_names;
 664     p.funcs1      = funcs1;
 665     p.func1_names = func1_names;
 666     p.funcs2      = funcs2;
 667     p.func2_names = func2_names;
 668     p.log_offset = log_offset;
 669     p.log_ctx    = log_ctx;
 670
 671     if ((ret = parse_expr(&e, &p)) < 0)
 672         goto end;
 673     if (*p.s) {
 674         av_expr_free(e);
 675         av_log(&p, AV_LOG_ERROR, "Invalid chars '%s' at the end of expression '%s'\n", p.s, s0);
 676         ret = AVERROR(EINVAL);
 677         goto end;
 678     }
 679     if (!verify_expr(e)) {
 680         av_expr_free(e);
 681         ret = AVERROR(EINVAL);
 682         goto end;
 683     }
 684     e->var= av_mallocz(sizeof(double) *VARS);
 685     *expr = e;
 686 end:
 687     av_free(w);
 688     return ret;
 689 }
 690
 691 double av_expr_eval(AVExpr *e, const double *const_values, void *opaque)
 692 {
 693     Parser p = { 0 };
 694     p.var= e->var;
 695
 696     p.const_values = const_values;
 697     p.opaque     = opaque;
 698     return eval_expr(&p, e);
 699 }
 700
 701 int av_expr_parse_and_eval(double *d, const char *s,
 702                            const char * const *const_names, const double *const_values,
 703                            const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
 704                            const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
 705                            void *opaque, int log_offset, void *log_ctx)
 706 {
 707     AVExpr *e = NULL;
 708     int ret = av_expr_parse(&e, s, const_names, func1_names, funcs1, func2_names, funcs2, log_offset, log_ctx);
 709
 710     if (ret < 0) {
 711         *d = NAN;
 712         return ret;
 713     }
 714     *d = av_expr_eval(e, const_values, opaque);
 715     av_expr_free(e);
 716     return isnan(*d) ? AVERROR(EINVAL) : 0;
 717 }
 718
 719 #ifdef TEST
 720 #include <string.h>
 721
 722 static const double const_values[] = {
 723     M_PI,
 724     M_E,
 725     0
 726 };
 727
 728 static const char *const const_names[] = {
 729     "PI",
 730     "E",
 731     0
 732 };
 733
 734 int main(int argc, char **argv)
 735 {
 736     int i;
 737     double d;
 738     const char *const *expr;
 739     static const char *const exprs[] = {
 740         "",
 741         "1;2",
 742         "-20",
 743         "-PI",
 744         "+PI",
 745         "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 746         "80G/80Gi",
 747         "1k",
 748         "1Gi",
 749         "1gi",
 750         "1GiFoo",
 751         "1k+1k",
 752         "1Gi*3foo",
 753         "foo",
 754         "foo(",
 755         "foo()",
 756         "foo)",
 757         "sin",
 758         "sin(",
 759         "sin()",
 760         "sin)",
 761         "sin 10",
 762         "sin(1,2,3)",
 763         "sin(1 )",
 764         "1",
 765         "1foo",
 766         "bar + PI + E + 100f*2 + foo",
 767         "13k + 12f - foo(1, 2)",
 768         "1gi",
 769         "1Gi",
 770         "st(0, 123)",
 771         "st(1, 123); ld(1)",
 772         "lte(0, 1)",
 773         "lte(1, 1)",
 774         "lte(1, 0)",
 775         "lt(0, 1)",
 776         "lt(1, 1)",
 777         "gt(1, 0)",
 778         "gt(2, 7)",
 779         "gte(122, 122)",
 780         /* compute 1+2+...+N */
 781         "st(0, 1); while(lte(ld(0), 100), st(1, ld(1)+ld(0));st(0, ld(0)+1)); ld(1)",
 782         /* compute Fib(N) */
 783         "st(1, 1); st(2, 2); st(0, 1); while(lte(ld(0),10), st(3, ld(1)+ld(2)); st(1, ld(2)); st(2, ld(3)); st(0, ld(0)+1)); ld(3)",
 784         "while(0, 10)",
 785         "st(0, 1); while(lte(ld(0),100), st(1, ld(1)+ld(0)); st(0, ld(0)+1))",
 786         "isnan(1)",
 787         "isnan(NAN)",
 788         "isnan(INF)",
 789         "isinf(1)",
 790         "isinf(NAN)",
 791         "isinf(INF)",
 792         "floor(NAN)",
 793         "floor(123.123)",
 794         "floor(-123.123)",
 795         "trunc(123.123)",
 796         "trunc(-123.123)",
 797         "ceil(123.123)",
 798         "ceil(-123.123)",
 799         "sqrt(1764)",
 800         "isnan(sqrt(-1))",
 801         "not(1)",
 802         "not(NAN)",
 803         "not(0)",
 804         "6.0206dB",
 805         "-3.0103dB",
 806         "pow(0,1.23)",
 807         "pow(PI,1.23)",
 808         "PI^1.23",
 809         "pow(-1,1.23)",
 810         "if(1, 2)",
 811         "if(1, 1, 2)",
 812         "if(0, 1, 2)",
 813         "ifnot(0, 23)",
 814         "ifnot(1, NaN) + if(0, 1)",
 815         "ifnot(1, 1, 2)",
 816         "ifnot(0, 1, 2)",
 817         "taylor(1, 1)",
 818         "taylor(eq(mod(ld(1),4),1)-eq(mod(ld(1),4),3), PI/2, 1)",
 819         "root(sin(ld(0))-1, 2)",
 820         "root(sin(ld(0))+6+sin(ld(0)/12)-log(ld(0)), 100)",
 821         "7000000B*random(0)",
 822         "squish(2)",
 823         "gauss(0.1)",
 824         "hypot(4,3)",
 825         "gcd(30,55)*print(min(9,1))",
 826         "bitor(42, 12)",
 827         "bitand(42, 12)",
 828         "bitand(NAN, 1)",
 829         "between(10, -3, 10)",
 830         "between(-4, -2, -1)",
 831         "between(1,2)",
 832         NULL
 833     };
 834
 835     for (expr = exprs; *expr; expr++) {
 836         printf("Evaluating '%s'\n", *expr);
 837         av_expr_parse_and_eval(&d, *expr,
 838                                const_names, const_values,
 839                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 840         if (isnan(d))
 841             printf("'%s' -> nan\n\n", *expr);
 842         else
 843             printf("'%s' -> %f\n\n", *expr, d);
 844     }
 845
 846     av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 847                            const_names, const_values,
 848                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 849     printf("%f == 12.7\n", d);
 850     av_expr_parse_and_eval(&d, "80G/80Gi",
 851                            const_names, const_values,
 852                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 853     printf("%f == 0.931322575\n", d);
 854
 855     if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-t")) {
 856         for (i = 0; i < 1050; i++) {
 857             START_TIMER;
 858             av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 859                                    const_names, const_values,
 860                                    NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 861             STOP_TIMER("av_expr_parse_and_eval");
 862         }
 863     }
 864
 865     return 0;
 866 }
 867 #endif