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 "attributes.h"
  31 #include "avutil.h"
  32 #include "common.h"
  33 #include "eval.h"
  34 #include "log.h"
  35 #include "mathematics.h"
  36 #include "time.h"
  37 #include "avstring.h"
  38 #include "timer.h"
  39
  40 typedef struct Parser {
  41     const AVClass *class;
  42     int stack_index;
  43     char *s;
  44     const double *const_values;
  45     const char * const *const_names;          // NULL terminated
  46     double (* const *funcs1)(void *, double a);           // NULL terminated
  47     const char * const *func1_names;          // NULL terminated
  48     double (* const *funcs2)(void *, double a, double b); // NULL terminated
  49     const char * const *func2_names;          // NULL terminated
  50     void *opaque;
  51     int log_offset;
  52     void *log_ctx;
  53 #define VARS 10
  54     double *var;
  55 } Parser;
  56
  57 static const AVClass eval_class = { "Eval", av_default_item_name, NULL, LIBAVUTIL_VERSION_INT, offsetof(Parser,log_offset), offsetof(Parser,log_ctx) };
  58
  59 static const int8_t si_prefixes['z' - 'E' + 1] = {
  60     ['y'-'E']= -24,
  61     ['z'-'E']= -21,
  62     ['a'-'E']= -18,
  63     ['f'-'E']= -15,
  64     ['p'-'E']= -12,
  65     ['n'-'E']= - 9,
  66     ['u'-'E']= - 6,
  67     ['m'-'E']= - 3,
  68     ['c'-'E']= - 2,
  69     ['d'-'E']= - 1,
  70     ['h'-'E']=   2,
  71     ['k'-'E']=   3,
  72     ['K'-'E']=   3,
  73     ['M'-'E']=   6,
  74     ['G'-'E']=   9,
  75     ['T'-'E']=  12,
  76     ['P'-'E']=  15,
  77     ['E'-'E']=  18,
  78     ['Z'-'E']=  21,
  79     ['Y'-'E']=  24,
  80 };
  81
  82 static const struct {
  83     const char *name;
  84     double value;
  85 } constants[] = {
  86     { "E",   M_E   },
  87     { "PI",  M_PI  },
  88     { "PHI", M_PHI },
  89 };
  90
  91 double av_strtod(const char *numstr, char **tail)
  92 {
  93     double d;
  94     char *next;
  95     if(numstr[0]=='0' && (numstr[1]|0x20)=='x') {
  96         d = strtoul(numstr, &next, 16);
  97     } else
  98         d = strtod(numstr, &next);
  99     /* if parsing succeeded, check for and interpret postfixes */
 100     if (next!=numstr) {
 101         if (next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
 102             /* treat dB as decibels instead of decibytes */
 103             d = pow(10, d / 20);
 104             next += 2;
 105         } else if (*next >= 'E' && *next <= 'z') {
 106             int e= si_prefixes[*next - 'E'];
 107             if (e) {
 108                 if (next[1] == 'i') {
 109                     d*= pow( 2, e/0.3);
 110                     next+=2;
 111                 } else {
 112                     d*= pow(10, e);
 113                     next++;
 114                 }
 115             }
 116         }
 117
 118         if (*next=='B') {
 119             d*=8;
 120             next++;
 121         }
 122     }
 123     /* if requested, fill in tail with the position after the last parsed
 124        character */
 125     if (tail)
 126         *tail = next;
 127     return d;
 128 }
 129
 130 #define IS_IDENTIFIER_CHAR(c) ((c) - '0' <= 9U || (c) - 'a' <= 25U || (c) - 'A' <= 25U || (c) == '_')
 131
 132 static int strmatch(const char *s, const char *prefix)
 133 {
 134     int i;
 135     for (i=0; prefix[i]; i++) {
 136         if (prefix[i] != s[i]) return 0;
 137     }
 138     /* return 1 only if the s identifier is terminated */
 139     return !IS_IDENTIFIER_CHAR(s[i]);
 140 }
 141
 142 struct AVExpr {
 143     enum {
 144         e_value, e_const, e_func0, e_func1, e_func2,
 145         e_squish, e_gauss, e_ld, e_isnan, e_isinf,
 146         e_mod, e_max, e_min, e_eq, e_gt, e_gte, e_lte, e_lt,
 147         e_pow, e_mul, e_div, e_add,
 148         e_last, e_st, e_while, e_taylor, e_root, e_floor, e_ceil, e_trunc,
 149         e_sqrt, e_not, e_random, e_hypot, e_gcd,
 150         e_if, e_ifnot, e_print, e_bitand, e_bitor, e_between,
 151     } type;
 152     double value; // is sign in other types
 153     union {
 154         int const_index;
 155         double (*func0)(double);
 156         double (*func1)(void *, double);
 157         double (*func2)(void *, double, double);
 158     } a;
 159     struct AVExpr *param[3];
 160     double *var;
 161 };
 162
 163 static double etime(double v)
 164 {
 165     return av_gettime() * 0.000001;
 166 }
 167
 168 static double eval_expr(Parser *p, AVExpr *e)
 169 {
 170     switch (e->type) {
 171         case e_value:  return e->value;
 172         case e_const:  return e->value * p->const_values[e->a.const_index];
 173         case e_func0:  return e->value * e->a.func0(eval_expr(p, e->param[0]));
 174         case e_func1:  return e->value * e->a.func1(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]));
 175         case e_func2:  return e->value * e->a.func2(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]), eval_expr(p, e->param[1]));
 176         case e_squish: return 1/(1+exp(4*eval_expr(p, e->param[0])));
 177         case e_gauss: { double d = eval_expr(p, e->param[0]); return exp(-d*d/2)/sqrt(2*M_PI); }
 178         case e_ld:     return e->value * p->var[av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1)];
 179         case e_isnan:  return e->value * !!isnan(eval_expr(p, e->param[0]));
 180         case e_isinf:  return e->value * !!isinf(eval_expr(p, e->param[0]));
 181         case e_floor:  return e->value * floor(eval_expr(p, e->param[0]));
 182         case e_ceil :  return e->value * ceil (eval_expr(p, e->param[0]));
 183         case e_trunc:  return e->value * trunc(eval_expr(p, e->param[0]));
 184         case e_sqrt:   return e->value * sqrt (eval_expr(p, e->param[0]));
 185         case e_not:    return e->value * (eval_expr(p, e->param[0]) == 0);
 186         case e_if:     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_ifnot:  return e->value * (!eval_expr(p, e->param[0]) ? eval_expr(p, e->param[1]) :
 189                                           e->param[2] ? eval_expr(p, e->param[2]) : 0);
 190         case e_between: {
 191             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
 192             return e->value * (d >= eval_expr(p, e->param[1]) &&
 193                                d <= eval_expr(p, e->param[2]));
 194         }
 195         case e_print: {
 196             double x = eval_expr(p, e->param[0]);
 197             int level = e->param[1] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[1]), INT_MIN, INT_MAX) : AV_LOG_INFO;
 198             av_log(p, level, "%f\n", x);
 199             return x;
 200         }
 201         case e_random:{
 202             int idx= av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1);
 203             uint64_t r= isnan(p->var[idx]) ? 0 : p->var[idx];
 204             r= r*1664525+1013904223;
 205             p->var[idx]= r;
 206             return e->value * (r * (1.0/UINT64_MAX));
 207         }
 208         case e_while: {
 209             double d = NAN;
 210             while (eval_expr(p, e->param[0]))
 211                 d=eval_expr(p, e->param[1]);
 212             return d;
 213         }
 214         case e_taylor: {
 215             double t = 1, d = 0, v;
 216             double x = eval_expr(p, e->param[1]);
 217             int id = e->param[2] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[2]), 0, VARS-1) : 0;
 218             int i;
 219             double var0 = p->var[id];
 220             for(i=0; i<1000; i++) {
 221                 double ld = d;
 222                 p->var[id] = i;
 223                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
 224                 d += t*v;
 225                 if(ld==d && v)
 226                     break;
 227                 t *= x / (i+1);
 228             }
 229             p->var[id] = var0;
 230             return d;
 231         }
 232         case e_root: {
 233             int i, j;
 234             double low = -1, high = -1, v, low_v = -DBL_MAX, high_v = DBL_MAX;
 235             double var0 = p->var[0];
 236             double x_max = eval_expr(p, e->param[1]);
 237             for(i=-1; i<1024; i++) {
 238                 if(i<255) {
 239                     p->var[0] = av_reverse[i&255]*x_max/255;
 240                 } else {
 241                     p->var[0] = x_max*pow(0.9, i-255);
 242                     if (i&1) p->var[0] *= -1;
 243                     if (i&2) p->var[0] += low;
 244                     else     p->var[0] += high;
 245                 }
 246                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
 247                 if (v<=0 && v>low_v) {
 248                     low    = p->var[0];
 249                     low_v  = v;
 250                 }
 251                 if (v>=0 && v<high_v) {
 252                     high   = p->var[0];
 253                     high_v = v;
 254                 }
 255                 if (low>=0 && high>=0){
 256                     for (j=0; j<1000; j++) {
 257                         p->var[0] = (low+high)*0.5;
 258                         if (low == p->var[0] || high == p->var[0])
 259                             break;
 260                         v = eval_expr(p, e->param[0]);
 261                         if (v<=0) low = p->var[0];
 262                         if (v>=0) high= p->var[0];
 263                         if (isnan(v)) {
 264                             low = high = v;
 265                             break;
 266                         }
 267                     }
 268                     break;
 269                 }
 270             }
 271             p->var[0] = var0;
 272             return -low_v<high_v ? low : high;
 273         }
 274         default: {
 275             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
 276             double d2 = eval_expr(p, e->param[1]);
 277             switch (e->type) {
 278                 case e_mod: return e->value * (d - floor((!CONFIG_FTRAPV || d2) ? d / d2 : d * INFINITY) * d2);
 279                 case e_gcd: return e->value * av_gcd(d,d2);
 280                 case e_max: return e->value * (d >  d2 ?   d : d2);
 281                 case e_min: return e->value * (d <  d2 ?   d : d2);
 282                 case e_eq:  return e->value * (d == d2 ? 1.0 : 0.0);
 283                 case e_gt:  return e->value * (d >  d2 ? 1.0 : 0.0);
 284                 case e_gte: return e->value * (d >= d2 ? 1.0 : 0.0);
 285                 case e_lt:  return e->value * (d <  d2 ? 1.0 : 0.0);
 286                 case e_lte: return e->value * (d <= d2 ? 1.0 : 0.0);
 287                 case e_pow: return e->value * pow(d, d2);
 288                 case e_mul: return e->value * (d * d2);
 289                 case e_div: return e->value * ((!CONFIG_FTRAPV || d2 ) ? (d / d2) : d * INFINITY);
 290                 case e_add: return e->value * (d + d2);
 291                 case e_last:return e->value * d2;
 292                 case e_st : return e->value * (p->var[av_clip(d, 0, VARS-1)]= d2);
 293                 case e_hypot:return e->value * (sqrt(d*d + d2*d2));
 294                 case e_bitand: return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d & (long int)d2);
 295                 case e_bitor:  return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d | (long int)d2);
 296             }
 297         }
 298     }
 299     return NAN;
 300 }
 301
 302 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p);
 303
 304 void av_expr_free(AVExpr *e)
 305 {
 306     if (!e) return;
 307     av_expr_free(e->param[0]);
 308     av_expr_free(e->param[1]);
 309     av_expr_free(e->param[2]);
 310     av_freep(&e->var);
 311     av_freep(&e);
 312 }
 313
 314 static int parse_primary(AVExpr **e, Parser *p)
 315 {
 316     AVExpr *d = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
 317     char *next = p->s, *s0 = p->s;
 318     int ret, i;
 319
 320     if (!d)
 321         return AVERROR(ENOMEM);
 322
 323     /* number */
 324     d->value = av_strtod(p->s, &next);
 325     if (next != p->s) {
 326         d->type = e_value;
 327         p->s= next;
 328         *e = d;
 329         return 0;
 330     }
 331     d->value = 1;
 332
 333     /* named constants */
 334     for (i=0; p->const_names && p->const_names[i]; i++) {
 335         if (strmatch(p->s, p->const_names[i])) {
 336             p->s+= strlen(p->const_names[i]);
 337             d->type = e_const;
 338             d->a.const_index = i;
 339             *e = d;
 340             return 0;
 341         }
 342     }
 343     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(constants); i++) {
 344         if (strmatch(p->s, constants[i].name)) {
 345             p->s += strlen(constants[i].name);
 346             d->type = e_value;
 347             d->value = constants[i].value;
 348             *e = d;
 349             return 0;
 350         }
 351     }
 352
 353     p->s= strchr(p->s, '(');
 354     if (p->s==NULL) {
 355         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Undefined constant or missing '(' in '%s'\n", s0);
 356         p->s= next;
 357         av_expr_free(d);
 358         return AVERROR(EINVAL);
 359     }
 360     p->s++; // "("
 361     if (*next == '(') { // special case do-nothing
 362         av_freep(&d);
 363         if ((ret = parse_expr(&d, p)) < 0)
 364             return ret;
 365         if (p->s[0] != ')') {
 366             av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' in '%s'\n", s0);
 367             av_expr_free(d);
 368             return AVERROR(EINVAL);
 369         }
 370         p->s++; // ")"
 371         *e = d;
 372         return 0;
 373     }
 374     if ((ret = parse_expr(&(d->param[0]), p)) < 0) {
 375         av_expr_free(d);
 376         return ret;
 377     }
 378     if (p->s[0]== ',') {
 379         p->s++; // ","
 380         parse_expr(&d->param[1], p);
 381     }
 382     if (p->s[0]== ',') {
 383         p->s++; // ","
 384         parse_expr(&d->param[2], p);
 385     }
 386     if (p->s[0] != ')') {
 387         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' or too many args in '%s'\n", s0);
 388         av_expr_free(d);
 389         return AVERROR(EINVAL);
 390     }
 391     p->s++; // ")"
 392
 393     d->type = e_func0;
 394          if (strmatch(next, "sinh"  )) d->a.func0 = sinh;
 395     else if (strmatch(next, "cosh"  )) d->a.func0 = cosh;
 396     else if (strmatch(next, "tanh"  )) d->a.func0 = tanh;
 397     else if (strmatch(next, "sin"   )) d->a.func0 = sin;
 398     else if (strmatch(next, "cos"   )) d->a.func0 = cos;
 399     else if (strmatch(next, "tan"   )) d->a.func0 = tan;
 400     else if (strmatch(next, "atan"  )) d->a.func0 = atan;
 401     else if (strmatch(next, "asin"  )) d->a.func0 = asin;
 402     else if (strmatch(next, "acos"  )) d->a.func0 = acos;
 403     else if (strmatch(next, "exp"   )) d->a.func0 = exp;
 404     else if (strmatch(next, "log"   )) d->a.func0 = log;
 405     else if (strmatch(next, "abs"   )) d->a.func0 = fabs;
 406     else if (strmatch(next, "time"  )) d->a.func0 = etime;
 407     else if (strmatch(next, "squish")) d->type = e_squish;
 408     else if (strmatch(next, "gauss" )) d->type = e_gauss;
 409     else if (strmatch(next, "mod"   )) d->type = e_mod;
 410     else if (strmatch(next, "max"   )) d->type = e_max;
 411     else if (strmatch(next, "min"   )) d->type = e_min;
 412     else if (strmatch(next, "eq"    )) d->type = e_eq;
 413     else if (strmatch(next, "gte"   )) d->type = e_gte;
 414     else if (strmatch(next, "gt"    )) d->type = e_gt;
 415     else if (strmatch(next, "lte"   )) d->type = e_lte;
 416     else if (strmatch(next, "lt"    )) d->type = e_lt;
 417     else if (strmatch(next, "ld"    )) d->type = e_ld;
 418     else if (strmatch(next, "isnan" )) d->type = e_isnan;
 419     else if (strmatch(next, "isinf" )) d->type = e_isinf;
 420     else if (strmatch(next, "st"    )) d->type = e_st;
 421     else if (strmatch(next, "while" )) d->type = e_while;
 422     else if (strmatch(next, "taylor")) d->type = e_taylor;
 423     else if (strmatch(next, "root"  )) d->type = e_root;
 424     else if (strmatch(next, "floor" )) d->type = e_floor;
 425     else if (strmatch(next, "ceil"  )) d->type = e_ceil;
 426     else if (strmatch(next, "trunc" )) d->type = e_trunc;
 427     else if (strmatch(next, "sqrt"  )) d->type = e_sqrt;
 428     else if (strmatch(next, "not"   )) d->type = e_not;
 429     else if (strmatch(next, "pow"   )) d->type = e_pow;
 430     else if (strmatch(next, "print" )) d->type = e_print;
 431     else if (strmatch(next, "random")) d->type = e_random;
 432     else if (strmatch(next, "hypot" )) d->type = e_hypot;
 433     else if (strmatch(next, "gcd"   )) d->type = e_gcd;
 434     else if (strmatch(next, "if"    )) d->type = e_if;
 435     else if (strmatch(next, "ifnot" )) d->type = e_ifnot;
 436     else if (strmatch(next, "bitand")) d->type = e_bitand;
 437     else if (strmatch(next, "bitor" )) d->type = e_bitor;
 438     else if (strmatch(next, "between"))d->type = e_between;
 439     else {
 440         for (i=0; p->func1_names && p->func1_names[i]; i++) {
 441             if (strmatch(next, p->func1_names[i])) {
 442                 d->a.func1 = p->funcs1[i];
 443                 d->type = e_func1;
 444                 *e = d;
 445                 return 0;
 446             }
 447         }
 448
 449         for (i=0; p->func2_names && p->func2_names[i]; i++) {
 450             if (strmatch(next, p->func2_names[i])) {
 451                 d->a.func2 = p->funcs2[i];
 452                 d->type = e_func2;
 453                 *e = d;
 454                 return 0;
 455             }
 456         }
 457
 458         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Unknown function in '%s'\n", s0);
 459         av_expr_free(d);
 460         return AVERROR(EINVAL);
 461     }
 462
 463     *e = d;
 464     return 0;
 465 }
 466
 467 static AVExpr *make_eval_expr(int type, int value, AVExpr *p0, AVExpr *p1)
 468 {
 469     AVExpr *e = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
 470     if (!e)
 471         return NULL;
 472     e->type     =type   ;
 473     e->value    =value  ;
 474     e->param[0] =p0     ;
 475     e->param[1] =p1     ;
 476     return e;
 477 }
 478
 479 static int parse_pow(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
 480 {
 481     *sign= (*p->s == '+') - (*p->s == '-');
 482     p->s += *sign&1;
 483     return parse_primary(e, p);
 484 }
 485
 486 static int parse_dB(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
 487 {
 488     /* do not filter out the negative sign when parsing a dB value.
 489        for example, -3dB is not the same as -(3dB) */
 490     if (*p->s == '-') {
 491         char *next;
 492         double av_unused ignored = strtod(p->s, &next);
 493         if (next != p->s && next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
 494             *sign = 0;
 495             return parse_primary(e, p);
 496         }
 497     }
 498     return parse_pow(e, p, sign);
 499 }
 500
 501 static int parse_factor(AVExpr **e, Parser *p)
 502 {
 503     int sign, sign2, ret;
 504     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 505     if ((ret = parse_dB(&e0, p, &sign)) < 0)
 506         return ret;
 507     while(p->s[0]=='^'){
 508         e1 = e0;
 509         p->s++;
 510         if ((ret = parse_dB(&e2, p, &sign2)) < 0) {
 511             av_expr_free(e1);
 512             return ret;
 513         }
 514         e0 = make_eval_expr(e_pow, 1, e1, e2);
 515         if (!e0) {
 516             av_expr_free(e1);
 517             av_expr_free(e2);
 518             return AVERROR(ENOMEM);
 519         }
 520         if (e0->param[1]) e0->param[1]->value *= (sign2|1);
 521     }
 522     if (e0) e0->value *= (sign|1);
 523
 524     *e = e0;
 525     return 0;
 526 }
 527
 528 static int parse_term(AVExpr **e, Parser *p)
 529 {
 530     int ret;
 531     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 532     if ((ret = parse_factor(&e0, p)) < 0)
 533         return ret;
 534     while (p->s[0]=='*' || p->s[0]=='/') {
 535         int c= *p->s++;
 536         e1 = e0;
 537         if ((ret = parse_factor(&e2, p)) < 0) {
 538             av_expr_free(e1);
 539             return ret;
 540         }
 541         e0 = make_eval_expr(c == '*' ? e_mul : e_div, 1, e1, e2);
 542         if (!e0) {
 543             av_expr_free(e1);
 544             av_expr_free(e2);
 545             return AVERROR(ENOMEM);
 546         }
 547     }
 548     *e = e0;
 549     return 0;
 550 }
 551
 552 static int parse_subexpr(AVExpr **e, Parser *p)
 553 {
 554     int ret;
 555     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 556     if ((ret = parse_term(&e0, p)) < 0)
 557         return ret;
 558     while (*p->s == '+' || *p->s == '-') {
 559         e1 = e0;
 560         if ((ret = parse_term(&e2, p)) < 0) {
 561             av_expr_free(e1);
 562             return ret;
 563         }
 564         e0 = make_eval_expr(e_add, 1, e1, e2);
 565         if (!e0) {
 566             av_expr_free(e1);
 567             av_expr_free(e2);
 568             return AVERROR(ENOMEM);
 569         }
 570     };
 571
 572     *e = e0;
 573     return 0;
 574 }
 575
 576 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p)
 577 {
 578     int ret;
 579     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 580     if (p->stack_index <= 0) //protect against stack overflows
 581         return AVERROR(EINVAL);
 582     p->stack_index--;
 583
 584     if ((ret = parse_subexpr(&e0, p)) < 0)
 585         return ret;
 586     while (*p->s == ';') {
 587         p->s++;
 588         e1 = e0;
 589         if ((ret = parse_subexpr(&e2, p)) < 0) {
 590             av_expr_free(e1);
 591             return ret;
 592         }
 593         e0 = make_eval_expr(e_last, 1, e1, e2);
 594         if (!e0) {
 595             av_expr_free(e1);
 596             av_expr_free(e2);
 597             return AVERROR(ENOMEM);
 598         }
 599     };
 600
 601     p->stack_index++;
 602     *e = e0;
 603     return 0;
 604 }
 605
 606 static int verify_expr(AVExpr *e)
 607 {
 608     if (!e) return 0;
 609     switch (e->type) {
 610         case e_value:
 611         case e_const: return 1;
 612         case e_func0:
 613         case e_func1:
 614         case e_squish:
 615         case e_ld:
 616         case e_gauss:
 617         case e_isnan:
 618         case e_isinf:
 619         case e_floor:
 620         case e_ceil:
 621         case e_trunc:
 622         case e_sqrt:
 623         case e_not:
 624         case e_random:
 625             return verify_expr(e->param[0]) && !e->param[1];
 626         case e_print:
 627             return verify_expr(e->param[0])
 628                    && (!e->param[1] || verify_expr(e->param[1]));
 629         case e_if:
 630         case e_ifnot:
 631         case e_taylor:
 632             return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1])
 633                    && (!e->param[2] || verify_expr(e->param[2]));
 634         case e_between:
 635             return verify_expr(e->param[0]) &&
 636                    verify_expr(e->param[1]) &&
 637                    verify_expr(e->param[2]);
 638         default: return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1]) && !e->param[2];
 639     }
 640 }
 641
 642 int av_expr_parse(AVExpr **expr, const char *s,
 643                   const char * const *const_names,
 644                   const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
 645                   const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
 646                   int log_offset, void *log_ctx)
 647 {
 648     Parser p = { 0 };
 649     AVExpr *e = NULL;
 650     char *w = av_malloc(strlen(s) + 1);
 651     char *wp = w;
 652     const char *s0 = s;
 653     int ret = 0;
 654
 655     if (!w)
 656         return AVERROR(ENOMEM);
 657
 658     while (*s)
 659         if (!av_isspace(*s++)) *wp++ = s[-1];
 660     *wp++ = 0;
 661
 662     p.class      = &eval_class;
 663     p.stack_index=100;
 664     p.s= w;
 665     p.const_names = const_names;
 666     p.funcs1      = funcs1;
 667     p.func1_names = func1_names;
 668     p.funcs2      = funcs2;
 669     p.func2_names = func2_names;
 670     p.log_offset = log_offset;
 671     p.log_ctx    = log_ctx;
 672
 673     if ((ret = parse_expr(&e, &p)) < 0)
 674         goto end;
 675     if (*p.s) {
 676         av_expr_free(e);
 677         av_log(&p, AV_LOG_ERROR, "Invalid chars '%s' at the end of expression '%s'\n", p.s, s0);
 678         ret = AVERROR(EINVAL);
 679         goto end;
 680     }
 681     if (!verify_expr(e)) {
 682         av_expr_free(e);
 683         ret = AVERROR(EINVAL);
 684         goto end;
 685     }
 686     e->var= av_mallocz(sizeof(double) *VARS);
 687     *expr = e;
 688 end:
 689     av_free(w);
 690     return ret;
 691 }
 692
 693 double av_expr_eval(AVExpr *e, const double *const_values, void *opaque)
 694 {
 695     Parser p = { 0 };
 696     p.var= e->var;
 697
 698     p.const_values = const_values;
 699     p.opaque     = opaque;
 700     return eval_expr(&p, e);
 701 }
 702
 703 int av_expr_parse_and_eval(double *d, const char *s,
 704                            const char * const *const_names, const double *const_values,
 705                            const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
 706                            const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
 707                            void *opaque, int log_offset, void *log_ctx)
 708 {
 709     AVExpr *e = NULL;
 710     int ret = av_expr_parse(&e, s, const_names, func1_names, funcs1, func2_names, funcs2, log_offset, log_ctx);
 711
 712     if (ret < 0) {
 713         *d = NAN;
 714         return ret;
 715     }
 716     *d = av_expr_eval(e, const_values, opaque);
 717     av_expr_free(e);
 718     return isnan(*d) ? AVERROR(EINVAL) : 0;
 719 }
 720
 721 #ifdef TEST
 722 #include <string.h>
 723
 724 static const double const_values[] = {
 725     M_PI,
 726     M_E,
 727     0
 728 };
 729
 730 static const char *const const_names[] = {
 731     "PI",
 732     "E",
 733     0
 734 };
 735
 736 int main(int argc, char **argv)
 737 {
 738     int i;
 739     double d;
 740     const char *const *expr;
 741     static const char *const exprs[] = {
 742         "",
 743         "1;2",
 744         "-20",
 745         "-PI",
 746         "+PI",
 747         "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 748         "80G/80Gi",
 749         "1k",
 750         "1Gi",
 751         "1gi",
 752         "1GiFoo",
 753         "1k+1k",
 754         "1Gi*3foo",
 755         "foo",
 756         "foo(",
 757         "foo()",
 758         "foo)",
 759         "sin",
 760         "sin(",
 761         "sin()",
 762         "sin)",
 763         "sin 10",
 764         "sin(1,2,3)",
 765         "sin(1 )",
 766         "1",
 767         "1foo",
 768         "bar + PI + E + 100f*2 + foo",
 769         "13k + 12f - foo(1, 2)",
 770         "1gi",
 771         "1Gi",
 772         "st(0, 123)",
 773         "st(1, 123); ld(1)",
 774         "lte(0, 1)",
 775         "lte(1, 1)",
 776         "lte(1, 0)",
 777         "lt(0, 1)",
 778         "lt(1, 1)",
 779         "gt(1, 0)",
 780         "gt(2, 7)",
 781         "gte(122, 122)",
 782         /* compute 1+2+...+N */
 783         "st(0, 1); while(lte(ld(0), 100), st(1, ld(1)+ld(0));st(0, ld(0)+1)); ld(1)",
 784         /* compute Fib(N) */
 785         "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)",
 786         "while(0, 10)",
 787         "st(0, 1); while(lte(ld(0),100), st(1, ld(1)+ld(0)); st(0, ld(0)+1))",
 788         "isnan(1)",
 789         "isnan(NAN)",
 790         "isnan(INF)",
 791         "isinf(1)",
 792         "isinf(NAN)",
 793         "isinf(INF)",
 794         "floor(NAN)",
 795         "floor(123.123)",
 796         "floor(-123.123)",
 797         "trunc(123.123)",
 798         "trunc(-123.123)",
 799         "ceil(123.123)",
 800         "ceil(-123.123)",
 801         "sqrt(1764)",
 802         "isnan(sqrt(-1))",
 803         "not(1)",
 804         "not(NAN)",
 805         "not(0)",
 806         "6.0206dB",
 807         "-3.0103dB",
 808         "pow(0,1.23)",
 809         "pow(PI,1.23)",
 810         "PI^1.23",
 811         "pow(-1,1.23)",
 812         "if(1, 2)",
 813         "if(1, 1, 2)",
 814         "if(0, 1, 2)",
 815         "ifnot(0, 23)",
 816         "ifnot(1, NaN) + if(0, 1)",
 817         "ifnot(1, 1, 2)",
 818         "ifnot(0, 1, 2)",
 819         "taylor(1, 1)",
 820         "taylor(eq(mod(ld(1),4),1)-eq(mod(ld(1),4),3), PI/2, 1)",
 821         "root(sin(ld(0))-1, 2)",
 822         "root(sin(ld(0))+6+sin(ld(0)/12)-log(ld(0)), 100)",
 823         "7000000B*random(0)",
 824         "squish(2)",
 825         "gauss(0.1)",
 826         "hypot(4,3)",
 827         "gcd(30,55)*print(min(9,1))",
 828         "bitor(42, 12)",
 829         "bitand(42, 12)",
 830         "bitand(NAN, 1)",
 831         "between(10, -3, 10)",
 832         "between(-4, -2, -1)",
 833         "between(1,2)",
 834         NULL
 835     };
 836
 837     for (expr = exprs; *expr; expr++) {
 838         printf("Evaluating '%s'\n", *expr);
 839         av_expr_parse_and_eval(&d, *expr,
 840                                const_names, const_values,
 841                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 842         if (isnan(d))
 843             printf("'%s' -> nan\n\n", *expr);
 844         else
 845             printf("'%s' -> %f\n\n", *expr, d);
 846     }
 847
 848     av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 849                            const_names, const_values,
 850                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 851     printf("%f == 12.7\n", d);
 852     av_expr_parse_and_eval(&d, "80G/80Gi",
 853                            const_names, const_values,
 854                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 855     printf("%f == 0.931322575\n", d);
 856
 857     if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-t")) {
 858         for (i = 0; i < 1050; i++) {
 859             START_TIMER;
 860             av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 861                                    const_names, const_values,
 862                                    NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 863             STOP_TIMER("av_expr_parse_and_eval");
 864         }
 865     }
 866
 867     return 0;
 868 }
 869 #endif