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