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 "internal.h"
  35 #include "log.h"
  36 #include "mathematics.h"
  37 #include "time.h"
  38 #include "avstring.h"
  39 #include "timer.h"
  40
  41 typedef struct Parser {
  42     const AVClass *class;
  43     int stack_index;
  44     char *s;
  45     const double *const_values;
  46     const char * const *const_names;          // NULL terminated
  47     double (* const *funcs1)(void *, double a);           // NULL terminated
  48     const char * const *func1_names;          // NULL terminated
  49     double (* const *funcs2)(void *, double a, double b); // NULL terminated
  50     const char * const *func2_names;          // NULL terminated
  51     void *opaque;
  52     int log_offset;
  53     void *log_ctx;
  54 #define VARS 10
  55     double *var;
  56 } Parser;
  57
  58 static const AVClass eval_class = { "Eval", av_default_item_name, NULL, LIBAVUTIL_VERSION_INT, offsetof(Parser,log_offset), offsetof(Parser,log_ctx) };
  59
  60 static const int8_t si_prefixes['z' - 'E' + 1] = {
  61     ['y'-'E']= -24,
  62     ['z'-'E']= -21,
  63     ['a'-'E']= -18,
  64     ['f'-'E']= -15,
  65     ['p'-'E']= -12,
  66     ['n'-'E']= - 9,
  67     ['u'-'E']= - 6,
  68     ['m'-'E']= - 3,
  69     ['c'-'E']= - 2,
  70     ['d'-'E']= - 1,
  71     ['h'-'E']=   2,
  72     ['k'-'E']=   3,
  73     ['K'-'E']=   3,
  74     ['M'-'E']=   6,
  75     ['G'-'E']=   9,
  76     ['T'-'E']=  12,
  77     ['P'-'E']=  15,
  78     ['E'-'E']=  18,
  79     ['Z'-'E']=  21,
  80     ['Y'-'E']=  24,
  81 };
  82
  83 static const struct {
  84     const char *name;
  85     double value;
  86 } constants[] = {
  87     { "E",   M_E   },
  88     { "PI",  M_PI  },
  89     { "PHI", M_PHI },
  90     { "QP2LAMBDA", FF_QP2LAMBDA },
  91 };
  92
  93 double av_strtod(const char *numstr, char **tail)
  94 {
  95     double d;
  96     char *next;
  97     if(numstr[0]=='0' && (numstr[1]|0x20)=='x') {
  98         d = strtoul(numstr, &next, 16);
  99     } else
 100         d = strtod(numstr, &next);
 101     /* if parsing succeeded, check for and interpret postfixes */
 102     if (next!=numstr) {
 103         if (next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
 104             /* treat dB as decibels instead of decibytes */
 105             d = pow(10, d / 20);
 106             next += 2;
 107         } else if (*next >= 'E' && *next <= 'z') {
 108             int e= si_prefixes[*next - 'E'];
 109             if (e) {
 110                 if (next[1] == 'i') {
 111                     d*= pow( 2, e/0.3);
 112                     next+=2;
 113                 } else {
 114                     d*= pow(10, e);
 115                     next++;
 116                 }
 117             }
 118         }
 119
 120         if (*next=='B') {
 121             d*=8;
 122             next++;
 123         }
 124     }
 125     /* if requested, fill in tail with the position after the last parsed
 126        character */
 127     if (tail)
 128         *tail = next;
 129     return d;
 130 }
 131
 132 #define IS_IDENTIFIER_CHAR(c) ((c) - '0' <= 9U || (c) - 'a' <= 25U || (c) - 'A' <= 25U || (c) == '_')
 133
 134 static int strmatch(const char *s, const char *prefix)
 135 {
 136     int i;
 137     for (i=0; prefix[i]; i++) {
 138         if (prefix[i] != s[i]) return 0;
 139     }
 140     /* return 1 only if the s identifier is terminated */
 141     return !IS_IDENTIFIER_CHAR(s[i]);
 142 }
 143
 144 struct AVExpr {
 145     enum {
 146         e_value, e_const, e_func0, e_func1, e_func2,
 147         e_squish, e_gauss, e_ld, e_isnan, e_isinf,
 148         e_mod, e_max, e_min, e_eq, e_gt, e_gte, e_lte, e_lt,
 149         e_pow, e_mul, e_div, e_add,
 150         e_last, e_st, e_while, e_taylor, e_root, e_floor, e_ceil, e_trunc,
 151         e_sqrt, e_not, e_random, e_hypot, e_gcd,
 152         e_if, e_ifnot, e_print, e_bitand, e_bitor, e_between, e_clip
 153     } type;
 154     double value; // is sign in other types
 155     union {
 156         int const_index;
 157         double (*func0)(double);
 158         double (*func1)(void *, double);
 159         double (*func2)(void *, double, double);
 160     } a;
 161     struct AVExpr *param[3];
 162     double *var;
 163 };
 164
 165 static double etime(double v)
 166 {
 167     return av_gettime() * 0.000001;
 168 }
 169
 170 static double eval_expr(Parser *p, AVExpr *e)
 171 {
 172     switch (e->type) {
 173         case e_value:  return e->value;
 174         case e_const:  return e->value * p->const_values[e->a.const_index];
 175         case e_func0:  return e->value * e->a.func0(eval_expr(p, e->param[0]));
 176         case e_func1:  return e->value * e->a.func1(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]));
 177         case e_func2:  return e->value * e->a.func2(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]), eval_expr(p, e->param[1]));
 178         case e_squish: return 1/(1+exp(4*eval_expr(p, e->param[0])));
 179         case e_gauss: { double d = eval_expr(p, e->param[0]); return exp(-d*d/2)/sqrt(2*M_PI); }
 180         case e_ld:     return e->value * p->var[av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1)];
 181         case e_isnan:  return e->value * !!isnan(eval_expr(p, e->param[0]));
 182         case e_isinf:  return e->value * !!isinf(eval_expr(p, e->param[0]));
 183         case e_floor:  return e->value * floor(eval_expr(p, e->param[0]));
 184         case e_ceil :  return e->value * ceil (eval_expr(p, e->param[0]));
 185         case e_trunc:  return e->value * trunc(eval_expr(p, e->param[0]));
 186         case e_sqrt:   return e->value * sqrt (eval_expr(p, e->param[0]));
 187         case e_not:    return e->value * (eval_expr(p, e->param[0]) == 0);
 188         case e_if:     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_ifnot:  return e->value * (!eval_expr(p, e->param[0]) ? eval_expr(p, e->param[1]) :
 191                                           e->param[2] ? eval_expr(p, e->param[2]) : 0);
 192         case e_clip: {
 193             double x = eval_expr(p, e->param[0]);
 194             double min = eval_expr(p, e->param[1]), max = eval_expr(p, e->param[2]);
 195             if (isnan(min) || isnan(max) || isnan(x) || min > max)
 196                 return NAN;
 197             return e->value * av_clipd(eval_expr(p, e->param[0]), min, max);
 198         }
 199         case e_between: {
 200             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
 201             return e->value * (d >= eval_expr(p, e->param[1]) &&
 202                                d <= eval_expr(p, e->param[2]));
 203         }
 204         case e_print: {
 205             double x = eval_expr(p, e->param[0]);
 206             int level = e->param[1] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[1]), INT_MIN, INT_MAX) : AV_LOG_INFO;
 207             av_log(p, level, "%f\n", x);
 208             return x;
 209         }
 210         case e_random:{
 211             int idx= av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1);
 212             uint64_t r= isnan(p->var[idx]) ? 0 : p->var[idx];
 213             r= r*1664525+1013904223;
 214             p->var[idx]= r;
 215             return e->value * (r * (1.0/UINT64_MAX));
 216         }
 217         case e_while: {
 218             double d = NAN;
 219             while (eval_expr(p, e->param[0]))
 220                 d=eval_expr(p, e->param[1]);
 221             return d;
 222         }
 223         case e_taylor: {
 224             double t = 1, d = 0, v;
 225             double x = eval_expr(p, e->param[1]);
 226             int id = e->param[2] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[2]), 0, VARS-1) : 0;
 227             int i;
 228             double var0 = p->var[id];
 229             for(i=0; i<1000; i++) {
 230                 double ld = d;
 231                 p->var[id] = i;
 232                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
 233                 d += t*v;
 234                 if(ld==d && v)
 235                     break;
 236                 t *= x / (i+1);
 237             }
 238             p->var[id] = var0;
 239             return d;
 240         }
 241         case e_root: {
 242             int i, j;
 243             double low = -1, high = -1, v, low_v = -DBL_MAX, high_v = DBL_MAX;
 244             double var0 = p->var[0];
 245             double x_max = eval_expr(p, e->param[1]);
 246             for(i=-1; i<1024; i++) {
 247                 if(i<255) {
 248                     p->var[0] = ff_reverse[i&255]*x_max/255;
 249                 } else {
 250                     p->var[0] = x_max*pow(0.9, i-255);
 251                     if (i&1) p->var[0] *= -1;
 252                     if (i&2) p->var[0] += low;
 253                     else     p->var[0] += high;
 254                 }
 255                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
 256                 if (v<=0 && v>low_v) {
 257                     low    = p->var[0];
 258                     low_v  = v;
 259                 }
 260                 if (v>=0 && v<high_v) {
 261                     high   = p->var[0];
 262                     high_v = v;
 263                 }
 264                 if (low>=0 && high>=0){
 265                     for (j=0; j<1000; j++) {
 266                         p->var[0] = (low+high)*0.5;
 267                         if (low == p->var[0] || high == p->var[0])
 268                             break;
 269                         v = eval_expr(p, e->param[0]);
 270                         if (v<=0) low = p->var[0];
 271                         if (v>=0) high= p->var[0];
 272                         if (isnan(v)) {
 273                             low = high = v;
 274                             break;
 275                         }
 276                     }
 277                     break;
 278                 }
 279             }
 280             p->var[0] = var0;
 281             return -low_v<high_v ? low : high;
 282         }
 283         default: {
 284             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
 285             double d2 = eval_expr(p, e->param[1]);
 286             switch (e->type) {
 287                 case e_mod: return e->value * (d - floor((!CONFIG_FTRAPV || d2) ? d / d2 : d * INFINITY) * d2);
 288                 case e_gcd: return e->value * av_gcd(d,d2);
 289                 case e_max: return e->value * (d >  d2 ?   d : d2);
 290                 case e_min: return e->value * (d <  d2 ?   d : d2);
 291                 case e_eq:  return e->value * (d == d2 ? 1.0 : 0.0);
 292                 case e_gt:  return e->value * (d >  d2 ? 1.0 : 0.0);
 293                 case e_gte: return e->value * (d >= d2 ? 1.0 : 0.0);
 294                 case e_lt:  return e->value * (d <  d2 ? 1.0 : 0.0);
 295                 case e_lte: return e->value * (d <= d2 ? 1.0 : 0.0);
 296                 case e_pow: return e->value * pow(d, d2);
 297                 case e_mul: return e->value * (d * d2);
 298                 case e_div: return e->value * ((!CONFIG_FTRAPV || d2 ) ? (d / d2) : d * INFINITY);
 299                 case e_add: return e->value * (d + d2);
 300                 case e_last:return e->value * d2;
 301                 case e_st : return e->value * (p->var[av_clip(d, 0, VARS-1)]= d2);
 302                 case e_hypot:return e->value * (sqrt(d*d + d2*d2));
 303                 case e_bitand: return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d & (long int)d2);
 304                 case e_bitor:  return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d | (long int)d2);
 305             }
 306         }
 307     }
 308     return NAN;
 309 }
 310
 311 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p);
 312
 313 void av_expr_free(AVExpr *e)
 314 {
 315     if (!e) return;
 316     av_expr_free(e->param[0]);
 317     av_expr_free(e->param[1]);
 318     av_expr_free(e->param[2]);
 319     av_freep(&e->var);
 320     av_freep(&e);
 321 }
 322
 323 static int parse_primary(AVExpr **e, Parser *p)
 324 {
 325     AVExpr *d = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
 326     char *next = p->s, *s0 = p->s;
 327     int ret, i;
 328
 329     if (!d)
 330         return AVERROR(ENOMEM);
 331
 332     /* number */
 333     d->value = av_strtod(p->s, &next);
 334     if (next != p->s) {
 335         d->type = e_value;
 336         p->s= next;
 337         *e = d;
 338         return 0;
 339     }
 340     d->value = 1;
 341
 342     /* named constants */
 343     for (i=0; p->const_names && p->const_names[i]; i++) {
 344         if (strmatch(p->s, p->const_names[i])) {
 345             p->s+= strlen(p->const_names[i]);
 346             d->type = e_const;
 347             d->a.const_index = i;
 348             *e = d;
 349             return 0;
 350         }
 351     }
 352     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(constants); i++) {
 353         if (strmatch(p->s, constants[i].name)) {
 354             p->s += strlen(constants[i].name);
 355             d->type = e_value;
 356             d->value = constants[i].value;
 357             *e = d;
 358             return 0;
 359         }
 360     }
 361
 362     p->s= strchr(p->s, '(');
 363     if (!p->s) {
 364         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Undefined constant or missing '(' in '%s'\n", s0);
 365         p->s= next;
 366         av_expr_free(d);
 367         return AVERROR(EINVAL);
 368     }
 369     p->s++; // "("
 370     if (*next == '(') { // special case do-nothing
 371         av_freep(&d);
 372         if ((ret = parse_expr(&d, p)) < 0)
 373             return ret;
 374         if (p->s[0] != ')') {
 375             av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' in '%s'\n", s0);
 376             av_expr_free(d);
 377             return AVERROR(EINVAL);
 378         }
 379         p->s++; // ")"
 380         *e = d;
 381         return 0;
 382     }
 383     if ((ret = parse_expr(&(d->param[0]), p)) < 0) {
 384         av_expr_free(d);
 385         return ret;
 386     }
 387     if (p->s[0]== ',') {
 388         p->s++; // ","
 389         parse_expr(&d->param[1], p);
 390     }
 391     if (p->s[0]== ',') {
 392         p->s++; // ","
 393         parse_expr(&d->param[2], p);
 394     }
 395     if (p->s[0] != ')') {
 396         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' or too many args in '%s'\n", s0);
 397         av_expr_free(d);
 398         return AVERROR(EINVAL);
 399     }
 400     p->s++; // ")"
 401
 402     d->type = e_func0;
 403          if (strmatch(next, "sinh"  )) d->a.func0 = sinh;
 404     else if (strmatch(next, "cosh"  )) d->a.func0 = cosh;
 405     else if (strmatch(next, "tanh"  )) d->a.func0 = tanh;
 406     else if (strmatch(next, "sin"   )) d->a.func0 = sin;
 407     else if (strmatch(next, "cos"   )) d->a.func0 = cos;
 408     else if (strmatch(next, "tan"   )) d->a.func0 = tan;
 409     else if (strmatch(next, "atan"  )) d->a.func0 = atan;
 410     else if (strmatch(next, "asin"  )) d->a.func0 = asin;
 411     else if (strmatch(next, "acos"  )) d->a.func0 = acos;
 412     else if (strmatch(next, "exp"   )) d->a.func0 = exp;
 413     else if (strmatch(next, "log"   )) d->a.func0 = log;
 414     else if (strmatch(next, "abs"   )) d->a.func0 = fabs;
 415     else if (strmatch(next, "time"  )) d->a.func0 = etime;
 416     else if (strmatch(next, "squish")) d->type = e_squish;
 417     else if (strmatch(next, "gauss" )) d->type = e_gauss;
 418     else if (strmatch(next, "mod"   )) d->type = e_mod;
 419     else if (strmatch(next, "max"   )) d->type = e_max;
 420     else if (strmatch(next, "min"   )) d->type = e_min;
 421     else if (strmatch(next, "eq"    )) d->type = e_eq;
 422     else if (strmatch(next, "gte"   )) d->type = e_gte;
 423     else if (strmatch(next, "gt"    )) d->type = e_gt;
 424     else if (strmatch(next, "lte"   )) d->type = e_lte;
 425     else if (strmatch(next, "lt"    )) d->type = e_lt;
 426     else if (strmatch(next, "ld"    )) d->type = e_ld;
 427     else if (strmatch(next, "isnan" )) d->type = e_isnan;
 428     else if (strmatch(next, "isinf" )) d->type = e_isinf;
 429     else if (strmatch(next, "st"    )) d->type = e_st;
 430     else if (strmatch(next, "while" )) d->type = e_while;
 431     else if (strmatch(next, "taylor")) d->type = e_taylor;
 432     else if (strmatch(next, "root"  )) d->type = e_root;
 433     else if (strmatch(next, "floor" )) d->type = e_floor;
 434     else if (strmatch(next, "ceil"  )) d->type = e_ceil;
 435     else if (strmatch(next, "trunc" )) d->type = e_trunc;
 436     else if (strmatch(next, "sqrt"  )) d->type = e_sqrt;
 437     else if (strmatch(next, "not"   )) d->type = e_not;
 438     else if (strmatch(next, "pow"   )) d->type = e_pow;
 439     else if (strmatch(next, "print" )) d->type = e_print;
 440     else if (strmatch(next, "random")) d->type = e_random;
 441     else if (strmatch(next, "hypot" )) d->type = e_hypot;
 442     else if (strmatch(next, "gcd"   )) d->type = e_gcd;
 443     else if (strmatch(next, "if"    )) d->type = e_if;
 444     else if (strmatch(next, "ifnot" )) d->type = e_ifnot;
 445     else if (strmatch(next, "bitand")) d->type = e_bitand;
 446     else if (strmatch(next, "bitor" )) d->type = e_bitor;
 447     else if (strmatch(next, "between"))d->type = e_between;
 448     else if (strmatch(next, "clip"  )) d->type = e_clip;
 449     else {
 450         for (i=0; p->func1_names && p->func1_names[i]; i++) {
 451             if (strmatch(next, p->func1_names[i])) {
 452                 d->a.func1 = p->funcs1[i];
 453                 d->type = e_func1;
 454                 *e = d;
 455                 return 0;
 456             }
 457         }
 458
 459         for (i=0; p->func2_names && p->func2_names[i]; i++) {
 460             if (strmatch(next, p->func2_names[i])) {
 461                 d->a.func2 = p->funcs2[i];
 462                 d->type = e_func2;
 463                 *e = d;
 464                 return 0;
 465             }
 466         }
 467
 468         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Unknown function in '%s'\n", s0);
 469         av_expr_free(d);
 470         return AVERROR(EINVAL);
 471     }
 472
 473     *e = d;
 474     return 0;
 475 }
 476
 477 static AVExpr *make_eval_expr(int type, int value, AVExpr *p0, AVExpr *p1)
 478 {
 479     AVExpr *e = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
 480     if (!e)
 481         return NULL;
 482     e->type     =type   ;
 483     e->value    =value  ;
 484     e->param[0] =p0     ;
 485     e->param[1] =p1     ;
 486     return e;
 487 }
 488
 489 static int parse_pow(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
 490 {
 491     *sign= (*p->s == '+') - (*p->s == '-');
 492     p->s += *sign&1;
 493     return parse_primary(e, p);
 494 }
 495
 496 static int parse_dB(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
 497 {
 498     /* do not filter out the negative sign when parsing a dB value.
 499        for example, -3dB is not the same as -(3dB) */
 500     if (*p->s == '-') {
 501         char *next;
 502         double av_unused ignored = strtod(p->s, &next);
 503         if (next != p->s && next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
 504             *sign = 0;
 505             return parse_primary(e, p);
 506         }
 507     }
 508     return parse_pow(e, p, sign);
 509 }
 510
 511 static int parse_factor(AVExpr **e, Parser *p)
 512 {
 513     int sign, sign2, ret;
 514     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 515     if ((ret = parse_dB(&e0, p, &sign)) < 0)
 516         return ret;
 517     while(p->s[0]=='^'){
 518         e1 = e0;
 519         p->s++;
 520         if ((ret = parse_dB(&e2, p, &sign2)) < 0) {
 521             av_expr_free(e1);
 522             return ret;
 523         }
 524         e0 = make_eval_expr(e_pow, 1, e1, e2);
 525         if (!e0) {
 526             av_expr_free(e1);
 527             av_expr_free(e2);
 528             return AVERROR(ENOMEM);
 529         }
 530         if (e0->param[1]) e0->param[1]->value *= (sign2|1);
 531     }
 532     if (e0) e0->value *= (sign|1);
 533
 534     *e = e0;
 535     return 0;
 536 }
 537
 538 static int parse_term(AVExpr **e, Parser *p)
 539 {
 540     int ret;
 541     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 542     if ((ret = parse_factor(&e0, p)) < 0)
 543         return ret;
 544     while (p->s[0]=='*' || p->s[0]=='/') {
 545         int c= *p->s++;
 546         e1 = e0;
 547         if ((ret = parse_factor(&e2, p)) < 0) {
 548             av_expr_free(e1);
 549             return ret;
 550         }
 551         e0 = make_eval_expr(c == '*' ? e_mul : e_div, 1, e1, e2);
 552         if (!e0) {
 553             av_expr_free(e1);
 554             av_expr_free(e2);
 555             return AVERROR(ENOMEM);
 556         }
 557     }
 558     *e = e0;
 559     return 0;
 560 }
 561
 562 static int parse_subexpr(AVExpr **e, Parser *p)
 563 {
 564     int ret;
 565     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 566     if ((ret = parse_term(&e0, p)) < 0)
 567         return ret;
 568     while (*p->s == '+' || *p->s == '-') {
 569         e1 = e0;
 570         if ((ret = parse_term(&e2, p)) < 0) {
 571             av_expr_free(e1);
 572             return ret;
 573         }
 574         e0 = make_eval_expr(e_add, 1, e1, e2);
 575         if (!e0) {
 576             av_expr_free(e1);
 577             av_expr_free(e2);
 578             return AVERROR(ENOMEM);
 579         }
 580     };
 581
 582     *e = e0;
 583     return 0;
 584 }
 585
 586 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p)
 587 {
 588     int ret;
 589     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 590     if (p->stack_index <= 0) //protect against stack overflows
 591         return AVERROR(EINVAL);
 592     p->stack_index--;
 593
 594     if ((ret = parse_subexpr(&e0, p)) < 0)
 595         return ret;
 596     while (*p->s == ';') {
 597         p->s++;
 598         e1 = e0;
 599         if ((ret = parse_subexpr(&e2, p)) < 0) {
 600             av_expr_free(e1);
 601             return ret;
 602         }
 603         e0 = make_eval_expr(e_last, 1, e1, e2);
 604         if (!e0) {
 605             av_expr_free(e1);
 606             av_expr_free(e2);
 607             return AVERROR(ENOMEM);
 608         }
 609     };
 610
 611     p->stack_index++;
 612     *e = e0;
 613     return 0;
 614 }
 615
 616 static int verify_expr(AVExpr *e)
 617 {
 618     if (!e) return 0;
 619     switch (e->type) {
 620         case e_value:
 621         case e_const: return 1;
 622         case e_func0:
 623         case e_func1:
 624         case e_squish:
 625         case e_ld:
 626         case e_gauss:
 627         case e_isnan:
 628         case e_isinf:
 629         case e_floor:
 630         case e_ceil:
 631         case e_trunc:
 632         case e_sqrt:
 633         case e_not:
 634         case e_random:
 635             return verify_expr(e->param[0]) && !e->param[1];
 636         case e_print:
 637             return verify_expr(e->param[0])
 638                    && (!e->param[1] || verify_expr(e->param[1]));
 639         case e_if:
 640         case e_ifnot:
 641         case e_taylor:
 642             return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1])
 643                    && (!e->param[2] || verify_expr(e->param[2]));
 644         case e_between:
 645         case e_clip:
 646             return verify_expr(e->param[0]) &&
 647                    verify_expr(e->param[1]) &&
 648                    verify_expr(e->param[2]);
 649         default: return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1]) && !e->param[2];
 650     }
 651 }
 652
 653 int av_expr_parse(AVExpr **expr, const char *s,
 654                   const char * const *const_names,
 655                   const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
 656                   const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
 657                   int log_offset, void *log_ctx)
 658 {
 659     Parser p = { 0 };
 660     AVExpr *e = NULL;
 661     char *w = av_malloc(strlen(s) + 1);
 662     char *wp = w;
 663     const char *s0 = s;
 664     int ret = 0;
 665
 666     if (!w)
 667         return AVERROR(ENOMEM);
 668
 669     while (*s)
 670         if (!av_isspace(*s++)) *wp++ = s[-1];
 671     *wp++ = 0;
 672
 673     p.class      = &eval_class;
 674     p.stack_index=100;
 675     p.s= w;
 676     p.const_names = const_names;
 677     p.funcs1      = funcs1;
 678     p.func1_names = func1_names;
 679     p.funcs2      = funcs2;
 680     p.func2_names = func2_names;
 681     p.log_offset = log_offset;
 682     p.log_ctx    = log_ctx;
 683
 684     if ((ret = parse_expr(&e, &p)) < 0)
 685         goto end;
 686     if (*p.s) {
 687         av_log(&p, AV_LOG_ERROR, "Invalid chars '%s' at the end of expression '%s'\n", p.s, s0);
 688         ret = AVERROR(EINVAL);
 689         goto end;
 690     }
 691     if (!verify_expr(e)) {
 692         ret = AVERROR(EINVAL);
 693         goto end;
 694     }
 695     e->var= av_mallocz(sizeof(double) *VARS);
 696     if (!e->var) {
 697         ret = AVERROR(ENOMEM);
 698         goto end;
 699     }
 700     *expr = e;
 701     e = NULL;
 702 end:
 703     av_expr_free(e);
 704     av_free(w);
 705     return ret;
 706 }
 707
 708 double av_expr_eval(AVExpr *e, const double *const_values, void *opaque)
 709 {
 710     Parser p = { 0 };
 711     p.var= e->var;
 712
 713     p.const_values = const_values;
 714     p.opaque     = opaque;
 715     return eval_expr(&p, e);
 716 }
 717
 718 int av_expr_parse_and_eval(double *d, const char *s,
 719                            const char * const *const_names, const double *const_values,
 720                            const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
 721                            const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
 722                            void *opaque, int log_offset, void *log_ctx)
 723 {
 724     AVExpr *e = NULL;
 725     int ret = av_expr_parse(&e, s, const_names, func1_names, funcs1, func2_names, funcs2, log_offset, log_ctx);
 726
 727     if (ret < 0) {
 728         *d = NAN;
 729         return ret;
 730     }
 731     *d = av_expr_eval(e, const_values, opaque);
 732     av_expr_free(e);
 733     return isnan(*d) ? AVERROR(EINVAL) : 0;
 734 }
 735
 736 #ifdef TEST
 737 #include <string.h>
 738
 739 static const double const_values[] = {
 740     M_PI,
 741     M_E,
 742     0
 743 };
 744
 745 static const char *const const_names[] = {
 746     "PI",
 747     "E",
 748     0
 749 };
 750
 751 int main(int argc, char **argv)
 752 {
 753     int i;
 754     double d;
 755     const char *const *expr;
 756     static const char *const exprs[] = {
 757         "",
 758         "1;2",
 759         "-20",
 760         "-PI",
 761         "+PI",
 762         "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 763         "80G/80Gi",
 764         "1k",
 765         "1Gi",
 766         "1gi",
 767         "1GiFoo",
 768         "1k+1k",
 769         "1Gi*3foo",
 770         "foo",
 771         "foo(",
 772         "foo()",
 773         "foo)",
 774         "sin",
 775         "sin(",
 776         "sin()",
 777         "sin)",
 778         "sin 10",
 779         "sin(1,2,3)",
 780         "sin(1 )",
 781         "1",
 782         "1foo",
 783         "bar + PI + E + 100f*2 + foo",
 784         "13k + 12f - foo(1, 2)",
 785         "1gi",
 786         "1Gi",
 787         "st(0, 123)",
 788         "st(1, 123); ld(1)",
 789         "lte(0, 1)",
 790         "lte(1, 1)",
 791         "lte(1, 0)",
 792         "lt(0, 1)",
 793         "lt(1, 1)",
 794         "gt(1, 0)",
 795         "gt(2, 7)",
 796         "gte(122, 122)",
 797         /* compute 1+2+...+N */
 798         "st(0, 1); while(lte(ld(0), 100), st(1, ld(1)+ld(0));st(0, ld(0)+1)); ld(1)",
 799         /* compute Fib(N) */
 800         "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)",
 801         "while(0, 10)",
 802         "st(0, 1); while(lte(ld(0),100), st(1, ld(1)+ld(0)); st(0, ld(0)+1))",
 803         "isnan(1)",
 804         "isnan(NAN)",
 805         "isnan(INF)",
 806         "isinf(1)",
 807         "isinf(NAN)",
 808         "isinf(INF)",
 809         "floor(NAN)",
 810         "floor(123.123)",
 811         "floor(-123.123)",
 812         "trunc(123.123)",
 813         "trunc(-123.123)",
 814         "ceil(123.123)",
 815         "ceil(-123.123)",
 816         "sqrt(1764)",
 817         "isnan(sqrt(-1))",
 818         "not(1)",
 819         "not(NAN)",
 820         "not(0)",
 821         "6.0206dB",
 822         "-3.0103dB",
 823         "pow(0,1.23)",
 824         "pow(PI,1.23)",
 825         "PI^1.23",
 826         "pow(-1,1.23)",
 827         "if(1, 2)",
 828         "if(1, 1, 2)",
 829         "if(0, 1, 2)",
 830         "ifnot(0, 23)",
 831         "ifnot(1, NaN) + if(0, 1)",
 832         "ifnot(1, 1, 2)",
 833         "ifnot(0, 1, 2)",
 834         "taylor(1, 1)",
 835         "taylor(eq(mod(ld(1),4),1)-eq(mod(ld(1),4),3), PI/2, 1)",
 836         "root(sin(ld(0))-1, 2)",
 837         "root(sin(ld(0))+6+sin(ld(0)/12)-log(ld(0)), 100)",
 838         "7000000B*random(0)",
 839         "squish(2)",
 840         "gauss(0.1)",
 841         "hypot(4,3)",
 842         "gcd(30,55)*print(min(9,1))",
 843         "bitor(42, 12)",
 844         "bitand(42, 12)",
 845         "bitand(NAN, 1)",
 846         "between(10, -3, 10)",
 847         "between(-4, -2, -1)",
 848         "between(1,2)",
 849         "clip(0, 2, 1)",
 850         "clip(0/0, 1, 2)",
 851         "clip(0, 0/0, 1)",
 852         NULL
 853     };
 854
 855     for (expr = exprs; *expr; expr++) {
 856         printf("Evaluating '%s'\n", *expr);
 857         av_expr_parse_and_eval(&d, *expr,
 858                                const_names, const_values,
 859                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 860         if (isnan(d))
 861             printf("'%s' -> nan\n\n", *expr);
 862         else
 863             printf("'%s' -> %f\n\n", *expr, d);
 864     }
 865
 866     av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 867                            const_names, const_values,
 868                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 869     printf("%f == 12.7\n", d);
 870     av_expr_parse_and_eval(&d, "80G/80Gi",
 871                            const_names, const_values,
 872                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 873     printf("%f == 0.931322575\n", d);
 874
 875     if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-t")) {
 876         for (i = 0; i < 1050; i++) {
 877             START_TIMER;
 878             av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 879                                    const_names, const_values,
 880                                    NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 881             STOP_TIMER("av_expr_parse_and_eval");
 882         }
 883     }
 884
 885     return 0;
 886 }
 887 #endif