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 struct {
  61     double bin_val;
  62     double dec_val;
  63     int8_t exp;
  64 } si_prefixes['z' - 'E' + 1] = {
  65     ['y'-'E']= { 8.271806125530276749e-25, 1e-24, -24 },
  66     ['z'-'E']= { 8.4703294725430034e-22, 1e-21, -21 },
  67     ['a'-'E']= { 8.6736173798840355e-19, 1e-18, -18 },
  68     ['f'-'E']= { 8.8817841970012523e-16, 1e-15, -15 },
  69     ['p'-'E']= { 9.0949470177292824e-13, 1e-12, -12 },
  70     ['n'-'E']= { 9.3132257461547852e-10, 1e-9,  -9 },
  71     ['u'-'E']= { 9.5367431640625e-7, 1e-6, -6 },
  72     ['m'-'E']= { 9.765625e-4, 1e-3, -3 },
  73     ['c'-'E']= { 9.8431332023036951e-3, 1e-2, -2 },
  74     ['d'-'E']= { 9.921256574801246e-2, 1e-1, -1 },
  75     ['h'-'E']= { 1.0159366732596479e2, 1e2, 2 },
  76     ['k'-'E']= { 1.024e3, 1e3, 3 },
  77     ['K'-'E']= { 1.024e3, 1e3, 3 },
  78     ['M'-'E']= { 1.048576e6, 1e6, 6 },
  79     ['G'-'E']= { 1.073741824e9, 1e9, 9 },
  80     ['T'-'E']= { 1.099511627776e12, 1e12, 12 },
  81     ['P'-'E']= { 1.125899906842624e15, 1e15, 15 },
  82     ['E'-'E']= { 1.152921504606847e18, 1e18, 18 },
  83     ['Z'-'E']= { 1.1805916207174113e21, 1e21, 21 },
  84     ['Y'-'E']= { 1.2089258196146292e24, 1e24, 24 },
  85 };
  86
  87 static const struct {
  88     const char *name;
  89     double value;
  90 } constants[] = {
  91     { "E",   M_E   },
  92     { "PI",  M_PI  },
  93     { "PHI", M_PHI },
  94     { "QP2LAMBDA", FF_QP2LAMBDA },
  95 };
  96
  97 double av_strtod(const char *numstr, char **tail)
  98 {
  99     double d;
 100     char *next;
 101     if(numstr[0]=='0' && (numstr[1]|0x20)=='x') {
 102         d = strtoul(numstr, &next, 16);
 103     } else
 104         d = strtod(numstr, &next);
 105     /* if parsing succeeded, check for and interpret postfixes */
 106     if (next!=numstr) {
 107         if (next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
 108             /* treat dB as decibels instead of decibytes */
 109             d = ff_exp10(d / 20);
 110             next += 2;
 111         } else if (*next >= 'E' && *next <= 'z') {
 112             int e= si_prefixes[*next - 'E'].exp;
 113             if (e) {
 114                 if (next[1] == 'i') {
 115                     d*= si_prefixes[*next - 'E'].bin_val;
 116                     next+=2;
 117                 } else {
 118                     d*= si_prefixes[*next - 'E'].dec_val;
 119                     next++;
 120                 }
 121             }
 122         }
 123
 124         if (*next=='B') {
 125             d*=8;
 126             next++;
 127         }
 128     }
 129     /* if requested, fill in tail with the position after the last parsed
 130        character */
 131     if (tail)
 132         *tail = next;
 133     return d;
 134 }
 135
 136 #define IS_IDENTIFIER_CHAR(c) ((c) - '0' <= 9U || (c) - 'a' <= 25U || (c) - 'A' <= 25U || (c) == '_')
 137
 138 static int strmatch(const char *s, const char *prefix)
 139 {
 140     int i;
 141     for (i=0; prefix[i]; i++) {
 142         if (prefix[i] != s[i]) return 0;
 143     }
 144     /* return 1 only if the s identifier is terminated */
 145     return !IS_IDENTIFIER_CHAR(s[i]);
 146 }
 147
 148 struct AVExpr {
 149     enum {
 150         e_value, e_const, e_func0, e_func1, e_func2,
 151         e_squish, e_gauss, e_ld, e_isnan, e_isinf,
 152         e_mod, e_max, e_min, e_eq, e_gt, e_gte, e_lte, e_lt,
 153         e_pow, e_mul, e_div, e_add,
 154         e_last, e_st, e_while, e_taylor, e_root, e_floor, e_ceil, e_trunc,
 155         e_sqrt, e_not, e_random, e_hypot, e_gcd,
 156         e_if, e_ifnot, e_print, e_bitand, e_bitor, e_between, e_clip
 157     } type;
 158     double value; // is sign in other types
 159     union {
 160         int const_index;
 161         double (*func0)(double);
 162         double (*func1)(void *, double);
 163         double (*func2)(void *, double, double);
 164     } a;
 165     struct AVExpr *param[3];
 166     double *var;
 167 };
 168
 169 static double etime(double v)
 170 {
 171     return av_gettime() * 0.000001;
 172 }
 173
 174 static double eval_expr(Parser *p, AVExpr *e)
 175 {
 176     switch (e->type) {
 177         case e_value:  return e->value;
 178         case e_const:  return e->value * p->const_values[e->a.const_index];
 179         case e_func0:  return e->value * e->a.func0(eval_expr(p, e->param[0]));
 180         case e_func1:  return e->value * e->a.func1(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]));
 181         case e_func2:  return e->value * e->a.func2(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]), eval_expr(p, e->param[1]));
 182         case e_squish: return 1/(1+exp(4*eval_expr(p, e->param[0])));
 183         case e_gauss: { double d = eval_expr(p, e->param[0]); return exp(-d*d/2)/sqrt(2*M_PI); }
 184         case e_ld:     return e->value * p->var[av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1)];
 185         case e_isnan:  return e->value * !!isnan(eval_expr(p, e->param[0]));
 186         case e_isinf:  return e->value * !!isinf(eval_expr(p, e->param[0]));
 187         case e_floor:  return e->value * floor(eval_expr(p, e->param[0]));
 188         case e_ceil :  return e->value * ceil (eval_expr(p, e->param[0]));
 189         case e_trunc:  return e->value * trunc(eval_expr(p, e->param[0]));
 190         case e_sqrt:   return e->value * sqrt (eval_expr(p, e->param[0]));
 191         case e_not:    return e->value * (eval_expr(p, e->param[0]) == 0);
 192         case e_if:     return e->value * (eval_expr(p, e->param[0]) ? eval_expr(p, e->param[1]) :
 193                                           e->param[2] ? eval_expr(p, e->param[2]) : 0);
 194         case e_ifnot:  return e->value * (!eval_expr(p, e->param[0]) ? eval_expr(p, e->param[1]) :
 195                                           e->param[2] ? eval_expr(p, e->param[2]) : 0);
 196         case e_clip: {
 197             double x = eval_expr(p, e->param[0]);
 198             double min = eval_expr(p, e->param[1]), max = eval_expr(p, e->param[2]);
 199             if (isnan(min) || isnan(max) || isnan(x) || min > max)
 200                 return NAN;
 201             return e->value * av_clipd(eval_expr(p, e->param[0]), min, max);
 202         }
 203         case e_between: {
 204             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
 205             return e->value * (d >= eval_expr(p, e->param[1]) &&
 206                                d <= eval_expr(p, e->param[2]));
 207         }
 208         case e_print: {
 209             double x = eval_expr(p, e->param[0]);
 210             int level = e->param[1] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[1]), INT_MIN, INT_MAX) : AV_LOG_INFO;
 211             av_log(p, level, "%f\n", x);
 212             return x;
 213         }
 214         case e_random:{
 215             int idx= av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1);
 216             uint64_t r= isnan(p->var[idx]) ? 0 : p->var[idx];
 217             r= r*1664525+1013904223;
 218             p->var[idx]= r;
 219             return e->value * (r * (1.0/UINT64_MAX));
 220         }
 221         case e_while: {
 222             double d = NAN;
 223             while (eval_expr(p, e->param[0]))
 224                 d=eval_expr(p, e->param[1]);
 225             return d;
 226         }
 227         case e_taylor: {
 228             double t = 1, d = 0, v;
 229             double x = eval_expr(p, e->param[1]);
 230             int id = e->param[2] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[2]), 0, VARS-1) : 0;
 231             int i;
 232             double var0 = p->var[id];
 233             for(i=0; i<1000; i++) {
 234                 double ld = d;
 235                 p->var[id] = i;
 236                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
 237                 d += t*v;
 238                 if(ld==d && v)
 239                     break;
 240                 t *= x / (i+1);
 241             }
 242             p->var[id] = var0;
 243             return d;
 244         }
 245         case e_root: {
 246             int i, j;
 247             double low = -1, high = -1, v, low_v = -DBL_MAX, high_v = DBL_MAX;
 248             double var0 = p->var[0];
 249             double x_max = eval_expr(p, e->param[1]);
 250             for(i=-1; i<1024; i++) {
 251                 if(i<255) {
 252                     p->var[0] = ff_reverse[i&255]*x_max/255;
 253                 } else {
 254                     p->var[0] = x_max*pow(0.9, i-255);
 255                     if (i&1) p->var[0] *= -1;
 256                     if (i&2) p->var[0] += low;
 257                     else     p->var[0] += high;
 258                 }
 259                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
 260                 if (v<=0 && v>low_v) {
 261                     low    = p->var[0];
 262                     low_v  = v;
 263                 }
 264                 if (v>=0 && v<high_v) {
 265                     high   = p->var[0];
 266                     high_v = v;
 267                 }
 268                 if (low>=0 && high>=0){
 269                     for (j=0; j<1000; j++) {
 270                         p->var[0] = (low+high)*0.5;
 271                         if (low == p->var[0] || high == p->var[0])
 272                             break;
 273                         v = eval_expr(p, e->param[0]);
 274                         if (v<=0) low = p->var[0];
 275                         if (v>=0) high= p->var[0];
 276                         if (isnan(v)) {
 277                             low = high = v;
 278                             break;
 279                         }
 280                     }
 281                     break;
 282                 }
 283             }
 284             p->var[0] = var0;
 285             return -low_v<high_v ? low : high;
 286         }
 287         default: {
 288             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
 289             double d2 = eval_expr(p, e->param[1]);
 290             switch (e->type) {
 291                 case e_mod: return e->value * (d - floor((!CONFIG_FTRAPV || d2) ? d / d2 : d * INFINITY) * d2);
 292                 case e_gcd: return e->value * av_gcd(d,d2);
 293                 case e_max: return e->value * (d >  d2 ?   d : d2);
 294                 case e_min: return e->value * (d <  d2 ?   d : d2);
 295                 case e_eq:  return e->value * (d == d2 ? 1.0 : 0.0);
 296                 case e_gt:  return e->value * (d >  d2 ? 1.0 : 0.0);
 297                 case e_gte: return e->value * (d >= d2 ? 1.0 : 0.0);
 298                 case e_lt:  return e->value * (d <  d2 ? 1.0 : 0.0);
 299                 case e_lte: return e->value * (d <= d2 ? 1.0 : 0.0);
 300                 case e_pow: return e->value * pow(d, d2);
 301                 case e_mul: return e->value * (d * d2);
 302                 case e_div: return e->value * ((!CONFIG_FTRAPV || d2 ) ? (d / d2) : d * INFINITY);
 303                 case e_add: return e->value * (d + d2);
 304                 case e_last:return e->value * d2;
 305                 case e_st : return e->value * (p->var[av_clip(d, 0, VARS-1)]= d2);
 306                 case e_hypot:return e->value * hypot(d, d2);
 307                 case e_bitand: return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d & (long int)d2);
 308                 case e_bitor:  return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d | (long int)d2);
 309             }
 310         }
 311     }
 312     return NAN;
 313 }
 314
 315 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p);
 316
 317 void av_expr_free(AVExpr *e)
 318 {
 319     if (!e) return;
 320     av_expr_free(e->param[0]);
 321     av_expr_free(e->param[1]);
 322     av_expr_free(e->param[2]);
 323     av_freep(&e->var);
 324     av_freep(&e);
 325 }
 326
 327 static int parse_primary(AVExpr **e, Parser *p)
 328 {
 329     AVExpr *d = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
 330     char *next = p->s, *s0 = p->s;
 331     int ret, i;
 332
 333     if (!d)
 334         return AVERROR(ENOMEM);
 335
 336     /* number */
 337     d->value = av_strtod(p->s, &next);
 338     if (next != p->s) {
 339         d->type = e_value;
 340         p->s= next;
 341         *e = d;
 342         return 0;
 343     }
 344     d->value = 1;
 345
 346     /* named constants */
 347     for (i=0; p->const_names && p->const_names[i]; i++) {
 348         if (strmatch(p->s, p->const_names[i])) {
 349             p->s+= strlen(p->const_names[i]);
 350             d->type = e_const;
 351             d->a.const_index = i;
 352             *e = d;
 353             return 0;
 354         }
 355     }
 356     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(constants); i++) {
 357         if (strmatch(p->s, constants[i].name)) {
 358             p->s += strlen(constants[i].name);
 359             d->type = e_value;
 360             d->value = constants[i].value;
 361             *e = d;
 362             return 0;
 363         }
 364     }
 365
 366     p->s= strchr(p->s, '(');
 367     if (!p->s) {
 368         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Undefined constant or missing '(' in '%s'\n", s0);
 369         p->s= next;
 370         av_expr_free(d);
 371         return AVERROR(EINVAL);
 372     }
 373     p->s++; // "("
 374     if (*next == '(') { // special case do-nothing
 375         av_freep(&d);
 376         if ((ret = parse_expr(&d, p)) < 0)
 377             return ret;
 378         if (p->s[0] != ')') {
 379             av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' in '%s'\n", s0);
 380             av_expr_free(d);
 381             return AVERROR(EINVAL);
 382         }
 383         p->s++; // ")"
 384         *e = d;
 385         return 0;
 386     }
 387     if ((ret = parse_expr(&(d->param[0]), p)) < 0) {
 388         av_expr_free(d);
 389         return ret;
 390     }
 391     if (p->s[0]== ',') {
 392         p->s++; // ","
 393         parse_expr(&d->param[1], p);
 394     }
 395     if (p->s[0]== ',') {
 396         p->s++; // ","
 397         parse_expr(&d->param[2], p);
 398     }
 399     if (p->s[0] != ')') {
 400         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' or too many args in '%s'\n", s0);
 401         av_expr_free(d);
 402         return AVERROR(EINVAL);
 403     }
 404     p->s++; // ")"
 405
 406     d->type = e_func0;
 407          if (strmatch(next, "sinh"  )) d->a.func0 = sinh;
 408     else if (strmatch(next, "cosh"  )) d->a.func0 = cosh;
 409     else if (strmatch(next, "tanh"  )) d->a.func0 = tanh;
 410     else if (strmatch(next, "sin"   )) d->a.func0 = sin;
 411     else if (strmatch(next, "cos"   )) d->a.func0 = cos;
 412     else if (strmatch(next, "tan"   )) d->a.func0 = tan;
 413     else if (strmatch(next, "atan"  )) d->a.func0 = atan;
 414     else if (strmatch(next, "asin"  )) d->a.func0 = asin;
 415     else if (strmatch(next, "acos"  )) d->a.func0 = acos;
 416     else if (strmatch(next, "exp"   )) d->a.func0 = exp;
 417     else if (strmatch(next, "log"   )) d->a.func0 = log;
 418     else if (strmatch(next, "abs"   )) d->a.func0 = fabs;
 419     else if (strmatch(next, "time"  )) d->a.func0 = etime;
 420     else if (strmatch(next, "squish")) d->type = e_squish;
 421     else if (strmatch(next, "gauss" )) d->type = e_gauss;
 422     else if (strmatch(next, "mod"   )) d->type = e_mod;
 423     else if (strmatch(next, "max"   )) d->type = e_max;
 424     else if (strmatch(next, "min"   )) d->type = e_min;
 425     else if (strmatch(next, "eq"    )) d->type = e_eq;
 426     else if (strmatch(next, "gte"   )) d->type = e_gte;
 427     else if (strmatch(next, "gt"    )) d->type = e_gt;
 428     else if (strmatch(next, "lte"   )) d->type = e_lte;
 429     else if (strmatch(next, "lt"    )) d->type = e_lt;
 430     else if (strmatch(next, "ld"    )) d->type = e_ld;
 431     else if (strmatch(next, "isnan" )) d->type = e_isnan;
 432     else if (strmatch(next, "isinf" )) d->type = e_isinf;
 433     else if (strmatch(next, "st"    )) d->type = e_st;
 434     else if (strmatch(next, "while" )) d->type = e_while;
 435     else if (strmatch(next, "taylor")) d->type = e_taylor;
 436     else if (strmatch(next, "root"  )) d->type = e_root;
 437     else if (strmatch(next, "floor" )) d->type = e_floor;
 438     else if (strmatch(next, "ceil"  )) d->type = e_ceil;
 439     else if (strmatch(next, "trunc" )) d->type = e_trunc;
 440     else if (strmatch(next, "sqrt"  )) d->type = e_sqrt;
 441     else if (strmatch(next, "not"   )) d->type = e_not;
 442     else if (strmatch(next, "pow"   )) d->type = e_pow;
 443     else if (strmatch(next, "print" )) d->type = e_print;
 444     else if (strmatch(next, "random")) d->type = e_random;
 445     else if (strmatch(next, "hypot" )) d->type = e_hypot;
 446     else if (strmatch(next, "gcd"   )) d->type = e_gcd;
 447     else if (strmatch(next, "if"    )) d->type = e_if;
 448     else if (strmatch(next, "ifnot" )) d->type = e_ifnot;
 449     else if (strmatch(next, "bitand")) d->type = e_bitand;
 450     else if (strmatch(next, "bitor" )) d->type = e_bitor;
 451     else if (strmatch(next, "between"))d->type = e_between;
 452     else if (strmatch(next, "clip"  )) d->type = e_clip;
 453     else {
 454         for (i=0; p->func1_names && p->func1_names[i]; i++) {
 455             if (strmatch(next, p->func1_names[i])) {
 456                 d->a.func1 = p->funcs1[i];
 457                 d->type = e_func1;
 458                 *e = d;
 459                 return 0;
 460             }
 461         }
 462
 463         for (i=0; p->func2_names && p->func2_names[i]; i++) {
 464             if (strmatch(next, p->func2_names[i])) {
 465                 d->a.func2 = p->funcs2[i];
 466                 d->type = e_func2;
 467                 *e = d;
 468                 return 0;
 469             }
 470         }
 471
 472         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Unknown function in '%s'\n", s0);
 473         av_expr_free(d);
 474         return AVERROR(EINVAL);
 475     }
 476
 477     *e = d;
 478     return 0;
 479 }
 480
 481 static AVExpr *make_eval_expr(int type, int value, AVExpr *p0, AVExpr *p1)
 482 {
 483     AVExpr *e = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
 484     if (!e)
 485         return NULL;
 486     e->type     =type   ;
 487     e->value    =value  ;
 488     e->param[0] =p0     ;
 489     e->param[1] =p1     ;
 490     return e;
 491 }
 492
 493 static int parse_pow(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
 494 {
 495     *sign= (*p->s == '+') - (*p->s == '-');
 496     p->s += *sign&1;
 497     return parse_primary(e, p);
 498 }
 499
 500 static int parse_dB(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
 501 {
 502     /* do not filter out the negative sign when parsing a dB value.
 503        for example, -3dB is not the same as -(3dB) */
 504     if (*p->s == '-') {
 505         char *next;
 506         double av_unused ignored = strtod(p->s, &next);
 507         if (next != p->s && next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
 508             *sign = 0;
 509             return parse_primary(e, p);
 510         }
 511     }
 512     return parse_pow(e, p, sign);
 513 }
 514
 515 static int parse_factor(AVExpr **e, Parser *p)
 516 {
 517     int sign, sign2, ret;
 518     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 519     if ((ret = parse_dB(&e0, p, &sign)) < 0)
 520         return ret;
 521     while(p->s[0]=='^'){
 522         e1 = e0;
 523         p->s++;
 524         if ((ret = parse_dB(&e2, p, &sign2)) < 0) {
 525             av_expr_free(e1);
 526             return ret;
 527         }
 528         e0 = make_eval_expr(e_pow, 1, e1, e2);
 529         if (!e0) {
 530             av_expr_free(e1);
 531             av_expr_free(e2);
 532             return AVERROR(ENOMEM);
 533         }
 534         if (e0->param[1]) e0->param[1]->value *= (sign2|1);
 535     }
 536     if (e0) e0->value *= (sign|1);
 537
 538     *e = e0;
 539     return 0;
 540 }
 541
 542 static int parse_term(AVExpr **e, Parser *p)
 543 {
 544     int ret;
 545     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 546     if ((ret = parse_factor(&e0, p)) < 0)
 547         return ret;
 548     while (p->s[0]=='*' || p->s[0]=='/') {
 549         int c= *p->s++;
 550         e1 = e0;
 551         if ((ret = parse_factor(&e2, p)) < 0) {
 552             av_expr_free(e1);
 553             return ret;
 554         }
 555         e0 = make_eval_expr(c == '*' ? e_mul : e_div, 1, e1, e2);
 556         if (!e0) {
 557             av_expr_free(e1);
 558             av_expr_free(e2);
 559             return AVERROR(ENOMEM);
 560         }
 561     }
 562     *e = e0;
 563     return 0;
 564 }
 565
 566 static int parse_subexpr(AVExpr **e, Parser *p)
 567 {
 568     int ret;
 569     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 570     if ((ret = parse_term(&e0, p)) < 0)
 571         return ret;
 572     while (*p->s == '+' || *p->s == '-') {
 573         e1 = e0;
 574         if ((ret = parse_term(&e2, p)) < 0) {
 575             av_expr_free(e1);
 576             return ret;
 577         }
 578         e0 = make_eval_expr(e_add, 1, e1, e2);
 579         if (!e0) {
 580             av_expr_free(e1);
 581             av_expr_free(e2);
 582             return AVERROR(ENOMEM);
 583         }
 584     };
 585
 586     *e = e0;
 587     return 0;
 588 }
 589
 590 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p)
 591 {
 592     int ret;
 593     AVExpr *e0, *e1, *e2;
 594     if (p->stack_index <= 0) //protect against stack overflows
 595         return AVERROR(EINVAL);
 596     p->stack_index--;
 597
 598     if ((ret = parse_subexpr(&e0, p)) < 0)
 599         return ret;
 600     while (*p->s == ';') {
 601         p->s++;
 602         e1 = e0;
 603         if ((ret = parse_subexpr(&e2, p)) < 0) {
 604             av_expr_free(e1);
 605             return ret;
 606         }
 607         e0 = make_eval_expr(e_last, 1, e1, e2);
 608         if (!e0) {
 609             av_expr_free(e1);
 610             av_expr_free(e2);
 611             return AVERROR(ENOMEM);
 612         }
 613     };
 614
 615     p->stack_index++;
 616     *e = e0;
 617     return 0;
 618 }
 619
 620 static int verify_expr(AVExpr *e)
 621 {
 622     if (!e) return 0;
 623     switch (e->type) {
 624         case e_value:
 625         case e_const: return 1;
 626         case e_func0:
 627         case e_func1:
 628         case e_squish:
 629         case e_ld:
 630         case e_gauss:
 631         case e_isnan:
 632         case e_isinf:
 633         case e_floor:
 634         case e_ceil:
 635         case e_trunc:
 636         case e_sqrt:
 637         case e_not:
 638         case e_random:
 639             return verify_expr(e->param[0]) && !e->param[1];
 640         case e_print:
 641             return verify_expr(e->param[0])
 642                    && (!e->param[1] || verify_expr(e->param[1]));
 643         case e_if:
 644         case e_ifnot:
 645         case e_taylor:
 646             return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1])
 647                    && (!e->param[2] || verify_expr(e->param[2]));
 648         case e_between:
 649         case e_clip:
 650             return verify_expr(e->param[0]) &&
 651                    verify_expr(e->param[1]) &&
 652                    verify_expr(e->param[2]);
 653         default: return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1]) && !e->param[2];
 654     }
 655 }
 656
 657 int av_expr_parse(AVExpr **expr, const char *s,
 658                   const char * const *const_names,
 659                   const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
 660                   const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
 661                   int log_offset, void *log_ctx)
 662 {
 663     Parser p = { 0 };
 664     AVExpr *e = NULL;
 665     char *w = av_malloc(strlen(s) + 1);
 666     char *wp = w;
 667     const char *s0 = s;
 668     int ret = 0;
 669
 670     if (!w)
 671         return AVERROR(ENOMEM);
 672
 673     while (*s)
 674         if (!av_isspace(*s++)) *wp++ = s[-1];
 675     *wp++ = 0;
 676
 677     p.class      = &eval_class;
 678     p.stack_index=100;
 679     p.s= w;
 680     p.const_names = const_names;
 681     p.funcs1      = funcs1;
 682     p.func1_names = func1_names;
 683     p.funcs2      = funcs2;
 684     p.func2_names = func2_names;
 685     p.log_offset = log_offset;
 686     p.log_ctx    = log_ctx;
 687
 688     if ((ret = parse_expr(&e, &p)) < 0)
 689         goto end;
 690     if (*p.s) {
 691         av_log(&p, AV_LOG_ERROR, "Invalid chars '%s' at the end of expression '%s'\n", p.s, s0);
 692         ret = AVERROR(EINVAL);
 693         goto end;
 694     }
 695     if (!verify_expr(e)) {
 696         ret = AVERROR(EINVAL);
 697         goto end;
 698     }
 699     e->var= av_mallocz(sizeof(double) *VARS);
 700     if (!e->var) {
 701         ret = AVERROR(ENOMEM);
 702         goto end;
 703     }
 704     *expr = e;
 705     e = NULL;
 706 end:
 707     av_expr_free(e);
 708     av_free(w);
 709     return ret;
 710 }
 711
 712 double av_expr_eval(AVExpr *e, const double *const_values, void *opaque)
 713 {
 714     Parser p = { 0 };
 715     p.var= e->var;
 716
 717     p.const_values = const_values;
 718     p.opaque     = opaque;
 719     return eval_expr(&p, e);
 720 }
 721
 722 int av_expr_parse_and_eval(double *d, const char *s,
 723                            const char * const *const_names, const double *const_values,
 724                            const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
 725                            const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
 726                            void *opaque, int log_offset, void *log_ctx)
 727 {
 728     AVExpr *e = NULL;
 729     int ret = av_expr_parse(&e, s, const_names, func1_names, funcs1, func2_names, funcs2, log_offset, log_ctx);
 730
 731     if (ret < 0) {
 732         *d = NAN;
 733         return ret;
 734     }
 735     *d = av_expr_eval(e, const_values, opaque);
 736     av_expr_free(e);
 737     return isnan(*d) ? AVERROR(EINVAL) : 0;
 738 }
 739
 740 #ifdef TEST
 741 #include <string.h>
 742
 743 static const double const_values[] = {
 744     M_PI,
 745     M_E,
 746     0
 747 };
 748
 749 static const char *const const_names[] = {
 750     "PI",
 751     "E",
 752     0
 753 };
 754
 755 int main(int argc, char **argv)
 756 {
 757     int i;
 758     double d;
 759     const char *const *expr;
 760     static const char *const exprs[] = {
 761         "",
 762         "1;2",
 763         "-20",
 764         "-PI",
 765         "+PI",
 766         "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 767         "80G/80Gi",
 768         "1k",
 769         "1Gi",
 770         "1gi",
 771         "1GiFoo",
 772         "1k+1k",
 773         "1Gi*3foo",
 774         "foo",
 775         "foo(",
 776         "foo()",
 777         "foo)",
 778         "sin",
 779         "sin(",
 780         "sin()",
 781         "sin)",
 782         "sin 10",
 783         "sin(1,2,3)",
 784         "sin(1 )",
 785         "1",
 786         "1foo",
 787         "bar + PI + E + 100f*2 + foo",
 788         "13k + 12f - foo(1, 2)",
 789         "1gi",
 790         "1Gi",
 791         "st(0, 123)",
 792         "st(1, 123); ld(1)",
 793         "lte(0, 1)",
 794         "lte(1, 1)",
 795         "lte(1, 0)",
 796         "lt(0, 1)",
 797         "lt(1, 1)",
 798         "gt(1, 0)",
 799         "gt(2, 7)",
 800         "gte(122, 122)",
 801         /* compute 1+2+...+N */
 802         "st(0, 1); while(lte(ld(0), 100), st(1, ld(1)+ld(0));st(0, ld(0)+1)); ld(1)",
 803         /* compute Fib(N) */
 804         "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)",
 805         "while(0, 10)",
 806         "st(0, 1); while(lte(ld(0),100), st(1, ld(1)+ld(0)); st(0, ld(0)+1))",
 807         "isnan(1)",
 808         "isnan(NAN)",
 809         "isnan(INF)",
 810         "isinf(1)",
 811         "isinf(NAN)",
 812         "isinf(INF)",
 813         "floor(NAN)",
 814         "floor(123.123)",
 815         "floor(-123.123)",
 816         "trunc(123.123)",
 817         "trunc(-123.123)",
 818         "ceil(123.123)",
 819         "ceil(-123.123)",
 820         "sqrt(1764)",
 821         "isnan(sqrt(-1))",
 822         "not(1)",
 823         "not(NAN)",
 824         "not(0)",
 825         "6.0206dB",
 826         "-3.0103dB",
 827         "pow(0,1.23)",
 828         "pow(PI,1.23)",
 829         "PI^1.23",
 830         "pow(-1,1.23)",
 831         "if(1, 2)",
 832         "if(1, 1, 2)",
 833         "if(0, 1, 2)",
 834         "ifnot(0, 23)",
 835         "ifnot(1, NaN) + if(0, 1)",
 836         "ifnot(1, 1, 2)",
 837         "ifnot(0, 1, 2)",
 838         "taylor(1, 1)",
 839         "taylor(eq(mod(ld(1),4),1)-eq(mod(ld(1),4),3), PI/2, 1)",
 840         "root(sin(ld(0))-1, 2)",
 841         "root(sin(ld(0))+6+sin(ld(0)/12)-log(ld(0)), 100)",
 842         "7000000B*random(0)",
 843         "squish(2)",
 844         "gauss(0.1)",
 845         "hypot(4,3)",
 846         "gcd(30,55)*print(min(9,1))",
 847         "bitor(42, 12)",
 848         "bitand(42, 12)",
 849         "bitand(NAN, 1)",
 850         "between(10, -3, 10)",
 851         "between(-4, -2, -1)",
 852         "between(1,2)",
 853         "clip(0, 2, 1)",
 854         "clip(0/0, 1, 2)",
 855         "clip(0, 0/0, 1)",
 856         NULL
 857     };
 858
 859     for (expr = exprs; *expr; expr++) {
 860         printf("Evaluating '%s'\n", *expr);
 861         av_expr_parse_and_eval(&d, *expr,
 862                                const_names, const_values,
 863                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 864         if (isnan(d))
 865             printf("'%s' -> nan\n\n", *expr);
 866         else
 867             printf("'%s' -> %f\n\n", *expr, d);
 868     }
 869
 870     av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 871                            const_names, const_values,
 872                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 873     printf("%f == 12.7\n", d);
 874     av_expr_parse_and_eval(&d, "80G/80Gi",
 875                            const_names, const_values,
 876                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 877     printf("%f == 0.931322575\n", d);
 878
 879     if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-t")) {
 880         for (i = 0; i < 1050; i++) {
 881             START_TIMER;
 882             av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
 883                                    const_names, const_values,
 884                                    NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
 885             STOP_TIMER("av_expr_parse_and_eval");
 886         }
 887     }
 888
 889     return 0;
 890 }
 891 #endif