2acbbb47d16ced35675255e522976c6af8635fa5
[ffmpeg.git] / 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