avutil/x86/bswap: Add msvc bswap instrinsics.
[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 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