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