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