lavu/eval: add clip 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 "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 };
90
91 double av_strtod(const char *numstr, char **tail)
92 {
93     double d;
94     char *next;
95     if(numstr[0]=='0' && (numstr[1]|0x20)=='x') {
96         d = strtoul(numstr, &next, 16);
97     } else
98         d = strtod(numstr, &next);
99     /* if parsing succeeded, check for and interpret postfixes */
100     if (next!=numstr) {
101         if (next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
102             /* treat dB as decibels instead of decibytes */
103             d = pow(10, d / 20);
104             next += 2;
105         } else if (*next >= 'E' && *next <= 'z') {
106             int e= si_prefixes[*next - 'E'];
107             if (e) {
108                 if (next[1] == 'i') {
109                     d*= pow( 2, e/0.3);
110                     next+=2;
111                 } else {
112                     d*= pow(10, e);
113                     next++;
114                 }
115             }
116         }
117
118         if (*next=='B') {
119             d*=8;
120             next++;
121         }
122     }
123     /* if requested, fill in tail with the position after the last parsed
124        character */
125     if (tail)
126         *tail = next;
127     return d;
128 }
129
130 #define IS_IDENTIFIER_CHAR(c) ((c) - '0' <= 9U || (c) - 'a' <= 25U || (c) - 'A' <= 25U || (c) == '_')
131
132 static int strmatch(const char *s, const char *prefix)
133 {
134     int i;
135     for (i=0; prefix[i]; i++) {
136         if (prefix[i] != s[i]) return 0;
137     }
138     /* return 1 only if the s identifier is terminated */
139     return !IS_IDENTIFIER_CHAR(s[i]);
140 }
141
142 struct AVExpr {
143     enum {
144         e_value, e_const, e_func0, e_func1, e_func2,
145         e_squish, e_gauss, e_ld, e_isnan, e_isinf,
146         e_mod, e_max, e_min, e_eq, e_gt, e_gte, e_lte, e_lt,
147         e_pow, e_mul, e_div, e_add,
148         e_last, e_st, e_while, e_taylor, e_root, e_floor, e_ceil, e_trunc,
149         e_sqrt, e_not, e_random, e_hypot, e_gcd,
150         e_if, e_ifnot, e_print, e_bitand, e_bitor, e_between, e_clip
151     } type;
152     double value; // is sign in other types
153     union {
154         int const_index;
155         double (*func0)(double);
156         double (*func1)(void *, double);
157         double (*func2)(void *, double, double);
158     } a;
159     struct AVExpr *param[3];
160     double *var;
161 };
162
163 static double etime(double v)
164 {
165     return av_gettime() * 0.000001;
166 }
167
168 static double eval_expr(Parser *p, AVExpr *e)
169 {
170     switch (e->type) {
171         case e_value:  return e->value;
172         case e_const:  return e->value * p->const_values[e->a.const_index];
173         case e_func0:  return e->value * e->a.func0(eval_expr(p, e->param[0]));
174         case e_func1:  return e->value * e->a.func1(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]));
175         case e_func2:  return e->value * e->a.func2(p->opaque, eval_expr(p, e->param[0]), eval_expr(p, e->param[1]));
176         case e_squish: return 1/(1+exp(4*eval_expr(p, e->param[0])));
177         case e_gauss: { double d = eval_expr(p, e->param[0]); return exp(-d*d/2)/sqrt(2*M_PI); }
178         case e_ld:     return e->value * p->var[av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1)];
179         case e_isnan:  return e->value * !!isnan(eval_expr(p, e->param[0]));
180         case e_isinf:  return e->value * !!isinf(eval_expr(p, e->param[0]));
181         case e_floor:  return e->value * floor(eval_expr(p, e->param[0]));
182         case e_ceil :  return e->value * ceil (eval_expr(p, e->param[0]));
183         case e_trunc:  return e->value * trunc(eval_expr(p, e->param[0]));
184         case e_sqrt:   return e->value * sqrt (eval_expr(p, e->param[0]));
185         case e_not:    return e->value * (eval_expr(p, e->param[0]) == 0);
186         case e_if:     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_ifnot:  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_clip: {
191             double x = eval_expr(p, e->param[0]);
192             double min = eval_expr(p, e->param[1]), max = eval_expr(p, e->param[2]);
193             if (isnan(min) || isnan(max) || isnan(x) || min > max)
194                 return NAN;
195             return e->value * av_clipd(eval_expr(p, e->param[0]), min, max);
196         }
197         case e_between: {
198             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
199             return e->value * (d >= eval_expr(p, e->param[1]) &&
200                                d <= eval_expr(p, e->param[2]));
201         }
202         case e_print: {
203             double x = eval_expr(p, e->param[0]);
204             int level = e->param[1] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[1]), INT_MIN, INT_MAX) : AV_LOG_INFO;
205             av_log(p, level, "%f\n", x);
206             return x;
207         }
208         case e_random:{
209             int idx= av_clip(eval_expr(p, e->param[0]), 0, VARS-1);
210             uint64_t r= isnan(p->var[idx]) ? 0 : p->var[idx];
211             r= r*1664525+1013904223;
212             p->var[idx]= r;
213             return e->value * (r * (1.0/UINT64_MAX));
214         }
215         case e_while: {
216             double d = NAN;
217             while (eval_expr(p, e->param[0]))
218                 d=eval_expr(p, e->param[1]);
219             return d;
220         }
221         case e_taylor: {
222             double t = 1, d = 0, v;
223             double x = eval_expr(p, e->param[1]);
224             int id = e->param[2] ? av_clip(eval_expr(p, e->param[2]), 0, VARS-1) : 0;
225             int i;
226             double var0 = p->var[id];
227             for(i=0; i<1000; i++) {
228                 double ld = d;
229                 p->var[id] = i;
230                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
231                 d += t*v;
232                 if(ld==d && v)
233                     break;
234                 t *= x / (i+1);
235             }
236             p->var[id] = var0;
237             return d;
238         }
239         case e_root: {
240             int i, j;
241             double low = -1, high = -1, v, low_v = -DBL_MAX, high_v = DBL_MAX;
242             double var0 = p->var[0];
243             double x_max = eval_expr(p, e->param[1]);
244             for(i=-1; i<1024; i++) {
245                 if(i<255) {
246                     p->var[0] = av_reverse[i&255]*x_max/255;
247                 } else {
248                     p->var[0] = x_max*pow(0.9, i-255);
249                     if (i&1) p->var[0] *= -1;
250                     if (i&2) p->var[0] += low;
251                     else     p->var[0] += high;
252                 }
253                 v = eval_expr(p, e->param[0]);
254                 if (v<=0 && v>low_v) {
255                     low    = p->var[0];
256                     low_v  = v;
257                 }
258                 if (v>=0 && v<high_v) {
259                     high   = p->var[0];
260                     high_v = v;
261                 }
262                 if (low>=0 && high>=0){
263                     for (j=0; j<1000; j++) {
264                         p->var[0] = (low+high)*0.5;
265                         if (low == p->var[0] || high == p->var[0])
266                             break;
267                         v = eval_expr(p, e->param[0]);
268                         if (v<=0) low = p->var[0];
269                         if (v>=0) high= p->var[0];
270                         if (isnan(v)) {
271                             low = high = v;
272                             break;
273                         }
274                     }
275                     break;
276                 }
277             }
278             p->var[0] = var0;
279             return -low_v<high_v ? low : high;
280         }
281         default: {
282             double d = eval_expr(p, e->param[0]);
283             double d2 = eval_expr(p, e->param[1]);
284             switch (e->type) {
285                 case e_mod: return e->value * (d - floor((!CONFIG_FTRAPV || d2) ? d / d2 : d * INFINITY) * d2);
286                 case e_gcd: return e->value * av_gcd(d,d2);
287                 case e_max: return e->value * (d >  d2 ?   d : d2);
288                 case e_min: return e->value * (d <  d2 ?   d : d2);
289                 case e_eq:  return e->value * (d == d2 ? 1.0 : 0.0);
290                 case e_gt:  return e->value * (d >  d2 ? 1.0 : 0.0);
291                 case e_gte: return e->value * (d >= d2 ? 1.0 : 0.0);
292                 case e_lt:  return e->value * (d <  d2 ? 1.0 : 0.0);
293                 case e_lte: return e->value * (d <= d2 ? 1.0 : 0.0);
294                 case e_pow: return e->value * pow(d, d2);
295                 case e_mul: return e->value * (d * d2);
296                 case e_div: return e->value * ((!CONFIG_FTRAPV || d2 ) ? (d / d2) : d * INFINITY);
297                 case e_add: return e->value * (d + d2);
298                 case e_last:return e->value * d2;
299                 case e_st : return e->value * (p->var[av_clip(d, 0, VARS-1)]= d2);
300                 case e_hypot:return e->value * (sqrt(d*d + d2*d2));
301                 case e_bitand: return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d & (long int)d2);
302                 case e_bitor:  return isnan(d) || isnan(d2) ? NAN : e->value * ((long int)d | (long int)d2);
303             }
304         }
305     }
306     return NAN;
307 }
308
309 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p);
310
311 void av_expr_free(AVExpr *e)
312 {
313     if (!e) return;
314     av_expr_free(e->param[0]);
315     av_expr_free(e->param[1]);
316     av_expr_free(e->param[2]);
317     av_freep(&e->var);
318     av_freep(&e);
319 }
320
321 static int parse_primary(AVExpr **e, Parser *p)
322 {
323     AVExpr *d = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
324     char *next = p->s, *s0 = p->s;
325     int ret, i;
326
327     if (!d)
328         return AVERROR(ENOMEM);
329
330     /* number */
331     d->value = av_strtod(p->s, &next);
332     if (next != p->s) {
333         d->type = e_value;
334         p->s= next;
335         *e = d;
336         return 0;
337     }
338     d->value = 1;
339
340     /* named constants */
341     for (i=0; p->const_names && p->const_names[i]; i++) {
342         if (strmatch(p->s, p->const_names[i])) {
343             p->s+= strlen(p->const_names[i]);
344             d->type = e_const;
345             d->a.const_index = i;
346             *e = d;
347             return 0;
348         }
349     }
350     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(constants); i++) {
351         if (strmatch(p->s, constants[i].name)) {
352             p->s += strlen(constants[i].name);
353             d->type = e_value;
354             d->value = constants[i].value;
355             *e = d;
356             return 0;
357         }
358     }
359
360     p->s= strchr(p->s, '(');
361     if (p->s==NULL) {
362         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Undefined constant or missing '(' in '%s'\n", s0);
363         p->s= next;
364         av_expr_free(d);
365         return AVERROR(EINVAL);
366     }
367     p->s++; // "("
368     if (*next == '(') { // special case do-nothing
369         av_freep(&d);
370         if ((ret = parse_expr(&d, p)) < 0)
371             return ret;
372         if (p->s[0] != ')') {
373             av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' in '%s'\n", s0);
374             av_expr_free(d);
375             return AVERROR(EINVAL);
376         }
377         p->s++; // ")"
378         *e = d;
379         return 0;
380     }
381     if ((ret = parse_expr(&(d->param[0]), p)) < 0) {
382         av_expr_free(d);
383         return ret;
384     }
385     if (p->s[0]== ',') {
386         p->s++; // ","
387         parse_expr(&d->param[1], p);
388     }
389     if (p->s[0]== ',') {
390         p->s++; // ","
391         parse_expr(&d->param[2], p);
392     }
393     if (p->s[0] != ')') {
394         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Missing ')' or too many args in '%s'\n", s0);
395         av_expr_free(d);
396         return AVERROR(EINVAL);
397     }
398     p->s++; // ")"
399
400     d->type = e_func0;
401          if (strmatch(next, "sinh"  )) d->a.func0 = sinh;
402     else if (strmatch(next, "cosh"  )) d->a.func0 = cosh;
403     else if (strmatch(next, "tanh"  )) d->a.func0 = tanh;
404     else if (strmatch(next, "sin"   )) d->a.func0 = sin;
405     else if (strmatch(next, "cos"   )) d->a.func0 = cos;
406     else if (strmatch(next, "tan"   )) d->a.func0 = tan;
407     else if (strmatch(next, "atan"  )) d->a.func0 = atan;
408     else if (strmatch(next, "asin"  )) d->a.func0 = asin;
409     else if (strmatch(next, "acos"  )) d->a.func0 = acos;
410     else if (strmatch(next, "exp"   )) d->a.func0 = exp;
411     else if (strmatch(next, "log"   )) d->a.func0 = log;
412     else if (strmatch(next, "abs"   )) d->a.func0 = fabs;
413     else if (strmatch(next, "time"  )) d->a.func0 = etime;
414     else if (strmatch(next, "squish")) d->type = e_squish;
415     else if (strmatch(next, "gauss" )) d->type = e_gauss;
416     else if (strmatch(next, "mod"   )) d->type = e_mod;
417     else if (strmatch(next, "max"   )) d->type = e_max;
418     else if (strmatch(next, "min"   )) d->type = e_min;
419     else if (strmatch(next, "eq"    )) d->type = e_eq;
420     else if (strmatch(next, "gte"   )) d->type = e_gte;
421     else if (strmatch(next, "gt"    )) d->type = e_gt;
422     else if (strmatch(next, "lte"   )) d->type = e_lte;
423     else if (strmatch(next, "lt"    )) d->type = e_lt;
424     else if (strmatch(next, "ld"    )) d->type = e_ld;
425     else if (strmatch(next, "isnan" )) d->type = e_isnan;
426     else if (strmatch(next, "isinf" )) d->type = e_isinf;
427     else if (strmatch(next, "st"    )) d->type = e_st;
428     else if (strmatch(next, "while" )) d->type = e_while;
429     else if (strmatch(next, "taylor")) d->type = e_taylor;
430     else if (strmatch(next, "root"  )) d->type = e_root;
431     else if (strmatch(next, "floor" )) d->type = e_floor;
432     else if (strmatch(next, "ceil"  )) d->type = e_ceil;
433     else if (strmatch(next, "trunc" )) d->type = e_trunc;
434     else if (strmatch(next, "sqrt"  )) d->type = e_sqrt;
435     else if (strmatch(next, "not"   )) d->type = e_not;
436     else if (strmatch(next, "pow"   )) d->type = e_pow;
437     else if (strmatch(next, "print" )) d->type = e_print;
438     else if (strmatch(next, "random")) d->type = e_random;
439     else if (strmatch(next, "hypot" )) d->type = e_hypot;
440     else if (strmatch(next, "gcd"   )) d->type = e_gcd;
441     else if (strmatch(next, "if"    )) d->type = e_if;
442     else if (strmatch(next, "ifnot" )) d->type = e_ifnot;
443     else if (strmatch(next, "bitand")) d->type = e_bitand;
444     else if (strmatch(next, "bitor" )) d->type = e_bitor;
445     else if (strmatch(next, "between"))d->type = e_between;
446     else if (strmatch(next, "clip"  )) d->type = e_clip;
447     else {
448         for (i=0; p->func1_names && p->func1_names[i]; i++) {
449             if (strmatch(next, p->func1_names[i])) {
450                 d->a.func1 = p->funcs1[i];
451                 d->type = e_func1;
452                 *e = d;
453                 return 0;
454             }
455         }
456
457         for (i=0; p->func2_names && p->func2_names[i]; i++) {
458             if (strmatch(next, p->func2_names[i])) {
459                 d->a.func2 = p->funcs2[i];
460                 d->type = e_func2;
461                 *e = d;
462                 return 0;
463             }
464         }
465
466         av_log(p, AV_LOG_ERROR, "Unknown function in '%s'\n", s0);
467         av_expr_free(d);
468         return AVERROR(EINVAL);
469     }
470
471     *e = d;
472     return 0;
473 }
474
475 static AVExpr *make_eval_expr(int type, int value, AVExpr *p0, AVExpr *p1)
476 {
477     AVExpr *e = av_mallocz(sizeof(AVExpr));
478     if (!e)
479         return NULL;
480     e->type     =type   ;
481     e->value    =value  ;
482     e->param[0] =p0     ;
483     e->param[1] =p1     ;
484     return e;
485 }
486
487 static int parse_pow(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
488 {
489     *sign= (*p->s == '+') - (*p->s == '-');
490     p->s += *sign&1;
491     return parse_primary(e, p);
492 }
493
494 static int parse_dB(AVExpr **e, Parser *p, int *sign)
495 {
496     /* do not filter out the negative sign when parsing a dB value.
497        for example, -3dB is not the same as -(3dB) */
498     if (*p->s == '-') {
499         char *next;
500         double av_unused ignored = strtod(p->s, &next);
501         if (next != p->s && next[0] == 'd' && next[1] == 'B') {
502             *sign = 0;
503             return parse_primary(e, p);
504         }
505     }
506     return parse_pow(e, p, sign);
507 }
508
509 static int parse_factor(AVExpr **e, Parser *p)
510 {
511     int sign, sign2, ret;
512     AVExpr *e0, *e1, *e2;
513     if ((ret = parse_dB(&e0, p, &sign)) < 0)
514         return ret;
515     while(p->s[0]=='^'){
516         e1 = e0;
517         p->s++;
518         if ((ret = parse_dB(&e2, p, &sign2)) < 0) {
519             av_expr_free(e1);
520             return ret;
521         }
522         e0 = make_eval_expr(e_pow, 1, e1, e2);
523         if (!e0) {
524             av_expr_free(e1);
525             av_expr_free(e2);
526             return AVERROR(ENOMEM);
527         }
528         if (e0->param[1]) e0->param[1]->value *= (sign2|1);
529     }
530     if (e0) e0->value *= (sign|1);
531
532     *e = e0;
533     return 0;
534 }
535
536 static int parse_term(AVExpr **e, Parser *p)
537 {
538     int ret;
539     AVExpr *e0, *e1, *e2;
540     if ((ret = parse_factor(&e0, p)) < 0)
541         return ret;
542     while (p->s[0]=='*' || p->s[0]=='/') {
543         int c= *p->s++;
544         e1 = e0;
545         if ((ret = parse_factor(&e2, p)) < 0) {
546             av_expr_free(e1);
547             return ret;
548         }
549         e0 = make_eval_expr(c == '*' ? e_mul : e_div, 1, e1, e2);
550         if (!e0) {
551             av_expr_free(e1);
552             av_expr_free(e2);
553             return AVERROR(ENOMEM);
554         }
555     }
556     *e = e0;
557     return 0;
558 }
559
560 static int parse_subexpr(AVExpr **e, Parser *p)
561 {
562     int ret;
563     AVExpr *e0, *e1, *e2;
564     if ((ret = parse_term(&e0, p)) < 0)
565         return ret;
566     while (*p->s == '+' || *p->s == '-') {
567         e1 = e0;
568         if ((ret = parse_term(&e2, p)) < 0) {
569             av_expr_free(e1);
570             return ret;
571         }
572         e0 = make_eval_expr(e_add, 1, e1, e2);
573         if (!e0) {
574             av_expr_free(e1);
575             av_expr_free(e2);
576             return AVERROR(ENOMEM);
577         }
578     };
579
580     *e = e0;
581     return 0;
582 }
583
584 static int parse_expr(AVExpr **e, Parser *p)
585 {
586     int ret;
587     AVExpr *e0, *e1, *e2;
588     if (p->stack_index <= 0) //protect against stack overflows
589         return AVERROR(EINVAL);
590     p->stack_index--;
591
592     if ((ret = parse_subexpr(&e0, p)) < 0)
593         return ret;
594     while (*p->s == ';') {
595         p->s++;
596         e1 = e0;
597         if ((ret = parse_subexpr(&e2, p)) < 0) {
598             av_expr_free(e1);
599             return ret;
600         }
601         e0 = make_eval_expr(e_last, 1, e1, e2);
602         if (!e0) {
603             av_expr_free(e1);
604             av_expr_free(e2);
605             return AVERROR(ENOMEM);
606         }
607     };
608
609     p->stack_index++;
610     *e = e0;
611     return 0;
612 }
613
614 static int verify_expr(AVExpr *e)
615 {
616     if (!e) return 0;
617     switch (e->type) {
618         case e_value:
619         case e_const: return 1;
620         case e_func0:
621         case e_func1:
622         case e_squish:
623         case e_ld:
624         case e_gauss:
625         case e_isnan:
626         case e_isinf:
627         case e_floor:
628         case e_ceil:
629         case e_trunc:
630         case e_sqrt:
631         case e_not:
632         case e_random:
633             return verify_expr(e->param[0]) && !e->param[1];
634         case e_print:
635             return verify_expr(e->param[0])
636                    && (!e->param[1] || verify_expr(e->param[1]));
637         case e_if:
638         case e_ifnot:
639         case e_taylor:
640             return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1])
641                    && (!e->param[2] || verify_expr(e->param[2]));
642         case e_between:
643         case e_clip:
644             return verify_expr(e->param[0]) &&
645                    verify_expr(e->param[1]) &&
646                    verify_expr(e->param[2]);
647         default: return verify_expr(e->param[0]) && verify_expr(e->param[1]) && !e->param[2];
648     }
649 }
650
651 int av_expr_parse(AVExpr **expr, const char *s,
652                   const char * const *const_names,
653                   const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
654                   const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
655                   int log_offset, void *log_ctx)
656 {
657     Parser p = { 0 };
658     AVExpr *e = NULL;
659     char *w = av_malloc(strlen(s) + 1);
660     char *wp = w;
661     const char *s0 = s;
662     int ret = 0;
663
664     if (!w)
665         return AVERROR(ENOMEM);
666
667     while (*s)
668         if (!av_isspace(*s++)) *wp++ = s[-1];
669     *wp++ = 0;
670
671     p.class      = &eval_class;
672     p.stack_index=100;
673     p.s= w;
674     p.const_names = const_names;
675     p.funcs1      = funcs1;
676     p.func1_names = func1_names;
677     p.funcs2      = funcs2;
678     p.func2_names = func2_names;
679     p.log_offset = log_offset;
680     p.log_ctx    = log_ctx;
681
682     if ((ret = parse_expr(&e, &p)) < 0)
683         goto end;
684     if (*p.s) {
685         av_expr_free(e);
686         av_log(&p, AV_LOG_ERROR, "Invalid chars '%s' at the end of expression '%s'\n", p.s, s0);
687         ret = AVERROR(EINVAL);
688         goto end;
689     }
690     if (!verify_expr(e)) {
691         av_expr_free(e);
692         ret = AVERROR(EINVAL);
693         goto end;
694     }
695     e->var= av_mallocz(sizeof(double) *VARS);
696     *expr = e;
697 end:
698     av_free(w);
699     return ret;
700 }
701
702 double av_expr_eval(AVExpr *e, const double *const_values, void *opaque)
703 {
704     Parser p = { 0 };
705     p.var= e->var;
706
707     p.const_values = const_values;
708     p.opaque     = opaque;
709     return eval_expr(&p, e);
710 }
711
712 int av_expr_parse_and_eval(double *d, const char *s,
713                            const char * const *const_names, const double *const_values,
714                            const char * const *func1_names, double (* const *funcs1)(void *, double),
715                            const char * const *func2_names, double (* const *funcs2)(void *, double, double),
716                            void *opaque, int log_offset, void *log_ctx)
717 {
718     AVExpr *e = NULL;
719     int ret = av_expr_parse(&e, s, const_names, func1_names, funcs1, func2_names, funcs2, log_offset, log_ctx);
720
721     if (ret < 0) {
722         *d = NAN;
723         return ret;
724     }
725     *d = av_expr_eval(e, const_values, opaque);
726     av_expr_free(e);
727     return isnan(*d) ? AVERROR(EINVAL) : 0;
728 }
729
730 #ifdef TEST
731 #include <string.h>
732
733 static const double const_values[] = {
734     M_PI,
735     M_E,
736     0
737 };
738
739 static const char *const const_names[] = {
740     "PI",
741     "E",
742     0
743 };
744
745 int main(int argc, char **argv)
746 {
747     int i;
748     double d;
749     const char *const *expr;
750     static const char *const exprs[] = {
751         "",
752         "1;2",
753         "-20",
754         "-PI",
755         "+PI",
756         "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
757         "80G/80Gi",
758         "1k",
759         "1Gi",
760         "1gi",
761         "1GiFoo",
762         "1k+1k",
763         "1Gi*3foo",
764         "foo",
765         "foo(",
766         "foo()",
767         "foo)",
768         "sin",
769         "sin(",
770         "sin()",
771         "sin)",
772         "sin 10",
773         "sin(1,2,3)",
774         "sin(1 )",
775         "1",
776         "1foo",
777         "bar + PI + E + 100f*2 + foo",
778         "13k + 12f - foo(1, 2)",
779         "1gi",
780         "1Gi",
781         "st(0, 123)",
782         "st(1, 123); ld(1)",
783         "lte(0, 1)",
784         "lte(1, 1)",
785         "lte(1, 0)",
786         "lt(0, 1)",
787         "lt(1, 1)",
788         "gt(1, 0)",
789         "gt(2, 7)",
790         "gte(122, 122)",
791         /* compute 1+2+...+N */
792         "st(0, 1); while(lte(ld(0), 100), st(1, ld(1)+ld(0));st(0, ld(0)+1)); ld(1)",
793         /* compute Fib(N) */
794         "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)",
795         "while(0, 10)",
796         "st(0, 1); while(lte(ld(0),100), st(1, ld(1)+ld(0)); st(0, ld(0)+1))",
797         "isnan(1)",
798         "isnan(NAN)",
799         "isnan(INF)",
800         "isinf(1)",
801         "isinf(NAN)",
802         "isinf(INF)",
803         "floor(NAN)",
804         "floor(123.123)",
805         "floor(-123.123)",
806         "trunc(123.123)",
807         "trunc(-123.123)",
808         "ceil(123.123)",
809         "ceil(-123.123)",
810         "sqrt(1764)",
811         "isnan(sqrt(-1))",
812         "not(1)",
813         "not(NAN)",
814         "not(0)",
815         "6.0206dB",
816         "-3.0103dB",
817         "pow(0,1.23)",
818         "pow(PI,1.23)",
819         "PI^1.23",
820         "pow(-1,1.23)",
821         "if(1, 2)",
822         "if(1, 1, 2)",
823         "if(0, 1, 2)",
824         "ifnot(0, 23)",
825         "ifnot(1, NaN) + if(0, 1)",
826         "ifnot(1, 1, 2)",
827         "ifnot(0, 1, 2)",
828         "taylor(1, 1)",
829         "taylor(eq(mod(ld(1),4),1)-eq(mod(ld(1),4),3), PI/2, 1)",
830         "root(sin(ld(0))-1, 2)",
831         "root(sin(ld(0))+6+sin(ld(0)/12)-log(ld(0)), 100)",
832         "7000000B*random(0)",
833         "squish(2)",
834         "gauss(0.1)",
835         "hypot(4,3)",
836         "gcd(30,55)*print(min(9,1))",
837         "bitor(42, 12)",
838         "bitand(42, 12)",
839         "bitand(NAN, 1)",
840         "between(10, -3, 10)",
841         "between(-4, -2, -1)",
842         "between(1,2)",
843         "clip(0, 2, 1)",
844         "clip(0/0, 1, 2)",
845         "clip(0, 0/0, 1)",
846         NULL
847     };
848
849     for (expr = exprs; *expr; expr++) {
850         printf("Evaluating '%s'\n", *expr);
851         av_expr_parse_and_eval(&d, *expr,
852                                const_names, const_values,
853                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
854         if (isnan(d))
855             printf("'%s' -> nan\n\n", *expr);
856         else
857             printf("'%s' -> %f\n\n", *expr, d);
858     }
859
860     av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
861                            const_names, const_values,
862                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
863     printf("%f == 12.7\n", d);
864     av_expr_parse_and_eval(&d, "80G/80Gi",
865                            const_names, const_values,
866                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
867     printf("%f == 0.931322575\n", d);
868
869     if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-t")) {
870         for (i = 0; i < 1050; i++) {
871             START_TIMER;
872             av_expr_parse_and_eval(&d, "1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)",
873                                    const_names, const_values,
874                                    NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL);
875             STOP_TIMER("av_expr_parse_and_eval");
876         }
877     }
878
879     return 0;
880 }
881 #endif