7eb835fc475c40c6237128228e0d0c3b05c392fa
[ffmpeg.git] / libavcodec / eval.c
1 /*
2  * simple arithmetic expression evaluator
3  *
4  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
5  *
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10  *
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18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  *
20  */
21
22 /**
23  * @file eval.c
24  * simple arithmetic expression evaluator.
25  *
26  * see http://joe.hotchkiss.com/programming/eval/eval.html
27  */
28
29 #include "avcodec.h"
30 #include "mpegvideo.h"
31
32 #include <stdio.h>
33 #include <stdlib.h>
34 #include <string.h>
35 #include <math.h>
36
37 #ifndef NAN
38   #define NAN 0
39 #endif
40
41 #ifndef M_PI
42 #define M_PI 3.14159265358979323846
43 #endif
44
45 typedef struct Parser{
46     int stack_index;
47     char *s;
48     double *const_value;
49     const char **const_name;          // NULL terminated
50     double (**func1)(void *, double a); // NULL terminated
51     const char **func1_name;          // NULL terminated
52     double (**func2)(void *, double a, double b); // NULL terminated
53     char **func2_name;          // NULL terminated
54     void *opaque;
55 } Parser;
56
57 static double evalExpression(Parser *p);
58
59 static int strmatch(const char *s, const char *prefix){
60     int i;
61     for(i=0; prefix[i]; i++){
62         if(prefix[i] != s[i]) return 0;
63     }
64     return 1;
65 }
66
67 static int8_t si_prefixes['z' - 'E' + 1]={
68     ['y'-'E']= -24,
69     ['z'-'E']= -21,
70     ['a'-'E']= -18,
71     ['f'-'E']= -15,
72     ['p'-'E']= -12,
73     ['n'-'E']= - 9,
74     ['u'-'E']= - 6,
75     ['m'-'E']= - 3,
76     ['c'-'E']= - 2,
77     ['d'-'E']= - 1,
78     ['h'-'E']=   2,
79     ['k'-'E']=   3,
80     ['K'-'E']=   3,
81     ['M'-'E']=   6,
82     ['G'-'E']=   9,
83     ['T'-'E']=  12,
84     ['P'-'E']=  15,
85     ['E'-'E']=  18,
86     ['Z'-'E']=  21,
87     ['Y'-'E']=  24,
88 };
89
90 static double evalPrimary(Parser *p){
91     double d, d2=NAN;
92     char *next= p->s;
93     int i;
94
95     /* number */
96     d= strtod(p->s, &next);
97     if(next != p->s){
98         if(*next >= 'E' && *next <= 'z'){
99             int e= si_prefixes[*next - 'E'];
100             if(e){
101                 if(next[1] == 'i'){
102                     d*= pow( 2, e/0.3);
103                     next+=2;
104                 }else{
105                     d*= pow(10, e);
106                     next++;
107                 }
108             }
109         }
110         p->s= next;
111         return d;
112     }
113
114     /* named constants */
115     for(i=0; p->const_name && p->const_name[i]; i++){
116         if(strmatch(p->s, p->const_name[i])){
117             p->s+= strlen(p->const_name[i]);
118             return p->const_value[i];
119         }
120     }
121
122     p->s= strchr(p->s, '(');
123     if(p->s==NULL){
124         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Parser: missing ( in \"%s\"\n", next);
125         return NAN;
126     }
127     p->s++; // "("
128     d= evalExpression(p);
129     if(p->s[0]== ','){
130         p->s++; // ","
131         d2= evalExpression(p);
132     }
133     if(p->s[0] != ')'){
134         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Parser: missing ) in \"%s\"\n", next);
135         return NAN;
136     }
137     p->s++; // ")"
138
139          if( strmatch(next, "sinh"  ) ) d= sinh(d);
140     else if( strmatch(next, "cosh"  ) ) d= cosh(d);
141     else if( strmatch(next, "tanh"  ) ) d= tanh(d);
142     else if( strmatch(next, "sin"   ) ) d= sin(d);
143     else if( strmatch(next, "cos"   ) ) d= cos(d);
144     else if( strmatch(next, "tan"   ) ) d= tan(d);
145     else if( strmatch(next, "exp"   ) ) d= exp(d);
146     else if( strmatch(next, "log"   ) ) d= log(d);
147     else if( strmatch(next, "squish") ) d= 1/(1+exp(4*d));
148     else if( strmatch(next, "gauss" ) ) d= exp(-d*d/2)/sqrt(2*M_PI);
149     else if( strmatch(next, "abs"   ) ) d= fabs(d);
150     else if( strmatch(next, "max"   ) ) d= d > d2 ? d : d2;
151     else if( strmatch(next, "min"   ) ) d= d < d2 ? d : d2;
152     else if( strmatch(next, "gt"    ) ) d= d > d2 ? 1.0 : 0.0;
153     else if( strmatch(next, "gte"    ) ) d= d >= d2 ? 1.0 : 0.0;
154     else if( strmatch(next, "lt"    ) ) d= d > d2 ? 0.0 : 1.0;
155     else if( strmatch(next, "lte"    ) ) d= d >= d2 ? 0.0 : 1.0;
156     else if( strmatch(next, "eq"    ) ) d= d == d2 ? 1.0 : 0.0;
157     else if( strmatch(next, "("     ) ) d= d;
158 //    else if( strmatch(next, "l1"    ) ) d= 1 + d2*(d - 1);
159 //    else if( strmatch(next, "sq01"  ) ) d= (d >= 0.0 && d <=1.0) ? 1.0 : 0.0;
160     else{
161         for(i=0; p->func1_name && p->func1_name[i]; i++){
162             if(strmatch(next, p->func1_name[i])){
163                 return p->func1[i](p->opaque, d);
164             }
165         }
166
167         for(i=0; p->func2_name && p->func2_name[i]; i++){
168             if(strmatch(next, p->func2_name[i])){
169                 return p->func2[i](p->opaque, d, d2);
170             }
171         }
172
173         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Parser: unknown function in \"%s\"\n", next);
174         return NAN;
175     }
176
177     return d;
178 }
179
180 static double evalPow(Parser *p){
181     int sign= (*p->s == '+') - (*p->s == '-');
182     p->s += sign&1;
183     return (sign|1) * evalPrimary(p);
184 }
185
186 static double evalFactor(Parser *p){
187     double ret= evalPow(p);
188     while(p->s[0]=='^'){
189         p->s++;
190         ret= pow(ret, evalPow(p));
191     }
192     return ret;
193 }
194
195 static double evalTerm(Parser *p){
196     double ret= evalFactor(p);
197     while(p->s[0]=='*' || p->s[0]=='/'){
198         if(*p->s++ == '*') ret*= evalFactor(p);
199         else               ret/= evalFactor(p);
200     }
201     return ret;
202 }
203
204 static double evalExpression(Parser *p){
205     double ret= 0;
206
207     if(p->stack_index <= 0) //protect against stack overflows
208         return NAN;
209     p->stack_index--;
210
211     do{
212         ret += evalTerm(p);
213     }while(*p->s == '+' || *p->s == '-');
214
215     p->stack_index++;
216
217     return ret;
218 }
219
220 double ff_eval(char *s, double *const_value, const char **const_name,
221                double (**func1)(void *, double), const char **func1_name,
222                double (**func2)(void *, double, double), char **func2_name,
223                void *opaque){
224     Parser p;
225
226     p.stack_index=100;
227     p.s= s;
228     p.const_value= const_value;
229     p.const_name = const_name;
230     p.func1      = func1;
231     p.func1_name = func1_name;
232     p.func2      = func2;
233     p.func2_name = func2_name;
234     p.opaque     = opaque;
235
236     return evalExpression(&p);
237 }
238
239 #ifdef TEST
240 #undef printf
241 static double const_values[]={
242     M_PI,
243     M_E,
244     0
245 };
246 static const char *const_names[]={
247     "PI",
248     "E",
249     0
250 };
251 main(){
252     int i;
253     printf("%f == 12.7\n", ff_eval("1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)", const_values, const_names, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL));
254     printf("%f == 0.931322575\n", ff_eval("80G/80Gi", const_values, const_names, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL));
255
256     for(i=0; i<1050; i++){
257         START_TIMER
258             ff_eval("1+(5-2)^(3-1)+1/2+sin(PI)-max(-2.2,-3.1)", const_values, const_names, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
259         STOP_TIMER("ff_eval")
260     }
261 }
262 #endif