src/third_party/ffmpeg/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