File Coverage

blib/lib/Imager/Expr.pm
Criterion Covered Total %
statement 216 266 81.2
branch 63 96 65.6
condition 10 18 55.5
subroutine 20 23 86.9
pod 13 13 100.0
total 322 416 77.4


line stmt bran cond sub pod time code
1             package Imager::Expr;
2 5     5   122876 use 5.006;
  5         35  
3 5     5   1727 use Imager::Regops;
  5         16  
  5         665  
4 5     5   61 use strict;
  5         8  
  5         9808  
5              
6             our $VERSION = "1.008";
7              
8             my %expr_types;
9              
10             my $error;
11              
12             sub error {
13 0 0   0 1 0 shift if UNIVERSAL::isa($_[0], 'Imager::Expr');
14 0 0       0 if (@_) {
15 0         0 $error = "@_";
16             }
17             else {
18 0         0 return $error;
19             }
20             }
21              
22             # what else?
23             my %default_constants =
24             (
25             # too many digits, better than too few
26             pi=>3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494
27             );
28              
29             sub new {
30 31     31 1 257 my ($class, $opts) = @_;
31              
32             # possibly this is a very bad idea
33 31         159 my ($type) = grep exists $expr_types{$_}, keys %$opts;
34 31 50       70 die "Imager::Expr: No known expression type"
35             if !defined $type;
36 31         92 my $self = bless {}, $expr_types{$type};
37 31         46 $self->{variables} = [ @{$opts->{variables}} ];
  31         93  
38 31 50       67 $self->{constants} = { %default_constants, %{$opts->{constants} || {}} };
  31         189  
39 31 50       113 $self->{ops} = $self->compile($opts->{$type}, $opts)
40             or return;
41 31 50       102 $self->optimize()
42             or return;
43 31 50       121 $self->{code} = $self->assemble()
44             or return;
45 31         107 $self;
46             }
47              
48             sub register_type {
49 13     13 1 37 my ($pack, $name) = @_;
50 13         101 $expr_types{$name} = $pack;
51             }
52              
53             sub type_registered {
54 1     1 1 154 my ($class, $name) = @_;
55              
56 1         9 $expr_types{$name};
57             }
58              
59             sub _variables {
60 37     37   45 return @{$_[0]->{variables}};
  37         110  
61             }
62              
63             sub code {
64 28     28 1 89 return $_[0]->{code};
65             }
66              
67             sub nregs {
68 28     28 1 57 return $_[0]->{nregs};
69             }
70              
71             sub cregs {
72 28     28 1 32052 return $_[0]->{cregs};
73             }
74              
75             my $numre = '[+-]?(?:\d+\.?\d*|\.\d+)(?:[eE][+-]?\d+)?';
76              
77             sub numre {
78 1     1 1 3 $numre;
79             }
80              
81             # optimize the code
82             sub optimize {
83 31     31 1 51 my ($self) = @_;
84              
85 31         39 my @ops = @{$self->{ops}};
  31         76  
86              
87             # this function cannot current handle code with jumps
88 31 100       137 return 1 if grep $_->[0] =~ /^jump/, @ops;
89              
90             # optimization - common sub-expression elimination
91             # it's possible to fold this into the code generation - but it will wait
92              
93 30         57 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
94 30         78 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
95 30         48 my $foundops = 1;
96 30         68 while ($foundops) {
97 30         43 $foundops = 0;
98 30         70 my %seen;
99             my $index;
100 30         0 my @out;
101 30         57 while (@ops) {
102 188         208 my $op = shift @ops;
103 188         239 my $desc = join(",", @{$op}[0..$max_opr]);
  188         319  
104 188 50       370 if ($seen{$desc}) {
105 0         0 push(@out, @ops);
106 0         0 my $old = $op->[-1];
107 0         0 my $new = $seen{$desc};
108 0         0 for $op (@out) {
109 0         0 for my $reg (@{$op}[1..$max_opr]) {
  0         0  
110 0 0       0 $reg = $new if $reg eq $old;
111             }
112             }
113 0         0 $foundops=1;
114 0         0 last;
115             }
116 188         335 $seen{$desc} = $op->[-1];
117 188         314 push(@out, $op);
118             }
119 30         140 @ops = @out;
120             }
121             # strength reduction
122 30         58 for my $op (@ops) {
123             # reduce division by a constant to multiplication by a constant
124 188 100 66     416 if ($op->[0] eq 'div' && $op->[2] =~ /^r(\d+)/
      100        
125             && defined($self->{"nregs"}[$1])) {
126 12         21 my $newreg = @{$self->{"nregs"}};
  12         21  
127 12         23 push(@{$self->{"nregs"}}, 1.0/$self->{"nregs"}[$1]);
  12         41  
128 12         20 $op->[0] = 'mult';
129 12         25 $op->[2] = 'r'.$newreg;
130             }
131             }
132 30         79 $self->{ops} = \@ops;
133 30         83 1;
134             }
135              
136             sub assemble {
137 31     31 1 48 my ($self) = @_;
138 31         48 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
139 31         87 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
140 31         37 my @ops = @{$self->{ops}};
  31         67  
141 31         68 for my $op (@ops) {
142 194         352 $op->[0] = $attr->{$op->[0]}{opcode};
143 194         234 for (@{$op}[1..$max_opr+1]) { s/^[rpj]// }
  194         253  
  970         1649  
144             }
145 31         71 my $pack = $Imager::Regops::PackCode x (2+$Imager::Regops::MaxOperands);
146              
147 31         86 return join("", ,map { pack($pack, @$_, ) } @ops);
  194         612  
148             }
149              
150             # converts stack code to register code
151             sub stack_to_reg {
152 29     29 1 140 my ($self, @st_ops) = @_;
153 29         40 my @regstack;
154             my %nregs;
155 29         78 my @vars = $self->_variables();
156 29         76 my @nregs = (0) x scalar(@vars);
157 29         37 my @cregs;
158 29         39 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
159 29         41 my %vars;
160             my %names;
161 29         35 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
162 29         66 @vars{@vars} = map { "r$_" } 0..$#vars;
  58         172  
163              
164 29         49 my @ops;
165 29         47 for (@st_ops) {
166 362 100 66     2075 if (/^$numre$/) {
    100          
    100          
    100          
    50          
167             # combining constants makes the optimization below work
168 146 100       286 if (exists $nregs{$_}) {
169 64         133 push(@regstack, $nregs{$_});
170             }
171             else {
172 82         184 $nregs{$_} = "r".@nregs;
173 82         152 push(@regstack,"r".@nregs);
174 82         148 push(@nregs, $_);
175             }
176             }
177             elsif (exists $vars{$_}) {
178 20         51 push(@regstack, $vars{$_});
179             }
180             elsif (exists $attr->{$_} && length $attr->{$_}{types}) {
181 154 50       298 if (@regstack < $attr->{$_}{parms}) {
182 0         0 error("Imager::transform2: stack underflow on $_");
183 0         0 return;
184             }
185 154         291 my @parms = splice(@regstack, -$attr->{$_}{parms});
186 154         234 my $types = join("", map {substr($_,0,1)} @parms);
  307         627  
187 154 100       317 if ($types ne $attr->{$_}{types}) {
188 6 50 33     30 if (exists $attr->{$_.'p'} && $types eq $attr->{$_.'p'}{types}) {
189 6         10 $_ .= 'p';
190             }
191             else {
192 0         0 error("Imager::transform2: Call to $_ with incorrect types");
193 0         0 return;
194             }
195             }
196 154         152 my $result;
197 154 100       231 if ($attr->{$_}{result} eq 'r') {
198 104         148 $result = "r".@nregs;
199 104         177 push(@nregs, undef);
200             }
201             else {
202 50         96 $result = "p".@cregs;
203 50         83 push(@cregs, -1);
204             }
205 154         203 push(@regstack, $result);
206 154         427 push(@parms, "0") while @parms < $max_opr;
207 154         501 push(@ops, [ $_, @parms, $result ]);
208             #print "$result <- $_ @parms\n";
209             }
210             elsif (/^!(\w+)$/) {
211 13 50       27 if (!@regstack) {
212 0         0 error("Imager::transform2: stack underflow with $_");
213 0         0 return;
214             }
215 13         41 $names{$1} = pop(@regstack);
216             }
217             elsif (/^\@(\w+)$/) {
218 29 50       63 if (exists $names{$1}) {
219 29         107 push(@regstack, $names{$1});
220             }
221             else {
222 0         0 error("Imager::Expr: unknown storage \@$1");
223 0         0 return;
224             }
225             }
226             else {
227 0         0 error("Imager::Expr: unknown operator $_");
228 0         0 return;
229             }
230             }
231 29 50       53 if (@regstack != 1) {
232 0         0 error("stack must have only one item at end");
233 0         0 return;
234             }
235 29 50       89 if ($regstack[0] !~ /^p/) {
236 0         0 error("you must have a color value at the top of the stack at end");
237 0         0 return;
238             }
239 29         129 push(@ops, [ "ret", $regstack[0], (-1) x $max_opr ]);
240              
241 29         62 $self->{"nregs"} = \@nregs;
242 29         65 $self->{"cregs"} = \@cregs;
243              
244 29         197 return \@ops;
245             }
246              
247             sub dumpops {
248 0     0 1 0 my $result = '';
249 0         0 for my $op (@{$_[0]->{ops}}) {
  0         0  
250 0         0 $result .= "@{$op}\n";
  0         0  
251             }
252 0         0 $result;
253             }
254              
255             # unassembles the compiled code
256             sub dumpcode {
257 3     3 1 1565 my ($self) = @_;
258 3         7 my $code = $self->{"code"};
259 3         8 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
260 3         52 my @code = unpack("${Imager::Regops::PackCode}*", $code);
261 3         62 my %names = map { $attr->{$_}{opcode}, $_ } keys %Imager::Regops::Attr;
  159         464  
262 3         29 my @vars = $self->_variables();
263 3         8 my $result = '';
264 3         26 my $index = 0;
265 3         22 while (my @op = splice(@code, 0, 2+$Imager::Regops::MaxOperands)) {
266 15         22 my $opcode = shift @op;
267 15         22 my $name = $names{$opcode};
268 15 50       25 if ($name) {
269 15         32 $result .= "j$index: $name($opcode)";
270 15         35 my @types = split //, $attr->{$name}{types};
271 15         30 for my $parm (@types) {
272 26         32 my $reg = shift @op;
273 26         37 $result .= " $parm$reg";
274 26 100       48 if ($parm eq 'r') {
275 23 100       61 if ($reg < @vars) {
    100          
276 6         15 $result.= "($vars[$reg])";
277             }
278             elsif (defined $self->{"nregs"}[$reg]) {
279 9         34 $result .= "($self->{\"nregs\"}[$reg])";
280             }
281             }
282             }
283              
284             $result .= " -> $attr->{$name}{result}$op[-1]"
285 15 100       38 if $attr->{$name}{result};
286 15         24 $result .= "\n";
287             }
288             else {
289 0         0 $result .= "unknown($opcode) @op\n";
290             }
291 15         39 ++$index;
292             }
293              
294 3         26 $result;
295             }
296              
297             package Imager::Expr::Postfix;
298             our @ISA = qw(Imager::Expr);
299              
300             Imager::Expr::Postfix->register_type('rpnexpr');
301              
302             my %op_names = ( '+'=>'add', '-'=>'subtract', '*'=>'mult', '/' => 'div',
303             '%'=>'mod', '**'=>'pow' );
304              
305             sub compile {
306 29     29   60 my ($self, $expr, $opts) = @_;
307              
308 29         67 $expr =~ s/#.*//; # remove comments
309 29         136 my @st_ops = split ' ', $expr;
310              
311 29         56 for (@st_ops) {
312 362 100       516 $_ = $op_names{$_} if exists $op_names{$_};
313 362 100       529 $_ = $self->{constants}{$_} if exists $self->{constants}{$_};
314             }
315 29         77 return $self->stack_to_reg(@st_ops);
316             }
317              
318             package Imager::Expr::Infix;
319              
320             our @ISA = qw(Imager::Expr);
321 5     5   55 use Imager::Regops qw(%Attr $MaxOperands);
  5         41  
  5         4947  
322              
323             {
324             local @INC = @INC;
325             pop @INC if $INC[-1] eq '.';
326 5     5   5458 eval "use Parse::RecDescent;";
  5         176025  
  5         38  
327             __PACKAGE__->register_type('expr') if !$@;
328             }
329              
330             # I really prefer bottom-up parsers
331             my $grammar = <<'GRAMMAR';
332              
333             code : assigns 'return' expr
334             { $return = [ @item[1,3] ] }
335              
336             assigns : assign(s?) { $return = [ @{$item[1]} ] }
337              
338             assign : identifier '=' expr ';'
339             { $return = [ @item[1,3] ] }
340              
341             expr : relation
342              
343             relation : addition (relstuff)(s?)
344             {
345             $return = $item[1];
346             for my $op(@{$item[2]}) { $return = [ $op->[0], $return, $op->[1] ] }
347             1;
348             }
349              
350             relstuff : relop addition { $return = [ @item[1,2] ] }
351              
352             relop : '<=' { $return = 'le' }
353             | '<' { $return = 'lt' }
354             | '==' { $return = 'eq' }
355             | '>=' { $return = 'ge' }
356             | '>' { $return = 'gt' }
357             | '!=' { $return = 'ne' }
358              
359             addition : multiply (addstuff)(s?)
360             {
361             $return = $item[1];
362             # for my $op(@{$item[2]}) { $return .= " @{$op}[1,0]"; }
363             for my $op(@{$item[2]}) { $return = [ $op->[0], $return, $op->[1] ] }
364             1;
365             }
366             addstuff : addop multiply { $return = [ @item[1,2] ] }
367             addop : '+' { $return = 'add' }
368             | '-' { $return = 'subtract' }
369              
370             multiply : power mulstuff(s?)
371             { $return = $item[1];
372             # for my $op(@{$item[2]}) { $return .= " @{$op}[1,0]"; }
373             for my $op(@{$item[2]}) { $return = [ $op->[0], $return, $op->[1] ] }
374             1;
375             }
376              
377             mulstuff : mulop power { $return = [ @item[1,2] ] }
378             mulop : '*' { $return = 'mult' }
379             | '/' { $return = 'div' }
380             | '%' { $return = 'mod' }
381              
382             power : powstuff(s?) atom
383             {
384             $return = $item[2];
385             for my $op(reverse @{$item[1]}) { $return = [ @{$op}[1,0], $return ] }
386             1;
387             }
388             | atom
389             powstuff : atom powop { $return = [ @item[1,2] ] }
390             powop : '**' { $return = 'pow' }
391              
392             atom: '(' expr ')' { $return = $item[2] }
393             | '-' atom { $return = [ uminus=>$item[2] ] }
394             | number
395             | funccall
396             | identifier
397              
398             number : /[+-]?(?:\d+\.?\d*|\.\d+)(?:[eE][+-]?\d+)?/
399              
400             exprlist : expr ',' exprlist { $return = [ $item[1], @{$item[3]} ] }
401             | expr { $return = [ $item[1] ] }
402              
403             funccall : identifier '(' exprlist ')'
404             { $return = [ $item[1], @{$item[3]} ] }
405              
406             identifier : /[^\W\d]\w*/ { $return = $item[1] }
407              
408             GRAMMAR
409              
410             my $parser;
411              
412             sub init_parser {
413 0 0   0   0 if (!$parser) {
414 0         0 $parser = Parse::RecDescent->new($grammar);
415             }
416             }
417              
418             sub compile {
419 1     1   4 my ($self, $expr, $opts) = @_;
420 1 50       3 if (!$parser) {
421 1         10 $parser = Parse::RecDescent->new($grammar);
422             }
423 1         112584 my $optree = $parser->code($expr);
424 1 50       73622 if (!$optree) {
425 0         0 $self->error("Error in $expr\n");
426 0         0 return;
427             }
428              
429 1         17 @{$self->{inputs}}{$self->_variables} = ();
  1         6  
430 1         4 $self->{varregs} = {};
431 1         4 @{$self->{varregs}}{$self->_variables} = map { "r$_" } 0..$self->_variables-1;
  1         6  
  2         10  
432 1         6 $self->{"nregs"} = [ (undef) x $self->_variables ];
433 1         3 $self->{"cregs"} = [];
434 1         63 $self->{"lits"} = {};
435              
436 1         4 eval {
437             # generate code for the assignments
438 1         2 for my $assign (@{$optree->[0]}) {
  1         4  
439 1         4 my ($varname, $tree) = @$assign;
440 1 50       27 if (exists $self->{inputs}{$varname}) {
441 0         0 $self->error("$varname is an input - you can't assign to it");
442 0         0 return;
443             }
444 1         7 $self->{varregs}{$varname} = $self->gencode($tree);
445             }
446              
447             # generate the final result
448 1         4 my $result = $self->gencode($optree->[1]);
449 1 50       6 if ($result !~ /^p\d+$/) {
450 0         0 $self->error("You must return a color value");
451 0         0 return;
452             }
453 1         2 push(@{$self->{genops}}, [ 'ret', $result, (0) x $MaxOperands ])
  1         7  
454             };
455 1 50       4 if ($@) {
456 0         0 $self->error($@);
457 0         0 return;
458             }
459              
460 1         10 return $self->{genops};
461             }
462              
463             sub gencode {
464 11     11   18 my ($self, $tree) = @_;
465              
466 11 100 66     109 if (ref $tree) {
    100          
    50          
467 4         11 my ($op, @parms) = @$tree;
468              
469 4 50       13 if (!exists $Attr{$op}) {
470 0         0 die "Unknown operator or function $op";
471             }
472              
473 4         7 for my $subtree (@parms) {
474 9         27 $subtree = $self->gencode($subtree);
475             }
476 4         8 my $types = join("", map {substr($_,0,1)} @parms);
  9         22  
477              
478 4 50       13 if (length($types) < length($Attr{$op}{types})) {
479 0         0 die "Too few parameters in call to $op";
480             }
481 4 50       9 if ($types ne $Attr{$op}{types}) {
482             # some alternate operators have the same name followed by p
483 0         0 my $opp = $op."p";
484 0 0 0     0 if (exists $Attr{$opp} &&
485             $types eq $Attr{$opp}{types}) {
486 0         0 $op = $opp;
487             }
488             else {
489 0         0 die "Call to $_ with incorrect types";
490             }
491             }
492 4         5 my $result;
493 4 100       10 if ($Attr{$op}{result} eq 'r') {
494 3         5 $result = "r".@{$self->{nregs}};
  3         5  
495 3         4 push(@{$self->{nregs}}, undef);
  3         6  
496             }
497             else {
498 1         11 $result = "p".@{$self->{cregs}};
  1         3  
499 1         2 push(@{$self->{cregs}}, undef);
  1         3  
500             }
501 4         13 push(@parms, "0") while @parms < $MaxOperands;
502 4         5 push(@{$self->{genops}}, [ $op, @parms, $result]);
  4         13  
503 4         10 return $result;
504             }
505             elsif (exists $self->{varregs}{$tree}) {
506 3         8 return $self->{varregs}{$tree};
507             }
508             elsif ($tree =~ /^$numre$/ || exists $self->{constants}{$tree}) {
509 4 100       11 $tree = $self->{constants}{$tree} if exists $self->{constants}{$tree};
510              
511 4 100       9 if (exists $self->{lits}{$tree}) {
512 1         3 return $self->{lits}{$tree};
513             }
514 3         5 my $reg = "r".@{$self->{nregs}};
  3         8  
515 3         13 push(@{$self->{nregs}}, $tree);
  3         9  
516 3         8 $self->{lits}{$tree} = $reg;
517              
518 3         11 return $reg;
519             }
520             }
521              
522             1;
523              
524             __END__