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   121303 use 5.006;
  5         31  
3 5     5   1792 use Imager::Regops;
  5         15  
  5         671  
4 5     5   157 use strict;
  5         8  
  5         9626  
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 $error;
19             }
20             }
21              
22             # what else?
23             my %default_constants =
24             (
25             # too many digits, better than too few
26             pi=>3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494
27             );
28              
29             sub new {
30 31     31 1 254 my ($class, $opts) = @_;
31              
32             # possibly this is a very bad idea
33 31         195 my ($type) = grep exists $expr_types{$_}, keys %$opts;
34 31 50       106 die "Imager::Expr: No known expression type"
35             if !defined $type;
36 31         105 my $self = bless {}, $expr_types{$type};
37 31         56 $self->{variables} = [ @{$opts->{variables}} ];
  31         113  
38 31 50       78 $self->{constants} = { %default_constants, %{$opts->{constants} || {}} };
  31         231  
39 31 50       143 $self->{ops} = $self->compile($opts->{$type}, $opts)
40             or return;
41 31 50       137 $self->optimize()
42             or return;
43 31 50       131 $self->{code} = $self->assemble()
44             or return;
45 31         96 $self;
46             }
47              
48             sub register_type {
49 13     13 1 42 my ($pack, $name) = @_;
50 13         112 $expr_types{$name} = $pack;
51             }
52              
53             sub type_registered {
54 1     1 1 90 my ($class, $name) = @_;
55              
56 1         4 $expr_types{$name};
57             }
58              
59             sub _variables {
60 37     37   55 return @{$_[0]->{variables}};
  37         139  
61             }
62              
63             sub code {
64 28     28 1 97 return $_[0]->{code};
65             }
66              
67             sub nregs {
68 28     28 1 90 return $_[0]->{nregs};
69             }
70              
71             sub cregs {
72 28     28 1 35017 return $_[0]->{cregs};
73             }
74              
75             my $numre = '[+-]?(?:\d+\.?\d*|\.\d+)(?:[eE][+-]?\d+)?';
76              
77             sub numre {
78 1     1 1 11 $numre;
79             }
80              
81             # optimize the code
82             sub optimize {
83 31     31 1 64 my ($self) = @_;
84              
85 31         59 my @ops = @{$self->{ops}};
  31         80  
86              
87             # this function cannot current handle code with jumps
88 31 100       183 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         54 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
94 30         62 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
95 30         59 my $foundops = 1;
96 30         71 while ($foundops) {
97 30         46 $foundops = 0;
98 30         90 my %seen;
99             my $index;
100 30         0 my @out;
101 30         79 while (@ops) {
102 188         216 my $op = shift @ops;
103 188         264 my $desc = join(",", @{$op}[0..$max_opr]);
  188         348  
104 188 50       340 if ($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         336 $seen{$desc} = $op->[-1];
117 188         334 push(@out, $op);
118             }
119 30         135 @ops = @out;
120             }
121             # strength reduction
122 30         69 for my $op (@ops) {
123             # reduce division by a constant to multiplication by a constant
124 188 100 66     450 if ($op->[0] eq 'div' && $op->[2] =~ /^r(\d+)/
      100        
125             && defined($self->{"nregs"}[$1])) {
126 12         17 my $newreg = @{$self->{"nregs"}};
  12         24  
127 12         16 push(@{$self->{"nregs"}}, 1.0/$self->{"nregs"}[$1]);
  12         44  
128 12         22 $op->[0] = 'mult';
129 12         25 $op->[2] = 'r'.$newreg;
130             }
131             }
132 30         71 $self->{ops} = \@ops;
133 30         109 1;
134             }
135              
136             sub assemble {
137 31     31 1 77 my ($self) = @_;
138 31         57 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
139 31         66 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
140 31         37 my @ops = @{$self->{ops}};
  31         79  
141 31         80 for my $op (@ops) {
142 194         361 $op->[0] = $attr->{$op->[0]}{opcode};
143 194         267 for (@{$op}[1..$max_opr+1]) { s/^[rpj]// }
  194         278  
  970         1783  
144             }
145 31         82 my $pack = $Imager::Regops::PackCode x (2+$Imager::Regops::MaxOperands);
146              
147 31         58 return join("", ,map { pack($pack, @$_, ) } @ops);
  194         696  
148             }
149              
150             # converts stack code to register code
151             sub stack_to_reg {
152 29     29 1 156 my ($self, @st_ops) = @_;
153 29         60 my @regstack;
154             my %nregs;
155 29         107 my @vars = $self->_variables();
156 29         93 my @nregs = (0) x scalar(@vars);
157 29         56 my @cregs;
158 29         58 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
159 29         66 my %vars;
160             my %names;
161 29         44 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
162 29         98 @vars{@vars} = map { "r$_" } 0..$#vars;
  58         213  
163              
164 29         59 my @ops;
165 29         79 for (@st_ops) {
166 362 100 66     2233 if (/^$numre$/) {
    100          
    100          
    100          
    50          
167             # combining constants makes the optimization below work
168 146 100       277 if (exists $nregs{$_}) {
169 64         142 push(@regstack, $nregs{$_});
170             }
171             else {
172 82         215 $nregs{$_} = "r".@nregs;
173 82         181 push(@regstack,"r".@nregs);
174 82         147 push(@nregs, $_);
175             }
176             }
177             elsif (exists $vars{$_}) {
178 20         132 push(@regstack, $vars{$_});
179             }
180             elsif (exists $attr->{$_} && length $attr->{$_}{types}) {
181 154 50       359 if (@regstack < $attr->{$_}{parms}) {
182 0         0 error("Imager::transform2: stack underflow on $_");
183 0         0 return;
184             }
185 154         310 my @parms = splice(@regstack, -$attr->{$_}{parms});
186 154         230 my $types = join("", map {substr($_,0,1)} @parms);
  307         555  
187 154 100       356 if ($types ne $attr->{$_}{types}) {
188 6 50 33     37 if (exists $attr->{$_.'p'} && $types eq $attr->{$_.'p'}{types}) {
189 6         12 $_ .= 'p';
190             }
191             else {
192 0         0 error("Imager::transform2: Call to $_ with incorrect types");
193 0         0 return;
194             }
195             }
196 154         168 my $result;
197 154 100       251 if ($attr->{$_}{result} eq 'r') {
198 104         151 $result = "r".@nregs;
199 104         163 push(@nregs, undef);
200             }
201             else {
202 50         157 $result = "p".@cregs;
203 50         83 push(@cregs, -1);
204             }
205 154         195 push(@regstack, $result);
206 154         443 push(@parms, "0") while @parms < $max_opr;
207 154         529 push(@ops, [ $_, @parms, $result ]);
208             #print "$result <- $_ @parms\n";
209             }
210             elsif (/^!(\w+)$/) {
211 13 50       33 if (!@regstack) {
212 0         0 error("Imager::transform2: stack underflow with $_");
213 0         0 return;
214             }
215 13         50 $names{$1} = pop(@regstack);
216             }
217             elsif (/^\@(\w+)$/) {
218 29 50       69 if (exists $names{$1}) {
219 29         65 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 $_");
228 0         0 return;
229             }
230             }
231 29 50       98 if (@regstack != 1) {
232 0         0 error("stack must have only one item at end");
233 0         0 return;
234             }
235 29 50       131 if ($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         101 push(@ops, [ "ret", $regstack[0], (-1) x $max_opr ]);
240              
241 29         85 $self->{"nregs"} = \@nregs;
242 29         58 $self->{"cregs"} = \@cregs;
243              
244 29         199 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 $result;
253             }
254              
255             # unassembles the compiled code
256             sub dumpcode {
257 3     3 1 1356 my ($self) = @_;
258 3         8 my $code = $self->{"code"};
259 3         7 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
260 3         38 my @code = unpack("${Imager::Regops::PackCode}*", $code);
261 3         54 my %names = map { $attr->{$_}{opcode}, $_ } keys %Imager::Regops::Attr;
  159         354  
262 3         21 my @vars = $self->_variables();
263 3         6 my $result = '';
264 3         17 my $index = 0;
265 3         18 while (my @op = splice(@code, 0, 2+$Imager::Regops::MaxOperands)) {
266 15         22 my $opcode = shift @op;
267 15         25 my $name = $names{$opcode};
268 15 50       23 if ($name) {
269 15         30 $result .= "j$index: $name($opcode)";
270 15         36 my @types = split //, $attr->{$name}{types};
271 15         20 for my $parm (@types) {
272 26         29 my $reg = shift @op;
273 26         33 $result .= " $parm$reg";
274 26 100       50 if ($parm eq 'r') {
275 23 100       51 if ($reg < @vars) {
    100          
276 6         16 $result.= "($vars[$reg])";
277             }
278             elsif (defined $self->{"nregs"}[$reg]) {
279 9         46 $result .= "($self->{\"nregs\"}[$reg])";
280             }
281             }
282             }
283              
284             $result .= " -> $attr->{$name}{result}$op[-1]"
285 15 100       36 if $attr->{$name}{result};
286 15         19 $result .= "\n";
287             }
288             else {
289 0         0 $result .= "unknown($opcode) @op\n";
290             }
291 15         54 ++$index;
292             }
293              
294 3         27 $result;
295             }
296              
297             package Imager::Expr::Postfix;
298             our @ISA = qw(Imager::Expr);
299              
300             Imager::Expr::Postfix->register_type('rpnexpr');
301              
302             my %op_names = ( '+'=>'add', '-'=>'subtract', '*'=>'mult', '/' => 'div',
303             '%'=>'mod', '**'=>'pow' );
304              
305             sub compile {
306 29     29   72 my ($self, $expr, $opts) = @_;
307              
308 29         123 $expr =~ s/#.*//; # remove comments
309 29         191 my @st_ops = split ' ', $expr;
310              
311 29         74 for (@st_ops) {
312 362 100       665 $_ = $op_names{$_} if exists $op_names{$_};
313 362 100       610 $_ = $self->{constants}{$_} if exists $self->{constants}{$_};
314             }
315 29         108 return $self->stack_to_reg(@st_ops);
316             }
317              
318             package Imager::Expr::Infix;
319              
320             our @ISA = qw(Imager::Expr);
321 5     5   52 use Imager::Regops qw(%Attr $MaxOperands);
  5         63  
  5         4924  
322              
323             {
324             local @INC = @INC;
325             pop @INC if $INC[-1] eq '.';
326 5     5   5454 eval "use Parse::RecDescent;";
  5         171819  
  5         114  
327             __PACKAGE__->register_type('expr') if !$@;
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   3 my ($self, $expr, $opts) = @_;
420 1 50       4 if (!$parser) {
421 1         10 $parser = Parse::RecDescent->new($grammar);
422             }
423 1         110823 my $optree = $parser->code($expr);
424 1 50       72250 if (!$optree) {
425 0         0 $self->error("Error in $expr\n");
426 0         0 return;
427             }
428              
429 1         18 @{$self->{inputs}}{$self->_variables} = ();
  1         5  
430 1         4 $self->{varregs} = {};
431 1         6 @{$self->{varregs}}{$self->_variables} = map { "r$_" } 0..$self->_variables-1;
  1         4  
  2         9  
432 1         5 $self->{"nregs"} = [ (undef) x $self->_variables ];
433 1         34 $self->{"cregs"} = [];
434 1         4 $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       8 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         5 $self->{varregs}{$varname} = $self->gencode($tree);
445             }
446              
447             # generate the final result
448 1         4 my $result = $self->gencode($optree->[1]);
449 1 50       5 if ($result !~ /^p\d+$/) {
450 0         0 $self->error("You must return a color value");
451 0         0 return;
452             }
453 1         3 push(@{$self->{genops}}, [ 'ret', $result, (0) x $MaxOperands ])
  1         6  
454             };
455 1 50       3 if ($@) {
456 0         0 $self->error($@);
457 0         0 return;
458             }
459              
460 1         8 return $self->{genops};
461             }
462              
463             sub gencode {
464 11     11   15 my ($self, $tree) = @_;
465              
466 11 100 66     115 if (ref $tree) {
    100          
    50          
467 4         12 my ($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         6 for my $subtree (@parms) {
474 9         27 $subtree = $self->gencode($subtree);
475             }
476 4         8 my $types = join("", map {substr($_,0,1)} @parms);
  9         20  
477              
478 4 50       15 if (length($types) < length($Attr{$op}{types})) {
479 0         0 die "Too few parameters in call to $op";
480             }
481 4 50       11 if ($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         6 my $result;
493 4 100       8 if ($Attr{$op}{result} eq 'r') {
494 3         4 $result = "r".@{$self->{nregs}};
  3         5  
495 3         5 push(@{$self->{nregs}}, undef);
  3         6  
496             }
497             else {
498 1         3 $result = "p".@{$self->{cregs}};
  1         3  
499 1         2 push(@{$self->{cregs}}, undef);
  1         3  
500             }
501 4         14 push(@parms, "0") while @parms < $MaxOperands;
502 4         5 push(@{$self->{genops}}, [ $op, @parms, $result]);
  4         12  
503 4         22 return $result;
504             }
505             elsif (exists $self->{varregs}{$tree}) {
506 3         9 return $self->{varregs}{$tree};
507             }
508             elsif ($tree =~ /^$numre$/ || exists $self->{constants}{$tree}) {
509 4 100       13 $tree = $self->{constants}{$tree} if exists $self->{constants}{$tree};
510              
511 4 100       8 if (exists $self->{lits}{$tree}) {
512 1         4 return $self->{lits}{$tree};
513             }
514 3         4 my $reg = "r".@{$self->{nregs}};
  3         16  
515 3         5 push(@{$self->{nregs}}, $tree);
  3         8  
516 3         7 $self->{lits}{$tree} = $reg;
517              
518 3         10 return $reg;
519             }
520             }
521              
522             1;
523              
524             __END__