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 6     6   163255 use 5.006;
  6         17  
3 6     6   2455 use Imager::Regops;
  6         13  
  6         766  
4 6     6   37 use strict;
  6         7  
  6         11982  
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 $error;
19             }
20             }
21              
22             # what else?
23             my %default_constants =
24             (
25             # too many digits, better than too few
26             pi=>3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494
27             );
28              
29             sub new {
30 31     31 1 256996 my ($class, $opts) = @_;
31              
32             # possibly this is a very bad idea
33 31         129 my ($type) = grep exists $expr_types{$_}, keys %$opts;
34 31 50       61 die "Imager::Expr: No known expression type"
35             if !defined $type;
36 31         87 my $self = bless {}, $expr_types{$type};
37 31         34 $self->{variables} = [ @{$opts->{variables}} ];
  31         75  
38 31 50       52 $self->{constants} = { %default_constants, %{$opts->{constants} || {}} };
  31         146  
39 31 50       123 $self->{ops} = $self->compile($opts->{$type}, $opts)
40             or return;
41 31 50       71 $self->optimize()
42             or return;
43 31 50       61 $self->{code} = $self->assemble()
44             or return;
45 31         77 $self;
46             }
47              
48             sub register_type {
49 16     16 1 54 my ($pack, $name) = @_;
50 16         55 $expr_types{$name} = $pack;
51             }
52              
53             sub type_registered {
54 1     1 1 127746 my ($class, $name) = @_;
55              
56 1         4 $expr_types{$name};
57             }
58              
59             sub _variables {
60 37     37   39 return @{$_[0]->{variables}};
  37         88  
61             }
62              
63             sub code {
64 28     28 1 54 return $_[0]->{code};
65             }
66              
67             sub nregs {
68 28     28 1 45 return $_[0]->{nregs};
69             }
70              
71             sub cregs {
72 28     28 1 28305 return $_[0]->{cregs};
73             }
74              
75             my $numre = '[+-]?(?:\d+\.?\d*|\.\d+)(?:[eE][+-]?\d+)?';
76              
77             sub numre {
78 1     1 1 3 $numre;
79             }
80              
81             # optimize the code
82             sub optimize {
83 31     31 1 46 my ($self) = @_;
84              
85 31         55 my @ops = @{$self->{ops}};
  31         63  
86              
87             # this function cannot current handle code with jumps
88 31 100       122 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         30 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
94 30         37 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
95 30         33 my $foundops = 1;
96 30         41 while ($foundops) {
97 30         41 $foundops = 0;
98 30         60 my %seen;
99             my $index;
100 30         0 my @out;
101 30         39 while (@ops) {
102 188         164 my $op = shift @ops;
103 188         183 my $desc = join(",", @{$op}[0..$max_opr]);
  188         262  
104 188 50       245 if ($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         266 $seen{$desc} = $op->[-1];
117 188         230 push(@out, $op);
118             }
119 30         122 @ops = @out;
120             }
121             # strength reduction
122 30         43 for my $op (@ops) {
123             # reduce division by a constant to multiplication by a constant
124 188 100 66     327 if ($op->[0] eq 'div' && $op->[2] =~ /^r(\d+)/
      100        
125             && defined($self->{"nregs"}[$1])) {
126 12         34 my $newreg = @{$self->{"nregs"}};
  12         17  
127 12         80 push(@{$self->{"nregs"}}, 1.0/$self->{"nregs"}[$1]);
  12         37  
128 12         15 $op->[0] = 'mult';
129 12         20 $op->[2] = 'r'.$newreg;
130             }
131             }
132 30         61 $self->{ops} = \@ops;
133 30         75 1;
134             }
135              
136             sub assemble {
137 31     31 1 37 my ($self) = @_;
138 31         32 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
139 31         40 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
140 31         28 my @ops = @{$self->{ops}};
  31         53  
141 31         42 for my $op (@ops) {
142 194         296 $op->[0] = $attr->{$op->[0]}{opcode};
143 194         187 for (@{$op}[1..$max_opr+1]) { s/^[rpj]// }
  194         211  
  970         1292  
144             }
145 31         54 my $pack = $Imager::Regops::PackCode x (2+$Imager::Regops::MaxOperands);
146              
147 31         62 return join("", ,map { pack($pack, @$_, ) } @ops);
  194         599  
148             }
149              
150             # converts stack code to register code
151             sub stack_to_reg {
152 29     29 1 103 my ($self, @st_ops) = @_;
153 29         31 my @regstack;
154             my %nregs;
155 29         54 my @vars = $self->_variables();
156 29         63 my @nregs = (0) x scalar(@vars);
157 29         26 my @cregs;
158 29         40 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
159 29         33 my %vars;
160             my %names;
161 29         31 my $max_opr = $Imager::Regops::MaxOperands;
162 29         49 @vars{@vars} = map { "r$_" } 0..$#vars;
  58         141  
163              
164 29         44 my @ops;
165 29         33 for (@st_ops) {
166 362 100 66     1746 if (/^$numre$/) {
    100          
    100          
    100          
    50          
167             # combining constants makes the optimization below work
168 146 100       178 if (exists $nregs{$_}) {
169 64         88 push(@regstack, $nregs{$_});
170             }
171             else {
172 82         174 $nregs{$_} = "r".@nregs;
173 82         127 push(@regstack,"r".@nregs);
174 82         163 push(@nregs, $_);
175             }
176             }
177             elsif (exists $vars{$_}) {
178 20         36 push(@regstack, $vars{$_});
179             }
180             elsif (exists $attr->{$_} && length $attr->{$_}{types}) {
181 154 50       223 if (@regstack < $attr->{$_}{parms}) {
182 0         0 error("Imager::transform2: stack underflow on $_");
183 0         0 return;
184             }
185 154         232 my @parms = splice(@regstack, -$attr->{$_}{parms});
186 154         164 my $types = join("", map {substr($_,0,1)} @parms);
  307         424  
187 154 100       239 if ($types ne $attr->{$_}{types}) {
188 6 50 33     24 if (exists $attr->{$_.'p'} && $types eq $attr->{$_.'p'}{types}) {
189 6         8 $_ .= 'p';
190             }
191             else {
192 0         0 error("Imager::transform2: Call to $_ with incorrect types");
193 0         0 return;
194             }
195             }
196 154         135 my $result;
197 154 100       205 if ($attr->{$_}{result} eq 'r') {
198 104         106 $result = "r".@nregs;
199 104         125 push(@nregs, undef);
200             }
201             else {
202 50         51 $result = "p".@cregs;
203 50         56 push(@cregs, -1);
204             }
205 154         164 push(@regstack, $result);
206 154         427 push(@parms, "0") while @parms < $max_opr;
207 154         450 push(@ops, [ $_, @parms, $result ]);
208             #print "$result <- $_ @parms\n";
209             }
210             elsif (/^!(\w+)$/) {
211 13 50       18 if (!@regstack) {
212 0         0 error("Imager::transform2: stack underflow with $_");
213 0         0 return;
214             }
215 13         37 $names{$1} = pop(@regstack);
216             }
217             elsif (/^\@(\w+)$/) {
218 29 50       41 if (exists $names{$1}) {
219 29         44 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 $_");
228 0         0 return;
229             }
230             }
231 29 50       50 if (@regstack != 1) {
232 0         0 error("stack must have only one item at end");
233 0         0 return;
234             }
235 29 50       63 if ($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         61 push(@ops, [ "ret", $regstack[0], (-1) x $max_opr ]);
240              
241 29         44 $self->{"nregs"} = \@nregs;
242 29         36 $self->{"cregs"} = \@cregs;
243              
244 29         171 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 $result;
253             }
254              
255             # unassembles the compiled code
256             sub dumpcode {
257 3     3 1 1451 my ($self) = @_;
258 3         7 my $code = $self->{"code"};
259 3         7 my $attr = \%Imager::Regops::Attr;
260 3         46 my @code = unpack("${Imager::Regops::PackCode}*", $code);
261 3         47 my %names = map { $attr->{$_}{opcode}, $_ } keys %Imager::Regops::Attr;
  159         324  
262 3         21 my @vars = $self->_variables();
263 3         4 my $result = '';
264 3         6 my $index = 0;
265 3         12 while (my @op = splice(@code, 0, 2+$Imager::Regops::MaxOperands)) {
266 15         16 my $opcode = shift @op;
267 15         20 my $name = $names{$opcode};
268 15 50       25 if ($name) {
269 15         21 $result .= "j$index: $name($opcode)";
270 15         29 my @types = split //, $attr->{$name}{types};
271 15         18 for my $parm (@types) {
272 26         27 my $reg = shift @op;
273 26         23 $result .= " $parm$reg";
274 26 100       54 if ($parm eq 'r') {
275 23 100       78 if ($reg < @vars) {
    100          
276 6         8 $result.= "($vars[$reg])";
277             }
278             elsif (defined $self->{"nregs"}[$reg]) {
279 9         21 $result .= "($self->{\"nregs\"}[$reg])";
280             }
281             }
282             }
283              
284             $result .= " -> $attr->{$name}{result}$op[-1]"
285 15 100       30 if $attr->{$name}{result};
286 15         14 $result .= "\n";
287             }
288             else {
289 0         0 $result .= "unknown($opcode) @op\n";
290             }
291 15         36 ++$index;
292             }
293              
294 3         29 $result;
295             }
296              
297             package Imager::Expr::Postfix;
298             our @ISA = qw(Imager::Expr);
299              
300             Imager::Expr::Postfix->register_type('rpnexpr');
301              
302             my %op_names = ( '+'=>'add', '-'=>'subtract', '*'=>'mult', '/' => 'div',
303             '%'=>'mod', '**'=>'pow' );
304              
305             sub compile {
306 29     29   46 my ($self, $expr, $opts) = @_;
307              
308 29         60 $expr =~ s/#.*//; # remove comments
309 29         106 my @st_ops = split ' ', $expr;
310              
311 29         45 for (@st_ops) {
312 362 100       435 $_ = $op_names{$_} if exists $op_names{$_};
313 362 100       449 $_ = $self->{constants}{$_} if exists $self->{constants}{$_};
314             }
315 29         69 return $self->stack_to_reg(@st_ops);
316             }
317              
318             package Imager::Expr::Infix;
319              
320             our @ISA = qw(Imager::Expr);
321 6     6   40 use Imager::Regops qw(%Attr $MaxOperands);
  6         7  
  6         5954  
322              
323             {
324             local @INC = @INC;
325             pop @INC if $INC[-1] eq '.';
326 6     6   6367 eval "use Parse::RecDescent;";
  6         186129  
  6         69  
327             __PACKAGE__->register_type('expr') if !$@;
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   2 my ($self, $expr, $opts) = @_;
420 1 50       3 if (!$parser) {
421 1         6 $parser = Parse::RecDescent->new($grammar);
422             }
423 1         102880 my $optree = $parser->code($expr);
424 1 50       49699 if (!$optree) {
425 0         0 $self->error("Error in $expr\n");
426 0         0 return;
427             }
428              
429 1         14 @{$self->{inputs}}{$self->_variables} = ();
  1         6  
430 1         3 $self->{varregs} = {};
431 1         3 @{$self->{varregs}}{$self->_variables} = map { "r$_" } 0..$self->_variables-1;
  1         3  
  2         6  
432 1         2 $self->{"nregs"} = [ (undef) x $self->_variables ];
433 1         2 $self->{"cregs"} = [];
434 1         3 $self->{"lits"} = {};
435              
436 1         3 eval {
437             # generate code for the assignments
438 1         2 for my $assign (@{$optree->[0]}) {
  1         3  
439 1         2 my ($varname, $tree) = @$assign;
440 1 50       3 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         3 $self->{varregs}{$varname} = $self->gencode($tree);
445             }
446              
447             # generate the final result
448 1         3 my $result = $self->gencode($optree->[1]);
449 1 50       5 if ($result !~ /^p\d+$/) {
450 0         0 $self->error("You must return a color value");
451 0         0 return;
452             }
453 1         1 push(@{$self->{genops}}, [ 'ret', $result, (0) x $MaxOperands ])
  1         4  
454             };
455 1 50       3 if ($@) {
456 0         0 $self->error($@);
457 0         0 return;
458             }
459              
460 1         7 return $self->{genops};
461             }
462              
463             sub gencode {
464 11     11   14 my ($self, $tree) = @_;
465              
466 11 100 66     122 if (ref $tree) {
    100          
    50          
467 4         9 my ($op, @parms) = @$tree;
468              
469 4 50       9 if (!exists $Attr{$op}) {
470 0         0 die "Unknown operator or function $op";
471             }
472              
473 4         5 for my $subtree (@parms) {
474 9         16 $subtree = $self->gencode($subtree);
475             }
476 4         6 my $types = join("", map {substr($_,0,1)} @parms);
  9         17  
477              
478 4 50       43 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         6 my $result;
493 4 100       6 if ($Attr{$op}{result} eq 'r') {
494 3         2 $result = "r".@{$self->{nregs}};
  3         5  
495 3         3 push(@{$self->{nregs}}, undef);
  3         5  
496             }
497             else {
498 1         2 $result = "p".@{$self->{cregs}};
  1         2  
499 1         2 push(@{$self->{cregs}}, undef);
  1         1  
500             }
501 4         12 push(@parms, "0") while @parms < $MaxOperands;
502 4         2 push(@{$self->{genops}}, [ $op, @parms, $result]);
  4         11  
503 4         9 return $result;
504             }
505             elsif (exists $self->{varregs}{$tree}) {
506 3         7 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       7 if (exists $self->{lits}{$tree}) {
512 1         2 return $self->{lits}{$tree};
513             }
514 3         4 my $reg = "r".@{$self->{nregs}};
  3         5  
515 3         4 push(@{$self->{nregs}}, $tree);
  3         6  
516 3         6 $self->{lits}{$tree} = $reg;
517              
518 3         8 return $reg;
519             }
520             }
521              
522             1;
523              
524             __END__