Free cookie consent management tool by TermsFeed Policy Generator

source: branches/HeuristicLab.TimeSeries/HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic/3.4/SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter.cs @ 7120

Last change on this file since 7120 was 7120, checked in by gkronber, 13 years ago

#1081 implemented multi-variate symbolic expression tree interpreter for time series prognosis.

File size: 28.2 KB
Line 
1#region License Information
2/* HeuristicLab
3 * Copyright (C) 2002-2011 Heuristic and Evolutionary Algorithms Laboratory (HEAL)
4 *
5 * This file is part of HeuristicLab.
6 *
7 * HeuristicLab is free software: you can redistribute it and/or modify
8 * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
10 * (at your option) any later version.
11 *
12 * HeuristicLab 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
15 * GNU General Public License for more details.
16 *
17 * You should have received a copy of the GNU General Public License
18 * along with HeuristicLab. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19 */
20#endregion
21
22using System;
23using System.Collections.ObjectModel;
24using System.Linq;
25using System.Collections.Generic;
26using System.Reflection;
27using System.Reflection.Emit;
28using HeuristicLab.Common;
29using HeuristicLab.Core;
30using HeuristicLab.Data;
31using HeuristicLab.Encodings.SymbolicExpressionTreeEncoding;
32using HeuristicLab.Parameters;
33using HeuristicLab.Persistence.Default.CompositeSerializers.Storable;
34
35namespace HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic {
36  [StorableClass]
37  [Item("SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter", "Interpreter for symbolic expression trees.")]
38  public sealed class SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter : ParameterizedNamedItem, ISymbolicDataAnalysisExpressionTreeInterpreter {
39    private static MethodInfo listGetValue = typeof(IList<double>).GetProperty("Item", new Type[] { typeof(int) }).GetGetMethod();
40    private static MethodInfo cos = typeof(Math).GetMethod("Cos", new Type[] { typeof(double) });
41    private static MethodInfo sin = typeof(Math).GetMethod("Sin", new Type[] { typeof(double) });
42    private static MethodInfo tan = typeof(Math).GetMethod("Tan", new Type[] { typeof(double) });
43    private static MethodInfo exp = typeof(Math).GetMethod("Exp", new Type[] { typeof(double) });
44    private static MethodInfo log = typeof(Math).GetMethod("Log", new Type[] { typeof(double) });
45    private static MethodInfo power = typeof(Math).GetMethod("Pow", new Type[] { typeof(double), typeof(double) });
46    private static MethodInfo round = typeof(Math).GetMethod("Round", new Type[] { typeof(double) });
47
48    internal delegate double CompiledFunction(int sampleIndex, IList<double>[] columns);
49    private const string CheckExpressionsWithIntervalArithmeticParameterName = "CheckExpressionsWithIntervalArithmetic";
50    #region private classes
51    private class InterpreterState {
52      private Instruction[] code;
53      private int pc;
54
55      public int ProgramCounter {
56        get { return pc; }
57        set { pc = value; }
58      }
59
60      private bool inLaggedContext;
61      public bool InLaggedContext {
62        get { return inLaggedContext; }
63        set { inLaggedContext = value; }
64      }
65      internal InterpreterState(Instruction[] code) {
66        this.inLaggedContext = false;
67        this.code = code;
68        this.pc = 0;
69      }
70
71      internal Instruction NextInstruction() {
72        return code[pc++];
73      }
74    }
75    private class OpCodes {
76      public const byte Add = 1;
77      public const byte Sub = 2;
78      public const byte Mul = 3;
79      public const byte Div = 4;
80
81      public const byte Sin = 5;
82      public const byte Cos = 6;
83      public const byte Tan = 7;
84
85      public const byte Log = 8;
86      public const byte Exp = 9;
87
88      public const byte IfThenElse = 10;
89
90      public const byte GT = 11;
91      public const byte LT = 12;
92
93      public const byte AND = 13;
94      public const byte OR = 14;
95      public const byte NOT = 15;
96
97
98      public const byte Average = 16;
99
100      public const byte Call = 17;
101
102      public const byte Variable = 18;
103      public const byte LagVariable = 19;
104      public const byte Constant = 20;
105      public const byte Arg = 21;
106
107      public const byte Power = 22;
108      public const byte Root = 23;
109      public const byte TimeLag = 24;
110      public const byte Integral = 25;
111      public const byte Derivative = 26;
112
113      public const byte VariableCondition = 27;
114    }
115    #endregion
116
117    private Dictionary<Type, byte> symbolToOpcode = new Dictionary<Type, byte>() {
118      { typeof(Addition), OpCodes.Add },
119      { typeof(Subtraction), OpCodes.Sub },
120      { typeof(Multiplication), OpCodes.Mul },
121      { typeof(Division), OpCodes.Div },
122      { typeof(Sine), OpCodes.Sin },
123      { typeof(Cosine), OpCodes.Cos },
124      { typeof(Tangent), OpCodes.Tan },
125      { typeof(Logarithm), OpCodes.Log },
126      { typeof(Exponential), OpCodes.Exp },
127      { typeof(IfThenElse), OpCodes.IfThenElse },
128      { typeof(GreaterThan), OpCodes.GT },
129      { typeof(LessThan), OpCodes.LT },
130      { typeof(And), OpCodes.AND },
131      { typeof(Or), OpCodes.OR },
132      { typeof(Not), OpCodes.NOT},
133      { typeof(Average), OpCodes.Average},
134      { typeof(InvokeFunction), OpCodes.Call },
135      { typeof(HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic.Variable), OpCodes.Variable },
136      { typeof(LaggedVariable), OpCodes.LagVariable },
137      { typeof(Constant), OpCodes.Constant },
138      { typeof(Argument), OpCodes.Arg },
139      { typeof(Power),OpCodes.Power},
140      { typeof(Root),OpCodes.Root},
141      { typeof(TimeLag), OpCodes.TimeLag},
142      { typeof(Integral), OpCodes.Integral},
143      { typeof(Derivative), OpCodes.Derivative},
144      { typeof(VariableCondition),OpCodes.VariableCondition}
145    };
146
147    public override bool CanChangeName {
148      get { return false; }
149    }
150    public override bool CanChangeDescription {
151      get { return false; }
152    }
153
154    #region parameter properties
155    public IValueParameter<BoolValue> CheckExpressionsWithIntervalArithmeticParameter {
156      get { return (IValueParameter<BoolValue>)Parameters[CheckExpressionsWithIntervalArithmeticParameterName]; }
157    }
158    #endregion
159
160    #region properties
161    public BoolValue CheckExpressionsWithIntervalArithmetic {
162      get { return CheckExpressionsWithIntervalArithmeticParameter.Value; }
163      set { CheckExpressionsWithIntervalArithmeticParameter.Value = value; }
164    }
165    #endregion
166
167
168    [StorableConstructor]
169    private SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter(bool deserializing) : base(deserializing) { }
170    private SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter(SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter original, Cloner cloner) : base(original, cloner) { }
171    public override IDeepCloneable Clone(Cloner cloner) {
172      return new SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter(this, cloner);
173    }
174
175    public SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter()
176      : base("SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter", "Interpreter for symbolic expression trees.") {
177      Parameters.Add(new ValueParameter<BoolValue>(CheckExpressionsWithIntervalArithmeticParameterName, "Switch that determines if the interpreter checks the validity of expressions with interval arithmetic before evaluating the expression.", new BoolValue(false)));
178    }
179
180    public IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, IEnumerable<int> rows) {
181      if (CheckExpressionsWithIntervalArithmetic.Value)
182        throw new NotSupportedException("Interval arithmetic is not yet supported in the symbolic data analysis interpreter.");
183      var compiler = new SymbolicExpressionTreeCompiler();
184      Instruction[] code = compiler.Compile(tree, MapSymbolToOpCode);
185      int necessaryArgStackSize = 0;
186
187      Dictionary<string, int> doubleVariableNames = dataset.DoubleVariables.Select((x, i) => new { x, i }).ToDictionary(e => e.x, e => e.i);
188      IList<double>[] columns = (from v in doubleVariableNames.Keys
189                                 select dataset.GetReadOnlyDoubleValues(v))
190                                .ToArray();
191
192      for (int i = 0; i < code.Length; i++) {
193        Instruction instr = code[i];
194        if (instr.opCode == OpCodes.Variable) {
195          var variableTreeNode = instr.dynamicNode as VariableTreeNode;
196          instr.iArg0 = doubleVariableNames[variableTreeNode.VariableName];
197          code[i] = instr;
198        } else if (instr.opCode == OpCodes.LagVariable) {
199          var variableTreeNode = instr.dynamicNode as LaggedVariableTreeNode;
200          instr.iArg0 = doubleVariableNames[variableTreeNode.VariableName];
201          code[i] = instr;
202        } else if (instr.opCode == OpCodes.VariableCondition) {
203          var variableConditionTreeNode = instr.dynamicNode as VariableConditionTreeNode;
204          instr.iArg0 = doubleVariableNames[variableConditionTreeNode.VariableName];
205        } else if (instr.opCode == OpCodes.Call) {
206          necessaryArgStackSize += instr.nArguments + 1;
207        }
208      }
209      var state = new InterpreterState(code);
210
211      Type[] methodArgs = { typeof(int), typeof(IList<double>[]) };
212      DynamicMethod testFun = new DynamicMethod("TestFun", typeof(double), methodArgs, typeof(SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter).Module);
213
214      ILGenerator il = testFun.GetILGenerator();
215      CompileInstructions(il, state, dataset);
216      il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Conv_R8);
217      il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ret);
218      var function = (CompiledFunction)testFun.CreateDelegate(typeof(CompiledFunction));
219
220      foreach (var row in rows) {
221        yield return function(row, columns);
222      }
223    }
224    public IEnumerable<IEnumerable<IEnumerable<double>>> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows, int horizon) {
225      throw new NotImplementedException();
226    }
227
228    private void CompileInstructions(ILGenerator il, InterpreterState state, Dataset ds) {
229      Instruction currentInstr = state.NextInstruction();
230      int nArgs = currentInstr.nArguments;
231
232      switch (currentInstr.opCode) {
233        case OpCodes.Add: {
234            if (nArgs > 0) {
235              CompileInstructions(il, state, ds);
236            }
237            for (int i = 1; i < nArgs; i++) {
238              CompileInstructions(il, state, ds);
239              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
240            }
241            return;
242          }
243        case OpCodes.Sub: {
244            if (nArgs == 1) {
245              CompileInstructions(il, state, ds);
246              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Neg);
247              return;
248            }
249            if (nArgs > 0) {
250              CompileInstructions(il, state, ds);
251            }
252            for (int i = 1; i < nArgs; i++) {
253              CompileInstructions(il, state, ds);
254              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub);
255            }
256            return;
257          }
258        case OpCodes.Mul: {
259            if (nArgs > 0) {
260              CompileInstructions(il, state, ds);
261            }
262            for (int i = 1; i < nArgs; i++) {
263              CompileInstructions(il, state, ds);
264              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
265            }
266            return;
267          }
268        case OpCodes.Div: {
269            if (nArgs == 1) {
270              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0);
271              CompileInstructions(il, state, ds);
272              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Div);
273              return;
274            }
275            if (nArgs > 0) {
276              CompileInstructions(il, state, ds);
277            }
278            for (int i = 1; i < nArgs; i++) {
279              CompileInstructions(il, state, ds);
280              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Div);
281            }
282            return;
283          }
284        case OpCodes.Average: {
285            CompileInstructions(il, state, ds);
286            for (int i = 1; i < nArgs; i++) {
287              CompileInstructions(il, state, ds);
288              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
289            }
290            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, nArgs);
291            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Div);
292            return;
293          }
294        case OpCodes.Cos: {
295            CompileInstructions(il, state, ds);
296            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, cos);
297            return;
298          }
299        case OpCodes.Sin: {
300            CompileInstructions(il, state, ds);
301            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, sin);
302            return;
303          }
304        case OpCodes.Tan: {
305            CompileInstructions(il, state, ds);
306            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, tan);
307            return;
308          }
309        case OpCodes.Power: {
310            CompileInstructions(il, state, ds);
311            CompileInstructions(il, state, ds);
312            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, round);
313            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, power);
314            return;
315          }
316        case OpCodes.Root: {
317            CompileInstructions(il, state, ds);
318            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0); // 1 / round(...)
319            CompileInstructions(il, state, ds);
320            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, round);
321            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Div);
322            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, power);
323            return;
324          }
325        case OpCodes.Exp: {
326            CompileInstructions(il, state, ds);
327            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, exp);
328            return;
329          }
330        case OpCodes.Log: {
331            CompileInstructions(il, state, ds);
332            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, log);
333            return;
334          }
335        case OpCodes.IfThenElse: {
336            Label end = il.DefineLabel();
337            Label c1 = il.DefineLabel();
338            CompileInstructions(il, state, ds);
339            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0); // > 0
340            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Cgt);
341            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Brfalse, c1);
342            CompileInstructions(il, state, ds);
343            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, end);
344            il.MarkLabel(c1);
345            CompileInstructions(il, state, ds);
346            il.MarkLabel(end);
347            return;
348          }
349        case OpCodes.AND: {
350            Label falseBranch = il.DefineLabel();
351            Label end = il.DefineLabel();
352            CompileInstructions(il, state, ds);
353            for (int i = 1; i < nArgs; i++) {
354              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0); // > 0
355              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Cgt);
356              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Brfalse, falseBranch);
357              CompileInstructions(il, state, ds);
358            }
359            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0); // > 0
360            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Cgt);
361            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Brfalse, falseBranch);
362            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0); // 1
363            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, end);
364            il.MarkLabel(falseBranch);
365            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0); // -1
366            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Neg);
367            il.MarkLabel(end);
368            return;
369          }
370        case OpCodes.OR: {
371            Label trueBranch = il.DefineLabel();
372            Label end = il.DefineLabel();
373            Label resultBranch = il.DefineLabel();
374            CompileInstructions(il, state, ds);
375            for (int i = 1; i < nArgs; i++) {
376              Label nextArgBranch = il.DefineLabel();
377              // complex definition because of special properties of NaN 
378              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Dup);
379              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0); // <= 0       
380              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ble, nextArgBranch);
381              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, resultBranch);
382              il.MarkLabel(nextArgBranch);
383              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop);
384              CompileInstructions(il, state, ds);
385            }
386            il.MarkLabel(resultBranch);
387            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0); // > 0
388            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Cgt);
389            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Brtrue, trueBranch);
390            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0); // -1
391            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Neg);
392            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, end);
393            il.MarkLabel(trueBranch);
394            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0); // 1
395            il.MarkLabel(end);
396            return;
397          }
398        case OpCodes.NOT: {
399            CompileInstructions(il, state, ds);
400            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0); // > 0
401            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Cgt);
402            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 2.0); // * 2
403            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
404            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0); // - 1
405            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub);
406            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Neg); // * -1
407            return;
408          }
409        case OpCodes.GT: {
410            CompileInstructions(il, state, ds);
411            CompileInstructions(il, state, ds);
412
413            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Cgt); // 1 (>) / 0 (otherwise)
414            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 2.0); // * 2
415            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
416            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0); // - 1
417            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub);
418            return;
419          }
420        case OpCodes.LT: {
421            CompileInstructions(il, state, ds);
422            CompileInstructions(il, state, ds);
423            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Clt);
424            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 2.0); // * 2
425            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
426            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 1.0); // - 1
427            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub);
428            return;
429          }
430        case OpCodes.TimeLag: {
431            LaggedTreeNode laggedTreeNode = (LaggedTreeNode)currentInstr.dynamicNode;
432            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // row -= lag
433            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, laggedTreeNode.Lag);
434            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
435            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Starg, 0);
436            var prevLaggedContext = state.InLaggedContext;
437            state.InLaggedContext = true;
438            CompileInstructions(il, state, ds);
439            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // row += lag
440            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, laggedTreeNode.Lag);
441            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub);
442            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Starg, 0);
443            state.InLaggedContext = prevLaggedContext;
444            return;
445          }
446        case OpCodes.Integral: {
447            int savedPc = state.ProgramCounter;
448            LaggedTreeNode laggedTreeNode = (LaggedTreeNode)currentInstr.dynamicNode;
449            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // row -= lag
450            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, laggedTreeNode.Lag);
451            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
452            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Starg, 0);
453            var prevLaggedContext = state.InLaggedContext;
454            state.InLaggedContext = true;
455            CompileInstructions(il, state, ds);
456            for (int l = laggedTreeNode.Lag; l < 0; l++) {
457              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // row += lag
458              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_1);
459              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
460              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Starg, 0);
461              state.ProgramCounter = savedPc;
462              CompileInstructions(il, state, ds);
463              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
464            }
465            state.InLaggedContext = prevLaggedContext;
466            return;
467          }
468
469        //mkommend: derivate calculation taken from:
470        //http://www.holoborodko.com/pavel/numerical-methods/numerical-derivative/smooth-low-noise-differentiators/
471        //one sided smooth differentiatior, N = 4
472        // y' = 1/8h (f_i + 2f_i-1, -2 f_i-3 - f_i-4)
473        case OpCodes.Derivative: {
474            int savedPc = state.ProgramCounter;
475            CompileInstructions(il, state, ds);
476            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // row --
477            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_M1);
478            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
479            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Starg, 0);
480            state.ProgramCounter = savedPc;
481            var prevLaggedContext = state.InLaggedContext;
482            state.InLaggedContext = true;
483            CompileInstructions(il, state, ds);
484            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 2.0); // f_0 + 2 * f_1
485            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
486            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
487
488            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // row -=2
489            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_2);
490            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub);
491            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Starg, 0);
492            state.ProgramCounter = savedPc;
493            CompileInstructions(il, state, ds);
494            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 2.0); // f_0 + 2 * f_1 - 2 * f_3
495            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
496            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub);
497
498            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // row --
499            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_M1);
500            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
501            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Starg, 0);
502            state.ProgramCounter = savedPc;
503            CompileInstructions(il, state, ds);
504            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub); // f_0 + 2 * f_1 - 2 * f_3 - f_4
505            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, 8.0); // / 8
506            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Div);
507
508            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // row +=4
509            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_4);
510            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add);
511            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Starg, 0);
512            state.InLaggedContext = prevLaggedContext;
513            return;
514          }
515        case OpCodes.Call: {
516            throw new NotSupportedException("Automatically defined functions are not supported by the SymbolicDataAnalysisTreeILEmittingInterpreter. Either turn of ADFs or change the interpeter.");
517          }
518        case OpCodes.Arg: {
519            throw new NotSupportedException("Automatically defined functions are not supported by the SymbolicDataAnalysisTreeILEmittingInterpreter. Either turn of ADFs or change the interpeter.");
520          }
521        case OpCodes.Variable: {
522            VariableTreeNode varNode = (VariableTreeNode)currentInstr.dynamicNode;
523            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_1); // load columns array
524            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0);
525            // load correct column of the current variable
526            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
527            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
528            if (!state.InLaggedContext) {
529              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, listGetValue);
530              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, varNode.Weight); // load weight
531              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
532            } else {
533              var nanResult = il.DefineLabel();
534              var normalResult = il.DefineLabel();
535              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Dup);
536              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0);
537              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Blt, nanResult);
538              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Dup);
539              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, ds.Rows);
540              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Bge, nanResult);
541              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, listGetValue);
542              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, varNode.Weight); // load weight
543              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
544              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, normalResult);
545              il.MarkLabel(nanResult);
546              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // rowIndex
547              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // column reference
548              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, double.NaN);
549              il.MarkLabel(normalResult);
550            }
551            return;
552          }
553        case OpCodes.LagVariable: {
554            var nanResult = il.DefineLabel();
555            var normalResult = il.DefineLabel();
556            LaggedVariableTreeNode varNode = (LaggedVariableTreeNode)currentInstr.dynamicNode;
557            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_1); // load columns array
558            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0); // load correct column of the current variable
559            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
560            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, varNode.Lag); // lag
561            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
562            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add); // actualRowIndex = rowIndex + sampleOffset
563            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Dup);
564            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0);
565            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Blt, nanResult);
566            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Dup);
567            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, ds.Rows);
568            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Bge, nanResult);
569            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, listGetValue);
570            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, varNode.Weight); // load weight
571            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
572            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, normalResult);
573            il.MarkLabel(nanResult);
574            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // sample index
575            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // column reference
576            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, double.NaN);
577            il.MarkLabel(normalResult);
578            return;
579          }
580        case OpCodes.Constant: {
581            ConstantTreeNode constNode = (ConstantTreeNode)currentInstr.dynamicNode;
582            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, constNode.Value);
583            return;
584          }
585
586        //mkommend: this symbol uses the logistic function f(x) = 1 / (1 + e^(-alpha * x) )
587        //to determine the relative amounts of the true and false branch see http://en.wikipedia.org/wiki/Logistic_function
588        case OpCodes.VariableCondition: {
589            throw new NotSupportedException("Interpretation of symbol " + currentInstr.dynamicNode.Symbol.Name + " is not supported by the SymbolicDataAnalysisTreeILEmittingInterpreter");
590          }
591        default: throw new NotSupportedException("Interpretation of symbol " + currentInstr.dynamicNode.Symbol.Name + " is not supported by the SymbolicDataAnalysisTreeILEmittingInterpreter");
592      }
593    }
594
595    private byte MapSymbolToOpCode(ISymbolicExpressionTreeNode treeNode) {
596      if (symbolToOpcode.ContainsKey(treeNode.Symbol.GetType()))
597        return symbolToOpcode[treeNode.Symbol.GetType()];
598      else
599        throw new NotSupportedException("Symbol: " + treeNode.Symbol);
600    }
601  }
602}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.