components/tactics/autoTactic.ml

   1 (* Copyright (C) 2002, HELM Team.
   2  *
   3  * This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
   4  * Library of Mathematics, developed at the Computer Science
   5  * Department, University of Bologna, Italy.
   6  *
   7  * HELM is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  10  * of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * HELM 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 HELM; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  20  * MA  02111-1307, USA.
  21  *
  22  * For details, see the HELM World-Wide-Web page,
  23  * http://cs.unibo.it/helm/.
  24  *)
  25
  26 (* $Id$ *)
  27
  28  let debug = false
  29  let debug_print s = if debug then prerr_endline (Lazy.force s)
  30
  31 (* let debug_print = fun _ -> () *)
  32
  33 (* Profiling code
  34 let new_experimental_hint =
  35  let profile = CicUtil.profile "new_experimental_hint" in
  36  fun ~dbd ~facts ?signature ~universe status ->
  37   profile.profile (MetadataQuery.new_experimental_hint ~dbd ~facts ?signature ~universe) status
  38 *) let new_experimental_hint = MetadataQuery.new_experimental_hint
  39
  40 (* In this versions of auto_tac we maintain an hash table of all inspected
  41    goals. We assume that the context is invariant for application.
  42    To this aim, it is essential to sall hint_verbose, that in turns calls
  43    apply_verbose. *)
  44
  45 type exitus =
  46     No of int
  47   | Yes of Cic.term * int
  48   | NotYetInspected
  49
  50 let inspected_goals = Hashtbl.create 503;;
  51
  52 let search_theorems_in_context status =
  53   let (proof, goal) = status in
  54   let module C = Cic in
  55   let module R = CicReduction in
  56   let module S = CicSubstitution in
  57   let module PET = ProofEngineTypes in
  58   let module PT = PrimitiveTactics in
  59   let _,metasenv,_subst,_,_, _ = proof in
  60   let _,context,ty = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
  61   let rec find n = function
  62     | [] -> []
  63     | hd::tl ->
  64         let res =
  65           (* we should check that the hypothesys has not been cleared *)
  66           if List.nth context (n-1) = None then
  67             None
  68           else
  69             try
  70               let (subst,(proof, goal_list)) =
  71                 PT.apply_tac_verbose ~term:(C.Rel n) status
  72               in
  73               (*
  74                  let goal_list =
  75                    List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list in
  76               *)
  77               Some (subst,(proof, goal_list))
  78             with
  79              PET.Fail _ -> None
  80         in
  81         (match res with
  82         | Some res -> res::(find (n+1) tl)
  83         | None -> find (n+1) tl)
  84   in
  85   try
  86     find 1 context
  87   with Failure s -> []
  88 ;;
  89
  90
  91 let compare_goals proof goal1 goal2 =
  92   let _,metasenv,_subst,_,_, _ = proof in
  93   let (_, ey1, ty1) = CicUtil.lookup_meta goal1 metasenv in
  94   let (_, ey2, ty2) =  CicUtil.lookup_meta goal2 metasenv in
  95   let ty_sort1,_ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey1 ty1
  96                      CicUniv.empty_ugraph in
  97   let ty_sort2,_ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey2 ty2
  98                      CicUniv.empty_ugraph in
  99   let prop1 =
 100     let b,_ = CicReduction.are_convertible ey1 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort1
 101                 CicUniv.empty_ugraph in
 102       if b then 0 else 1
 103   in
 104   let prop2 =
 105     let b,_ = CicReduction.are_convertible ey2 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort2
 106                 CicUniv.empty_ugraph in
 107       if b then 0 else 1
 108   in
 109   prop1 - prop2
 110
 111
 112 let new_search_theorems f dbd proof goal depth sign =
 113   let choices = f (proof,goal)
 114   in
 115   List.map
 116     (function (subst,(proof, goallist)) ->
 117        (* let goallist = reorder_goals dbd sign proof goallist in *)
 118         let goallist = List.sort (compare_goals proof) goallist in
 119        (subst,(proof,(List.map (function g -> (g,depth)) goallist), sign)))
 120     choices
 121 ;;
 122
 123 exception NoOtherChoices;;
 124
 125 let rec auto_single dbd proof goal ey ty depth width sign already_seen_goals
 126  universe
 127   =
 128   if depth = 0 then [] else
 129   if List.mem ty already_seen_goals then [] else
 130   let already_seen_goals = ty::already_seen_goals in
 131   let facts = (depth = 1) in
 132   let _,metasenv,_subst, p,_, _ = proof in
 133     (* first of all we check if the goal has been already
 134        inspected *)
 135   assert (CicUtil.exists_meta goal metasenv);
 136   let exitus =
 137     try Hashtbl.find inspected_goals ty
 138     with Not_found -> NotYetInspected in
 139   let is_meta_closed = CicUtil.is_meta_closed ty in
 140     begin
 141       match exitus with
 142           Yes (bo,_) ->
 143             (*
 144               debug_print (lazy "ALREADY PROVED!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!");
 145               debug_print (lazy (CicPp.ppterm ty));
 146             *)
 147             let subst_in =
 148               (* if we just apply the subtitution, the type
 149                  is irrelevant: we may use Implicit, since it will
 150                  be dropped *)
 151                 [(goal,(ey, bo, Cic.Implicit None))]
 152             in
 153             let _ = assert false in
 154             let (proof,_) =
 155               ProofEngineHelpers.subst_meta_and_metasenv_in_proof
 156                 proof goal subst_in metasenv in
 157               [(CicMetaSubst.apply_subst subst_in,(proof,[],sign))]
 158         | No d when (d >= depth) ->
 159             (* debug_print (lazy "PRUNED!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"); *)
 160             [] (* the empty list means no choices, i.e. failure *)
 161         | No _
 162         | NotYetInspected ->
 163               debug_print (lazy ("CURRENT GOAL = " ^ CicPp.ppterm ty));
 164               debug_print (lazy ("CURRENT PROOF = " ^ CicPp.ppterm p));
 165               debug_print (lazy ("CURRENT HYP = " ^ CicPp.ppcontext ey));
 166             let sign, new_sign =
 167               if is_meta_closed then
 168                 None, Some (MetadataConstraints.signature_of ty)
 169               else sign,sign in (* maybe the union ? *)
 170             let local_choices =
 171               new_search_theorems
 172                 search_theorems_in_context dbd
 173                 proof goal (depth-1) new_sign in
 174             let global_choices =
 175               new_search_theorems
 176                 (fun status ->
 177                    List.map snd
 178                    (new_experimental_hint
 179                       ~dbd ~facts:facts ?signature:sign ~universe status))
 180                 dbd proof goal (depth-1) new_sign in
 181             let all_choices =
 182               local_choices@global_choices in
 183             let sorted_choices =
 184               List.stable_sort
 185                 (fun (_, (_, goals1, _)) (_, (_, goals2, _)) ->
 186                    Pervasives.compare
 187                    (List.length goals1) (List.length goals2))
 188                 all_choices in
 189               (match (auto_new dbd width already_seen_goals universe sorted_choices)
 190                with
 191                    [] ->
 192                      (* no proof has been found; we update the
 193                         hastable *)
 194                      (* if is_meta_closed then *)
 195                        Hashtbl.add inspected_goals ty (No depth);
 196                      []
 197                  | (subst,(proof,[],sign))::tl1 ->
 198                      (* a proof for goal has been found:
 199                         in order to get the proof we apply subst to
 200                         Meta[goal] *)
 201                      if is_meta_closed  then
 202                        begin
 203                          let irl =
 204                            CicMkImplicit.identity_relocation_list_for_metavariable ey in
 205                          let meta_proof =
 206                            subst (Cic.Meta(goal,irl)) in
 207                            Hashtbl.add inspected_goals
 208                              ty (Yes (meta_proof,depth));
 209 (*
 210                            begin
 211                              let cty,_ =
 212                                CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey meta_proof CicUniv.empty_ugraph
 213                              in
 214                                if not (cty = ty) then
 215                                  begin
 216                                    debug_print (lazy ("ty =  "^CicPp.ppterm ty));
 217                                    debug_print (lazy ("cty =  "^CicPp.ppterm cty));
 218                                    assert false
 219                                  end
 220                                    Hashtbl.add inspected_goals
 221                                    ty (Yes (meta_proof,depth));
 222                            end;
 223 *)
 224                        end;
 225                      (subst,(proof,[],sign))::tl1
 226                  | _ -> assert false)
 227     end
 228
 229 and auto_new dbd width already_seen_goals universe = function
 230   | [] -> []
 231   | (subst,(proof, goals, sign))::tl ->
 232       let _,metasenv, _subst, _,_, _ = proof in
 233       let goals'=
 234         List.filter (fun (goal, _) -> CicUtil.exists_meta goal metasenv) goals
 235       in
 236             auto_new_aux dbd
 237         width already_seen_goals universe ((subst,(proof, goals', sign))::tl)
 238
 239 and auto_new_aux dbd width already_seen_goals universe = function
 240   | [] -> []
 241   | (subst,(proof, [], sign))::tl -> (subst,(proof, [], sign))::tl
 242   | (subst,(proof, (goal,0)::_, _))::tl ->
 243       auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 244   | (subst,(proof, goals, _))::tl when
 245       (List.length goals) > width ->
 246       auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 247   | (subst,(proof, (goal,depth)::gtl, sign))::tl ->
 248       let _,metasenv,_subst,p,_, _ = proof in
 249       let (_, ey ,ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 250       match (auto_single dbd proof goal ey ty depth
 251         (width - (List.length gtl)) sign already_seen_goals) universe
 252       with
 253           [] -> auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 254         | (local_subst,(proof,[],sign))::tl1 ->
 255             let new_subst f t = f (subst t) in
 256             let is_meta_closed = CicUtil.is_meta_closed ty in
 257             let all_choices =
 258               if is_meta_closed then
 259                 (new_subst local_subst,(proof,gtl,sign))::tl
 260               else
 261                 let tl2 =
 262                   (List.map
 263                      (function (f,(p,l,s)) -> (new_subst f,(p,l@gtl,s))) tl1)
 264                 in
 265                   (new_subst local_subst,(proof,gtl,sign))::tl2@tl in
 266               auto_new dbd width already_seen_goals universe all_choices
 267         | _ -> assert false
 268  ;;
 269
 270 let default_depth = 5
 271 let default_width = 3
 272
 273 let auto_tac_old ?(depth=default_depth) ?(width=default_width) ~(dbd:HSql.dbd)
 274   ()
 275 =
 276   let auto_tac dbd (proof,goal) =
 277   let universe = MetadataQuery.signature_of_goal ~dbd (proof,goal) in
 278   Hashtbl.clear inspected_goals;
 279   debug_print (lazy "Entro in Auto");
 280   let id t = t in
 281   let t1 = Unix.gettimeofday () in
 282   match auto_new dbd width [] universe [id,(proof, [(goal,depth)],None)] with
 283       [] ->  debug_print (lazy "Auto failed");
 284         raise (ProofEngineTypes.Fail (lazy "No Applicable theorem"))
 285     | (_,(proof,[],_))::_ ->
 286         let t2 = Unix.gettimeofday () in
 287         debug_print (lazy "AUTO_TAC HA FINITO");
 288         let _,_,_subst,p,_, _ = proof in
 289         debug_print (lazy (CicPp.ppterm p));
 290         debug_print (lazy (Printf.sprintf "tempo: %.9f\n" (t2 -. t1)));
 291         (proof,[])
 292     | _ -> assert false
 293   in
 294   auto_tac dbd
 295 ;;
 296
 297 let bool params name default =
 298     try
 299       let s = List.assoc name params in
 300       if s = "" || s = "1" || s = "true" || s = "yes" || s = "on" then true
 301       else if s = "0" || s = "false" || s = "no" || s= "off" then false
 302       else
 303         let msg = "Unrecognized value for parameter "^name^"\n" in
 304         let msg = msg^"Accepted values are 1,true,yes,on and 0,false,no,off" in
 305         raise (ProofEngineTypes.Fail (lazy msg))
 306     with Not_found -> default
 307 ;;
 308
 309 let string params name default =
 310     try List.assoc name params with
 311     | Not_found -> default
 312 ;;
 313
 314 let int params name default =
 315     try int_of_string (List.assoc name params) with
 316     | Not_found -> default
 317     | Failure _ ->
 318         raise (ProofEngineTypes.Fail (lazy (name ^ " must be an integer")))
 319 ;;
 320
 321 let auto_tac ~params ~(dbd:HSql.dbd) ~universe (proof, goal) =
 322   (* argument parsing *)
 323   let int = int params in
 324   let bool = bool params in
 325   let oldauto = bool "old" false in
 326   let use_only_paramod = bool "paramodulation" false in
 327   let oldauto = if use_only_paramod then false else oldauto in
 328   let depth = int "depth" ((AutoTypes.default_flags()).AutoTypes.maxdepth) in
 329   let width = int "width" ((AutoTypes.default_flags()).AutoTypes.maxwidth) in
 330    if oldauto then
 331     auto_tac_old ~depth ~width ~dbd () (proof,goal)
 332    else
 333     ProofEngineTypes.apply_tactic (Auto.auto_tac ~dbd ~params ~universe) (proof,goal)
 334
 335 let auto_tac ~params ~dbd ~universe=
 336       ProofEngineTypes.mk_tactic (auto_tac ~params ~dbd ~universe)
 337 ;;
 338
 339 let pp_proofterm = Equality.pp_proofterm;;