components/tactics/paramodulation/inference.ml

   1 (* Copyright (C) 2005, 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 open Utils;;
  29 open Printf;;
  30
  31 let check_disjoint_invariant subst metasenv msg =
  32   if (List.exists
  33         (fun (i,_,_) -> (Subst.is_in_subst i subst)) metasenv)
  34   then
  35     begin
  36       prerr_endline ("not disjoint: " ^ msg);
  37       assert false
  38     end
  39 ;;
  40
  41 let rec check_irl start = function
  42   | [] -> true
  43   | None::tl -> check_irl (start+1) tl
  44   | (Some (Cic.Rel x))::tl ->
  45       if x = start then check_irl (start+1) tl else false
  46   | _ -> false
  47 ;;
  48
  49 let rec is_simple_term = function
  50   | Cic.Appl ((Cic.Meta _)::_) -> false
  51   | Cic.Appl l -> List.for_all is_simple_term l
  52   | Cic.Meta (i, l) -> check_irl 1 l
  53   | Cic.Rel _ -> true
  54   | Cic.Const _ -> true
  55   | Cic.MutInd (_, _, []) -> true
  56   | Cic.MutConstruct (_, _, _, []) -> true
  57   | _ -> false
  58 ;;
  59
  60 let locked menv i =
  61   List.exists (fun (j,_,_) -> i = j) menv
  62 ;;
  63
  64 let unification_simple locked_menv metasenv context t1 t2 ugraph =
  65   let module C = Cic in
  66   let module M = CicMetaSubst in
  67   let module U = CicUnification in
  68   let lookup = Subst.lookup_subst in
  69   let rec occurs_check subst what where =
  70     match where with
  71     | t when what = t -> true
  72     | C.Appl l -> List.exists (occurs_check subst what) l
  73     | C.Meta _ ->
  74         let t = lookup where subst in
  75         if t <> where then occurs_check subst what t else false
  76     | _ -> false
  77   in
  78   let rec unif subst menv s t =
  79     let s = match s with C.Meta _ -> lookup s subst | _ -> s
  80     and t = match t with C.Meta _ -> lookup t subst | _ -> t
  81
  82     in
  83     match s, t with
  84     | s, t when s = t -> subst, menv
  85     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _)
  86         when (locked locked_menv i) &&(locked locked_menv j) ->
  87         raise
  88           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
  89     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _) when (locked locked_menv i) ->
  90         unif subst menv t s
  91     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _) when (i > j) && not (locked locked_menv j) ->
  92         unif subst menv t s
  93     | C.Meta _, t when occurs_check subst s t ->
  94         raise
  95           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
  96     | C.Meta (i, l), t when (locked locked_menv i) ->
  97         raise
  98           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
  99     | C.Meta (i, l), t -> (
 100         try
 101           let _, _, ty = CicUtil.lookup_meta i menv in
 102           assert (not (Subst.is_in_subst i subst));
 103           let subst = Subst.buildsubst i context t ty subst in
 104           let menv = menv in (* List.filter (fun (m, _, _) -> i <> m) menv in *)
 105           subst, menv
 106         with CicUtil.Meta_not_found m ->
 107           let names = names_of_context context in
 108           (*debug_print
 109             (lazy*) prerr_endline
 110                (Printf.sprintf "Meta_not_found %d!: %s %s\n%s\n\n%s" m
 111                   (CicPp.pp t1 names) (CicPp.pp t2 names)
 112                   (print_metasenv menv) (print_metasenv metasenv));
 113           assert false
 114       )
 115     | _, C.Meta _ -> unif subst menv t s
 116     | C.Appl (hds::_), C.Appl (hdt::_) when hds <> hdt ->
 117         raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 118     | C.Appl (hds::tls), C.Appl (hdt::tlt) -> (
 119         try
 120           List.fold_left2
 121             (fun (subst', menv) s t -> unif subst' menv s t)
 122             (subst, menv) tls tlt
 123         with Invalid_argument _ ->
 124           raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 125       )
 126     | _, _ ->
 127         raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 128   in
 129   let subst, menv = unif Subst.empty_subst metasenv t1 t2 in
 130   let menv = Subst.filter subst menv in
 131   subst, menv, ugraph
 132 ;;
 133
 134 let profiler = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[flatten]"
 135 let profiler2 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[flatten_fast]"
 136 let profiler3 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[resolve_meta]"
 137 let profiler4 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[filter]"
 138
 139 let unification_aux b metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph =
 140   let metasenv = metasenv1 @ metasenv2 in
 141   let subst, menv, ug =
 142     if not (is_simple_term t1) || not (is_simple_term t2) then (
 143       debug_print
 144         (lazy
 145            (Printf.sprintf "NOT SIMPLE TERMS: %s %s"
 146               (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t2)));
 147       raise (CicUnification .UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 148     ) else
 149       if b then
 150         (* full unification *)
 151         unification_simple [] metasenv context t1 t2 ugraph
 152       else
 153         (* matching: metasenv1 is locked *)
 154         unification_simple metasenv1 metasenv context t1 t2 ugraph
 155   in
 156   if Utils.debug_res then
 157             ignore(check_disjoint_invariant subst menv "unif");
 158   (* let flatten subst =
 159     List.map
 160       (fun (i, (context, term, ty)) ->
 161          let context = apply_subst_context subst context in
 162          let term = apply_subst subst term in
 163          let ty = apply_subst subst ty in
 164            (i, (context, term, ty))) subst
 165   in
 166   let flatten subst = profiler.HExtlib.profile flatten subst in
 167   let subst = flatten subst in *)
 168     subst, menv, ug
 169 ;;
 170
 171 exception MatchingFailure;;
 172
 173 let matching1 metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph =
 174   try
 175     unification_aux false metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph
 176   with
 177     CicUnification .UnificationFailure _ ->
 178       raise MatchingFailure
 179 ;;
 180
 181 let unification = unification_aux true
 182 ;;
 183
 184 (** matching takes in input the _disjoint_ metasenv of t1 and  t2;
 185 it perform unification in the union metasenv, then check that
 186 the first metasenv has not changed *)
 187
 188 let matching = matching1;;
 189
 190 let check_eq context msg eq =
 191   let w, proof, (eq_ty, left, right, order), metas = eq in
 192   if not (fst (CicReduction.are_convertible ~metasenv:metas context eq_ty
 193    (fst (CicTypeChecker.type_of_aux' metas context  left CicUniv.empty_ugraph))
 194    CicUniv.empty_ugraph))
 195   then
 196     begin
 197       prerr_endline msg;
 198       assert false;
 199     end
 200   else ()
 201 ;;
 202
 203 let find_equalities context proof =
 204   let module C = Cic in
 205   let module S = CicSubstitution in
 206   let module T = CicTypeChecker in
 207   let eq_uri = LibraryObjects.eq_URI () in
 208   let newmeta = ProofEngineHelpers.new_meta_of_proof ~proof in
 209   let ok_types ty menv =
 210     List.for_all (fun (_, _, mt) -> mt = ty) menv
 211   in
 212   let rec aux index newmeta = function
 213     | [] -> [], newmeta
 214     | (Some (_, C.Decl (term)))::tl ->
 215         let do_find context term =
 216           match term with
 217           | C.Prod (name, s, t) ->
 218               let (head, newmetas, args, newmeta) =
 219                 ProofEngineHelpers.saturate_term newmeta []
 220                   context (S.lift index term) 0
 221               in
 222               let p =
 223                 if List.length args = 0 then
 224                   C.Rel index
 225                 else
 226                   C.Appl ((C.Rel index)::args)
 227               in (
 228                 match head with
 229                 | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 230                     when (UriManager.eq uri eq_uri) && (ok_types ty newmetas) ->
 231                     debug_print
 232                       (lazy
 233                          (Printf.sprintf "OK: %s" (CicPp.ppterm term)));
 234                     let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 235                     let stat = (ty,t1,t2,o) in
 236                     let w = compute_equality_weight stat in
 237                     let proof = Equality.Exact p in
 238                     let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, newmetas) in
 239                     Some e, (newmeta+1)
 240                 | _ -> None, newmeta
 241               )
 242           | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 243               when UriManager.eq uri eq_uri ->
 244               let ty = S.lift index ty in
 245               let t1 = S.lift index t1 in
 246               let t2 = S.lift index t2 in
 247               let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 248               let stat = (ty,t1,t2,o) in
 249               let w = compute_equality_weight stat in
 250               let p = C.Rel index in
 251               let proof = Equality.Exact p in
 252               let e = Equality.mk_equality (w, proof,stat,[]) in
 253               Some e, (newmeta+1)
 254           | _ -> None, newmeta
 255         in (
 256           match do_find context term with
 257           | Some p, newmeta ->
 258               let tl, newmeta' = (aux (index+1) newmeta tl) in
 259               if newmeta' < newmeta then
 260                 prerr_endline "big trouble";
 261               (index, p)::tl, newmeta' (* max???? *)
 262           | None, _ ->
 263               aux (index+1) newmeta tl
 264         )
 265     | _::tl ->
 266         aux (index+1) newmeta tl
 267   in
 268   let il, maxm = aux 1 newmeta context in
 269   let indexes, equalities = List.split il in
 270   (* ignore (List.iter (check_eq context "find") equalities); *)
 271   indexes, equalities, maxm
 272 ;;
 273
 274
 275 (*
 276 let equations_blacklist =
 277   List.fold_left
 278     (fun s u -> UriManager.UriSet.add (UriManager.uri_of_string u) s)
 279     UriManager.UriSet.empty [
 280       "cic:/Coq/Init/Logic/eq.ind#xpointer(1/1/1)";
 281       "cic:/Coq/Init/Logic/trans_eq.con";
 282       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal.con";
 283       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal2.con";
 284       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal3.con";
 285       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal4.con";
 286       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal5.con";
 287       "cic:/Coq/Init/Logic/sym_eq.con";
 288       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_ind.con";
 289       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_ind_r.con";
 290       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rec.con";
 291       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rec_r.con";
 292       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rect.con";
 293       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rect_r.con";
 294       "cic:/Coq/Logic/Eqdep/UIP.con";
 295       "cic:/Coq/Logic/Eqdep/UIP_refl.con";
 296       "cic:/Coq/Logic/Eqdep_dec/eq2eqT.con";
 297       "cic:/Coq/ZArith/Zcompare/rename.con";
 298       (* ALB !!!! questo e` imbrogliare, ma x ora lo lasciamo cosi`...
 299          perche' questo cacchio di teorema rompe le scatole :'( *)
 300       "cic:/Rocq/SUBST/comparith/mult_n_2.con";
 301
 302       "cic:/matita/logic/equality/eq_f.con";
 303       "cic:/matita/logic/equality/eq_f2.con";
 304       "cic:/matita/logic/equality/eq_rec.con";
 305       "cic:/matita/logic/equality/eq_rect.con";
 306     ]
 307 ;;
 308 *)
 309 let equations_blacklist = UriManager.UriSet.empty;;
 310
 311
 312 let find_library_equalities dbd context status maxmeta =
 313   let module C = Cic in
 314   let module S = CicSubstitution in
 315   let module T = CicTypeChecker in
 316   let blacklist =
 317     List.fold_left
 318       (fun s u -> UriManager.UriSet.add u s)
 319       equations_blacklist
 320       [eq_XURI (); sym_eq_URI (); trans_eq_URI (); eq_ind_URI ();
 321        eq_ind_r_URI ()]
 322   in
 323   let candidates =
 324     List.fold_left
 325       (fun l uri ->
 326          if UriManager.UriSet.mem uri blacklist then
 327            l
 328          else
 329            let t = CicUtil.term_of_uri uri in
 330            let ty, _ =
 331              CicTypeChecker.type_of_aux' [] context t CicUniv.empty_ugraph
 332            in
 333            (uri, t, ty)::l)
 334       []
 335       (let t1 = Unix.gettimeofday () in
 336        let eqs = (MetadataQuery.equations_for_goal ~dbd status) in
 337        let t2 = Unix.gettimeofday () in
 338        (debug_print
 339           (lazy
 340              (Printf.sprintf "Tempo di MetadataQuery.equations_for_goal: %.9f\n"
 341                 (t2 -. t1))));
 342        eqs)
 343   in
 344   let eq_uri1 = eq_XURI ()
 345   and eq_uri2 = LibraryObjects.eq_URI () in
 346   let iseq uri =
 347     (UriManager.eq uri eq_uri1) || (UriManager.eq uri eq_uri2)
 348   in
 349   let ok_types ty menv =
 350     List.for_all (fun (_, _, mt) -> mt = ty) menv
 351   in
 352   let rec has_vars = function
 353     | C.Meta _ | C.Rel _ | C.Const _ -> false
 354     | C.Var _ -> true
 355     | C.Appl l -> List.exists has_vars l
 356     | C.Prod (_, s, t) | C.Lambda (_, s, t)
 357     | C.LetIn (_, s, t) | C.Cast (s, t) ->
 358         (has_vars s) || (has_vars t)
 359     | _ -> false
 360  in
 361   let rec aux newmeta = function
 362     | [] -> [], newmeta
 363     | (uri, term, termty)::tl ->
 364         debug_print
 365           (lazy
 366              (Printf.sprintf "Examining: %s (%s)"
 367                 (CicPp.ppterm term) (CicPp.ppterm termty)));
 368         let res, newmeta =
 369           match termty with
 370           | C.Prod (name, s, t) when not (has_vars termty) ->
 371               let head, newmetas, args, newmeta =
 372                 ProofEngineHelpers.saturate_term newmeta [] context termty 0
 373               in
 374               let p =
 375                 if List.length args = 0 then
 376                   term
 377                 else
 378                   C.Appl (term::args)
 379               in (
 380                   match head with
 381                     | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 382                         when (iseq uri) && (ok_types ty newmetas) ->
 383                     debug_print
 384                       (lazy
 385                          (Printf.sprintf "OK: %s" (CicPp.ppterm term)));
 386                     let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 387                     let stat = (ty,t1,t2,o) in
 388                     let w = compute_equality_weight stat in
 389                     let proof = Equality.Exact p in
 390                     let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, newmetas) in
 391                     Some e, (newmeta+1)
 392                 | _ -> None, newmeta
 393               )
 394           | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 395               when iseq uri && not (has_vars termty) ->
 396               let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 397               let stat = (ty,t1,t2,o) in
 398               let w = compute_equality_weight stat in
 399               let proof = Equality.Exact term in
 400               let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, []) in
 401               Some e, (newmeta+1)
 402           | _ -> None, newmeta
 403         in
 404         match res with
 405         | Some e ->
 406             let tl, newmeta' = aux newmeta tl in
 407               if newmeta' < newmeta then
 408                 prerr_endline "big trouble";
 409               (uri, e)::tl, newmeta' (* max???? *)
 410         | None ->
 411             aux newmeta tl
 412   in
 413   let found, maxm = aux maxmeta candidates in
 414   let uriset, eqlist =
 415     let mceq = Equality.meta_convertibility_eq in
 416     (List.fold_left
 417        (fun (s, l) (u, e) ->
 418           if List.exists (mceq e) (List.map snd l) then (
 419             debug_print
 420               (lazy
 421                  (Printf.sprintf "NO!! %s already there!"
 422                     (Equality.string_of_equality e)));
 423             (UriManager.UriSet.add u s, l)
 424           ) else (UriManager.UriSet.add u s, (u, e)::l))
 425        (UriManager.UriSet.empty, []) found)
 426   in
 427   uriset, eqlist, maxm
 428 ;;
 429
 430
 431 let find_library_theorems dbd env status equalities_uris =
 432   let module C = Cic in
 433   let module S = CicSubstitution in
 434   let module T = CicTypeChecker in
 435   let blacklist =
 436     let refl_equal =
 437       UriManager.uri_of_string "cic:/Coq/Init/Logic/eq.ind#xpointer(1/1/1)" in
 438     let s =
 439       UriManager.UriSet.remove refl_equal
 440         (UriManager.UriSet.union equalities_uris equations_blacklist)
 441     in
 442     List.fold_left
 443       (fun s u -> UriManager.UriSet.add u s)
 444       s [eq_XURI () ;sym_eq_URI (); trans_eq_URI (); eq_ind_URI ();
 445          eq_ind_r_URI ()]
 446   in
 447   let metasenv, context, ugraph = env in
 448   let candidates =
 449     List.fold_left
 450       (fun l uri ->
 451          if UriManager.UriSet.mem uri blacklist then l
 452          else
 453            let t = CicUtil.term_of_uri uri in
 454            let ty, _ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context t ugraph in
 455            (t, ty, [])::l)
 456       [] (MetadataQuery.signature_of_goal ~dbd status)
 457   in
 458   let refl_equal =
 459     let u = eq_XURI () in
 460     let t = CicUtil.term_of_uri u in
 461     let ty, _ = CicTypeChecker.type_of_aux' [] [] t CicUniv.empty_ugraph in
 462     (t, ty, [])
 463   in
 464   refl_equal::candidates
 465 ;;
 466
 467
 468 let find_context_hypotheses env equalities_indexes =
 469   let metasenv, context, ugraph = env in
 470   let _, res =
 471     List.fold_left
 472       (fun (n, l) entry ->
 473          match entry with
 474          | None -> (n+1, l)
 475          | Some _ ->
 476              if List.mem n equalities_indexes then
 477                (n+1, l)
 478              else
 479                let t = Cic.Rel n in
 480                let ty, _ =
 481                  CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context t ugraph in
 482                (n+1, (t, ty, [])::l))
 483       (1, []) context
 484   in
 485   res
 486 ;;
 487