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 let _profiler = <:profiler<_profiler>>;;
  27
  28 (* $Id$ *)
  29
  30 open Utils;;
  31 open Printf;;
  32
  33 let check_disjoint_invariant subst metasenv msg =
  34   if (List.exists
  35         (fun (i,_,_) -> (Subst.is_in_subst i subst)) metasenv)
  36   then
  37     begin
  38       prerr_endline ("not disjoint: " ^ msg);
  39       assert false
  40     end
  41 ;;
  42
  43 let rec check_irl start = function
  44   | [] -> true
  45   | None::tl -> check_irl (start+1) tl
  46   | (Some (Cic.Rel x))::tl ->
  47       if x = start then check_irl (start+1) tl else false
  48   | _ -> false
  49 ;;
  50
  51 let rec is_simple_term = function
  52   | Cic.Appl ((Cic.Meta _)::_) -> false
  53   | Cic.Appl l -> List.for_all is_simple_term l
  54   | Cic.Meta (i, l) -> check_irl 1 l
  55   | Cic.Rel _ -> true
  56   | Cic.Const _ -> true
  57   | Cic.MutInd (_, _, []) -> true
  58   | Cic.MutConstruct (_, _, _, []) -> true
  59   | _ -> false
  60 ;;
  61
  62 let locked menv i =
  63   List.exists (fun (j,_,_) -> i = j) menv
  64 ;;
  65
  66 let unification_simple locked_menv metasenv context t1 t2 ugraph =
  67   let module C = Cic in
  68   let module M = CicMetaSubst in
  69   let module U = CicUnification in
  70   let lookup = Subst.lookup_subst in
  71   let rec occurs_check subst what where =
  72     match where with
  73     | t when what = t -> true
  74     | C.Appl l -> List.exists (occurs_check subst what) l
  75     | C.Meta _ ->
  76         let t = lookup where subst in
  77         if t <> where then occurs_check subst what t else false
  78     | _ -> false
  79   in
  80   let rec unif subst menv s t =
  81     let s = match s with C.Meta _ -> lookup s subst | _ -> s
  82     and t = match t with C.Meta _ -> lookup t subst | _ -> t
  83
  84     in
  85     match s, t with
  86     | s, t when s = t -> subst, menv
  87     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _)
  88         when (locked locked_menv i) &&(locked locked_menv j) ->
  89         raise
  90           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
  91     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _) when (locked locked_menv i) ->
  92         unif subst menv t s
  93     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _) when (i > j) && not (locked locked_menv j) ->
  94         unif subst menv t s
  95     | C.Meta _, t when occurs_check subst s t ->
  96         raise
  97           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
  98     | C.Meta (i, l), t when (locked locked_menv i) ->
  99         raise
 100           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 101     | C.Meta (i, l), t -> (
 102         try
 103           let _, _, ty = CicUtil.lookup_meta i menv in
 104           assert (not (Subst.is_in_subst i subst));
 105           let subst = Subst.buildsubst i context t ty subst in
 106           let menv = menv in (* List.filter (fun (m, _, _) -> i <> m) menv in *)
 107           subst, menv
 108         with CicUtil.Meta_not_found m ->
 109           let names = names_of_context context in
 110           (*debug_print
 111             (lazy*) prerr_endline
 112                (Printf.sprintf "Meta_not_found %d!: %s %s\n%s\n\n%s" m
 113                   (CicPp.pp t1 names) (CicPp.pp t2 names)
 114                   (print_metasenv menv) (print_metasenv metasenv));
 115           assert false
 116       )
 117     | _, C.Meta _ -> unif subst menv t s
 118     | C.Appl (hds::_), C.Appl (hdt::_) when hds <> hdt ->
 119         raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 120     | C.Appl (hds::tls), C.Appl (hdt::tlt) -> (
 121         try
 122           List.fold_left2
 123             (fun (subst', menv) s t -> unif subst' menv s t)
 124             (subst, menv) tls tlt
 125         with Invalid_argument _ ->
 126           raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 127       )
 128     | _, _ ->
 129         raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 130   in
 131   let subst, menv = unif Subst.empty_subst metasenv t1 t2 in
 132   let menv = Subst.filter subst menv in
 133   subst, menv, ugraph
 134 ;;
 135
 136 let profiler = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[flatten]"
 137 let profiler2 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[flatten_fast]"
 138 let profiler3 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[resolve_meta]"
 139 let profiler4 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[filter]"
 140
 141 let unification_aux b metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph =
 142   let metasenv =
 143     HExtlib.list_uniq (List.sort Pervasives.compare (metasenv1 @ metasenv2))
 144     (*metasenv1 @ metasenv2*)
 145   in
 146   let subst, menv, ug =
 147     if not (is_simple_term t1) || not (is_simple_term t2) then (
 148       debug_print
 149         (lazy
 150            (Printf.sprintf "NOT SIMPLE TERMS: %s %s"
 151               (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t2)));
 152       raise (CicUnification.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 153     ) else
 154       if b then
 155         (* full unification *)
 156         unification_simple [] metasenv context t1 t2 ugraph
 157       else
 158         (* matching: metasenv1 is locked *)
 159         unification_simple metasenv1 metasenv context t1 t2 ugraph
 160   in
 161   if Utils.debug_res then
 162             ignore(check_disjoint_invariant subst menv "unif");
 163   (* let flatten subst =
 164     List.map
 165       (fun (i, (context, term, ty)) ->
 166          let context = apply_subst_context subst context in
 167          let term = apply_subst subst term in
 168          let ty = apply_subst subst ty in
 169            (i, (context, term, ty))) subst
 170   in
 171   let flatten subst = profiler.HExtlib.profile flatten subst in
 172   let subst = flatten subst in *)
 173     subst, menv, ug
 174 ;;
 175
 176 exception MatchingFailure;;
 177
 178 (** matching takes in input the _disjoint_ metasenv of t1 and  t2;
 179 it perform unification in the union metasenv, then check that
 180 the first metasenv has not changed *)
 181 let matching metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph =
 182   try
 183     unification_aux false metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph
 184   with
 185     CicUnification.UnificationFailure _ ->
 186       raise MatchingFailure
 187 ;;
 188
 189 let unification m1 m2 c t1 t2 ug =
 190   try
 191     unification_aux true m1 m2 c t1 t2 ug
 192   with exn ->
 193     raise exn
 194 ;;
 195
 196
 197 let check_eq context msg eq =
 198   let w, proof, (eq_ty, left, right, order), metas = eq in
 199   if not (fst (CicReduction.are_convertible ~metasenv:metas context eq_ty
 200    (fst (CicTypeChecker.type_of_aux' metas context  left CicUniv.empty_ugraph))
 201    CicUniv.empty_ugraph))
 202   then
 203     begin
 204       prerr_endline msg;
 205       assert false;
 206     end
 207   else ()
 208 ;;
 209
 210 let find_equalities context proof =
 211   let module C = Cic in
 212   let module S = CicSubstitution in
 213   let module T = CicTypeChecker in
 214   let eq_uri = LibraryObjects.eq_URI () in
 215   let newmeta = ProofEngineHelpers.new_meta_of_proof ~proof in
 216   let ok_types ty menv =
 217     List.for_all (fun (_, _, mt) -> mt = ty) menv
 218   in
 219   let rec aux index newmeta = function
 220     | [] -> [], newmeta
 221     | (Some (_, C.Decl (term)))::tl ->
 222         let do_find context term =
 223           match term with
 224           | C.Prod (name, s, t) ->
 225               let (head, newmetas, args, newmeta) =
 226                 ProofEngineHelpers.saturate_term newmeta []
 227                   context (S.lift index term) 0
 228               in
 229               let p =
 230                 if List.length args = 0 then
 231                   C.Rel index
 232                 else
 233                   C.Appl ((C.Rel index)::args)
 234               in (
 235                 match head with
 236                 | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 237                     when (UriManager.eq uri eq_uri) && (ok_types ty newmetas) ->
 238                     debug_print
 239                       (lazy
 240                          (Printf.sprintf "OK: %s" (CicPp.ppterm term)));
 241                     let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 242                     let stat = (ty,t1,t2,o) in
 243                     let w = compute_equality_weight stat in
 244                     let proof = Equality.Exact p in
 245                     let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, newmetas) in
 246                     Some e, (newmeta+1)
 247                 | _ -> None, newmeta
 248               )
 249           | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 250               when UriManager.eq uri eq_uri ->
 251               let ty = S.lift index ty in
 252               let t1 = S.lift index t1 in
 253               let t2 = S.lift index t2 in
 254               let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 255               let stat = (ty,t1,t2,o) in
 256               let w = compute_equality_weight stat in
 257               let p = C.Rel index in
 258               let proof = Equality.Exact p in
 259               let e = Equality.mk_equality (w, proof,stat,[]) in
 260               Some e, (newmeta+1)
 261           | _ -> None, newmeta
 262         in (
 263           match do_find context term with
 264           | Some p, newmeta ->
 265               let tl, newmeta' = (aux (index+1) newmeta tl) in
 266               if newmeta' < newmeta then
 267                 prerr_endline "big trouble";
 268               (index, p)::tl, newmeta' (* max???? *)
 269           | None, _ ->
 270               aux (index+1) newmeta tl
 271         )
 272     | _::tl ->
 273         aux (index+1) newmeta tl
 274   in
 275   let il, maxm = aux 1 newmeta context in
 276   let indexes, equalities = List.split il in
 277   (* ignore (List.iter (check_eq context "find") equalities); *)
 278   indexes, equalities, maxm
 279 ;;
 280
 281
 282 (*
 283 let equations_blacklist =
 284   List.fold_left
 285     (fun s u -> UriManager.UriSet.add (UriManager.uri_of_string u) s)
 286     UriManager.UriSet.empty [
 287       "cic:/Coq/Init/Logic/eq.ind#xpointer(1/1/1)";
 288       "cic:/Coq/Init/Logic/trans_eq.con";
 289       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal.con";
 290       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal2.con";
 291       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal3.con";
 292       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal4.con";
 293       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal5.con";
 294       "cic:/Coq/Init/Logic/sym_eq.con";
 295       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_ind.con";
 296       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_ind_r.con";
 297       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rec.con";
 298       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rec_r.con";
 299       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rect.con";
 300       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rect_r.con";
 301       "cic:/Coq/Logic/Eqdep/UIP.con";
 302       "cic:/Coq/Logic/Eqdep/UIP_refl.con";
 303       "cic:/Coq/Logic/Eqdep_dec/eq2eqT.con";
 304       "cic:/Coq/ZArith/Zcompare/rename.con";
 305       (* ALB !!!! questo e` imbrogliare, ma x ora lo lasciamo cosi`...
 306          perche' questo cacchio di teorema rompe le scatole :'( *)
 307       "cic:/Rocq/SUBST/comparith/mult_n_2.con";
 308
 309       "cic:/matita/logic/equality/eq_f.con";
 310       "cic:/matita/logic/equality/eq_f2.con";
 311       "cic:/matita/logic/equality/eq_rec.con";
 312       "cic:/matita/logic/equality/eq_rect.con";
 313     ]
 314 ;;
 315 *)
 316 let equations_blacklist = UriManager.UriSet.empty;;
 317
 318
 319 let find_library_equalities dbd context status maxmeta =
 320   let module C = Cic in
 321   let module S = CicSubstitution in
 322   let module T = CicTypeChecker in
 323   let blacklist =
 324     List.fold_left
 325       (fun s u -> UriManager.UriSet.add u s)
 326       equations_blacklist
 327       [eq_XURI (); sym_eq_URI (); trans_eq_URI (); eq_ind_URI ();
 328        eq_ind_r_URI ()]
 329   in
 330   let candidates =
 331     List.fold_left
 332       (fun l uri ->
 333          if UriManager.UriSet.mem uri blacklist then
 334            l
 335          else
 336            let t = CicUtil.term_of_uri uri in
 337            let ty, _ =
 338              CicTypeChecker.type_of_aux' [] context t CicUniv.empty_ugraph
 339            in
 340            (uri, t, ty)::l)
 341       []
 342       (let t1 = Unix.gettimeofday () in
 343        let eqs = (MetadataQuery.equations_for_goal ~dbd status) in
 344        let t2 = Unix.gettimeofday () in
 345        (debug_print
 346           (lazy
 347              (Printf.sprintf "Tempo di MetadataQuery.equations_for_goal: %.9f\n"
 348                 (t2 -. t1))));
 349        eqs)
 350   in
 351   let eq_uri1 = eq_XURI ()
 352   and eq_uri2 = LibraryObjects.eq_URI () in
 353   let iseq uri =
 354     (UriManager.eq uri eq_uri1) || (UriManager.eq uri eq_uri2)
 355   in
 356   let ok_types ty menv =
 357     List.for_all (fun (_, _, mt) -> mt = ty) menv
 358   in
 359   let rec has_vars = function
 360     | C.Meta _ | C.Rel _ | C.Const _ -> false
 361     | C.Var _ -> true
 362     | C.Appl l -> List.exists has_vars l
 363     | C.Prod (_, s, t) | C.Lambda (_, s, t)
 364     | C.LetIn (_, s, t) | C.Cast (s, t) ->
 365         (has_vars s) || (has_vars t)
 366     | _ -> false
 367  in
 368   let rec aux newmeta = function
 369     | [] -> [], newmeta
 370     | (uri, term, termty)::tl ->
 371         debug_print
 372           (lazy
 373              (Printf.sprintf "Examining: %s (%s)"
 374                 (CicPp.ppterm term) (CicPp.ppterm termty)));
 375         let res, newmeta =
 376           match termty with
 377           | C.Prod (name, s, t) when not (has_vars termty) ->
 378               let head, newmetas, args, newmeta =
 379                 ProofEngineHelpers.saturate_term newmeta [] context termty 0
 380               in
 381               let p =
 382                 if List.length args = 0 then
 383                   term
 384                 else
 385                   C.Appl (term::args)
 386               in (
 387                   match head with
 388                     | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 389                         when (iseq uri) && (ok_types ty newmetas) ->
 390                     debug_print
 391                       (lazy
 392                          (Printf.sprintf "OK: %s" (CicPp.ppterm term)));
 393                     let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 394                     let stat = (ty,t1,t2,o) in
 395                     let w = compute_equality_weight stat in
 396                     let proof = Equality.Exact p in
 397                     let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, newmetas) in
 398                     Some e, (newmeta+1)
 399                 | _ -> None, newmeta
 400               )
 401           | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 402               when iseq uri && not (has_vars termty) ->
 403               let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 404               let stat = (ty,t1,t2,o) in
 405               let w = compute_equality_weight stat in
 406               let proof = Equality.Exact term in
 407               let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, []) in
 408               Some e, (newmeta+1)
 409           | _ -> None, newmeta
 410         in
 411         match res with
 412         | Some e ->
 413             let tl, newmeta' = aux newmeta tl in
 414               if newmeta' < newmeta then
 415                 prerr_endline "big trouble";
 416               (uri, e)::tl, newmeta' (* max???? *)
 417         | None ->
 418             aux newmeta tl
 419   in
 420   let found, maxm = aux maxmeta candidates in
 421   let uriset, eqlist =
 422     let mceq = Equality.meta_convertibility_eq in
 423     (List.fold_left
 424        (fun (s, l) (u, e) ->
 425           if List.exists (mceq e) (List.map snd l) then (
 426             debug_print
 427               (lazy
 428                  (Printf.sprintf "NO!! %s already there!"
 429                     (Equality.string_of_equality e)));
 430             (UriManager.UriSet.add u s, l)
 431           ) else (UriManager.UriSet.add u s, (u, e)::l))
 432        (UriManager.UriSet.empty, []) found)
 433   in
 434   uriset, eqlist, maxm
 435 ;;
 436
 437
 438 let find_library_theorems dbd env status equalities_uris =
 439   let module C = Cic in
 440   let module S = CicSubstitution in
 441   let module T = CicTypeChecker in
 442   let blacklist =
 443     let refl_equal =
 444       UriManager.uri_of_string "cic:/Coq/Init/Logic/eq.ind#xpointer(1/1/1)" in
 445     let s =
 446       UriManager.UriSet.remove refl_equal
 447         (UriManager.UriSet.union equalities_uris equations_blacklist)
 448     in
 449     List.fold_left
 450       (fun s u -> UriManager.UriSet.add u s)
 451       s [eq_XURI () ;sym_eq_URI (); trans_eq_URI (); eq_ind_URI ();
 452          eq_ind_r_URI ()]
 453   in
 454   let metasenv, context, ugraph = env in
 455   let candidates =
 456     List.fold_left
 457       (fun l uri ->
 458          if UriManager.UriSet.mem uri blacklist then l
 459          else
 460            let t = CicUtil.term_of_uri uri in
 461            let ty, _ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context t ugraph in
 462            (t, ty, [])::l)
 463       [] (MetadataQuery.signature_of_goal ~dbd status)
 464   in
 465   let refl_equal =
 466     let u = eq_XURI () in
 467     let t = CicUtil.term_of_uri u in
 468     let ty, _ = CicTypeChecker.type_of_aux' [] [] t CicUniv.empty_ugraph in
 469     (t, ty, [])
 470   in
 471   refl_equal::candidates
 472 ;;
 473
 474
 475 let find_context_hypotheses env equalities_indexes =
 476   let metasenv, context, ugraph = env in
 477   let _, res =
 478     List.fold_left
 479       (fun (n, l) entry ->
 480          match entry with
 481          | None -> (n+1, l)
 482          | Some _ ->
 483              if List.mem n equalities_indexes then
 484                (n+1, l)
 485              else
 486                let t = Cic.Rel n in
 487                let ty, _ =
 488                  CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context t ugraph in
 489                (n+1, (t, ty, [])::l))
 490       (1, []) context
 491   in
 492   res
 493 ;;
 494
 495 let get_stats () = <:show<Inference.>> ;;