helm/ocaml/cic_omdoc/eta_fixing.ml

   1 (* Copyright (C) 2000, 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 exception ReferenceToNonVariable;;
  27
  28 let prerr_endline _ = ();;
  29
  30 (*
  31 let rec fix_lambdas_wrt_type ty te =
  32  let module C = Cic in
  33  let module S = CicSubstitution in
  34 (*  prerr_endline ("entering fix_lambdas: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
  35    match ty with
  36      C.Prod (_,_,ty') ->
  37        (match CicReduction.whd [] te with
  38           C.Lambda (n,s,te') ->
  39             C.Lambda (n,s,fix_lambdas_wrt_type ty' te')
  40         | t ->
  41             let rec get_sources =
  42               function
  43                 C.Prod (_,s,ty) -> s::(get_sources ty)
  44               | _ -> [] in
  45             let sources = get_sources ty in
  46             let no_sources = List.length sources in
  47             let rec mk_rels n shift =
  48               if n = 0 then []
  49             else (C.Rel (n + shift))::(mk_rels (n - 1) shift) in
  50             let t' = S.lift no_sources t in
  51             let t2 =
  52               match t' with
  53                 C.Appl l ->
  54                   C.LetIn
  55                      (C.Name "w",t',C.Appl ((C.Rel 1)::(mk_rels no_sources 1)))
  56               | _ ->
  57                   C.Appl (t'::(mk_rels no_sources 0)) in
  58                    List.fold_right
  59                      (fun source t -> C.Lambda (C.Name "y",source,t))
  60                       sources t2)
  61    | _ -> te
  62 ;; *)
  63
  64 let rec fix_lambdas_wrt_type ty te =
  65  let module C = Cic in
  66  let module S = CicSubstitution in
  67 (*  prerr_endline ("entering fix_lambdas: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
  68    match ty,te with
  69      C.Prod (_,_,ty'), C.Lambda (n,s,te') ->
  70        C.Lambda (n,s,fix_lambdas_wrt_type ty' te')
  71    | C.Prod (_,s,ty'), t ->
  72       let rec get_sources =
  73         function
  74             C.Prod (_,s,ty) -> s::(get_sources ty)
  75           | _ -> [] in
  76       let sources = get_sources ty in
  77       let no_sources = List.length sources in
  78       let rec mk_rels n shift =
  79         if n = 0 then []
  80         else (C.Rel (n + shift))::(mk_rels (n - 1) shift) in
  81       let t' = S.lift no_sources t in
  82       let t2 =
  83          match t' with
  84            C.Appl l ->
  85              C.LetIn (C.Name "w",t',C.Appl ((C.Rel 1)::(mk_rels no_sources 1)))
  86          | _ -> C.Appl (t'::(mk_rels no_sources 0)) in
  87       List.fold_right
  88         (fun source t -> C.Lambda (C.Name "y",CicReduction.whd [] source,t)) sources t2
  89    | _, _ -> te
  90 ;;
  91
  92 (*
  93 let rec fix_lambdas_wrt_type ty te =
  94  let module C = Cic in
  95  let module S = CicSubstitution in
  96 (*  prerr_endline ("entering fix_lambdas: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
  97    match ty,te with
  98      C.Prod (_,_,ty'), C.Lambda (n,s,te') ->
  99        C.Lambda (n,s,fix_lambdas_wrt_type ty' te')
 100    | C.Prod (_,s,ty'), ((C.Appl (C.Const _ ::_)) as t) ->
 101       (* const have a fixed arity *)
 102       (* prerr_endline ("******** fl - eta expansion 0: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
 103        let t' = S.lift 1 t in
 104        C.Lambda (C.Name "x",s,
 105          C.LetIn
 106           (C.Name "H", fix_lambdas_wrt_type ty' t',
 107             C.Appl [C.Rel 1;C.Rel 2]))
 108    | C.Prod (_,s,ty'), C.Appl l ->
 109        (* prerr_endline ("******** fl - eta expansion 1: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
 110        let l' = List.map (S.lift 1) l in
 111         C.Lambda (C.Name "x",s,
 112          fix_lambdas_wrt_type ty' (C.Appl (l'@[C.Rel 1])))
 113    | C.Prod (_,s,ty'), _ ->
 114        (* prerr_endline ("******** fl - eta expansion 2: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
 115        flush stderr ;
 116        let te' = S.lift 1 te in
 117         C.Lambda (C.Name "x",s,
 118           fix_lambdas_wrt_type ty' (C.Appl [te';C.Rel 1]))
 119    | _, _ -> te
 120 ;;*)
 121
 122 let fix_according_to_type ty hd tl =
 123  let module C = Cic in
 124  let module S = CicSubstitution in
 125    let rec count_prods =
 126      function
 127        C.Prod (_,_,t) -> 1 + (count_prods t)
 128        | _ -> 0 in
 129   let expected_arity = count_prods ty in
 130   let rec aux n ty tl res =
 131     if n = 0 then
 132       (match tl with
 133          [] ->
 134           (match res with
 135               [] -> assert false
 136             | [res] -> res
 137             | _ -> C.Appl res)
 138        | _ ->
 139           match res with
 140             [] -> assert false
 141           | [a] -> C.Appl (a::tl)
 142           | _ ->
 143               (* prerr_endline ("******* too many args: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm (C.Appl res)); *)
 144               C.LetIn
 145                 (C.Name "H",
 146                   C.Appl res, C.Appl (C.Rel 1::(List.map (S.lift 1) tl))))
 147     else
 148       let name,source,target =
 149         (match ty with
 150            C.Prod (C.Name _ as n,s,t) -> n,s,t
 151          | C.Prod (C.Anonymous, s,t) -> C.Name "z",s,t
 152          | _ -> (* prods number may only increase for substitution *)
 153            assert false) in
 154       match tl with
 155          [] ->
 156            (* prerr_endline ("******* too few args: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm (C.Appl res)); *)
 157            let res' = List.map (S.lift 1) res in
 158            C.Lambda
 159             (name, source, aux (n-1) target [] (res'@[C.Rel 1]))
 160         | hd::tl' ->
 161            let hd' = fix_lambdas_wrt_type source hd in
 162             (*  (prerr_endline ("++++++prima :" ^(CicPp.ppterm hd));
 163               prerr_endline ("++++++dopo :" ^(CicPp.ppterm hd'))); *)
 164            aux (n-1) (S.subst hd' target) tl' (res@[hd']) in
 165   aux expected_arity ty tl [hd]
 166 ;;
 167
 168 let eta_fix metasenv context t =
 169  let rec eta_fix' context t =
 170   (* prerr_endline ("entering aux with: term=" ^ CicPp.ppterm t);
 171   flush stderr ; *)
 172   let module C = Cic in
 173   let module S = CicSubstitution in
 174   match t with
 175      C.Rel n -> C.Rel n
 176    | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
 177       let exp_named_subst' = fix_exp_named_subst context exp_named_subst in
 178        C.Var (uri,exp_named_subst')
 179    | C.Meta (n,l) ->
 180       let (_,canonical_context,_) = CicUtil.lookup_meta n metasenv in
 181       let l' =
 182         List.map2
 183          (fun ct t ->
 184           match (ct, t) with
 185             None, _ -> None
 186           | _, Some t -> Some (eta_fix' context t)
 187           | Some _, None -> assert false (* due to typing rules *))
 188         canonical_context l
 189        in
 190        C.Meta (n,l')
 191    | C.Sort s -> C.Sort s
 192    | C.Implicit _ as t -> t
 193    | C.Cast (v,t) -> C.Cast (eta_fix' context v, eta_fix' context t)
 194    | C.Prod (n,s,t) ->
 195        C.Prod
 196         (n, eta_fix' context s, eta_fix' ((Some (n,(C.Decl s)))::context) t)
 197    | C.Lambda (n,s,t) ->
 198        C.Lambda
 199         (n, eta_fix' context s, eta_fix' ((Some (n,(C.Decl s)))::context) t)
 200    | C.LetIn (n,s,t) ->
 201        C.LetIn
 202         (n,eta_fix' context s,eta_fix' ((Some (n,(C.Def (s,None))))::context) t)
 203    | C.Appl l as appl ->
 204        let l' =  List.map (eta_fix' context) l
 205        in
 206        (match l' with
 207            [] -> assert false
 208          | he::tl ->
 209             let ty,_ =
 210               CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context he
 211                 CicUniv.empty_ugraph
 212             in
 213               fix_according_to_type ty he tl
 214 (*
 215          C.Const(uri,exp_named_subst)::l'' ->
 216            let constant_type =
 217              (match CicEnvironment.get_obj uri with
 218                C.Constant (_,_,ty,_) -> ty
 219              | C.Variable _ -> raise ReferenceToVariable
 220              | C.CurrentProof (_,_,_,_,params) -> raise ReferenceToCurrentProof
 221              | C.InductiveDefinition _ -> raise ReferenceToInductiveDefinition
 222              ) in
 223            fix_according_to_type
 224              constant_type (C.Const(uri,exp_named_subst)) l''
 225         | _ -> C.Appl l' *))
 226    | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
 227        let exp_named_subst' = fix_exp_named_subst context exp_named_subst in
 228         C.Const (uri,exp_named_subst')
 229    | C.MutInd (uri,tyno,exp_named_subst) ->
 230        let exp_named_subst' = fix_exp_named_subst context exp_named_subst in
 231         C.MutInd (uri, tyno, exp_named_subst')
 232    | C.MutConstruct (uri,tyno,consno,exp_named_subst) ->
 233        let exp_named_subst' = fix_exp_named_subst context exp_named_subst in
 234         C.MutConstruct (uri, tyno, consno, exp_named_subst')
 235    | C.MutCase (uri, tyno, outty, term, patterns) as prima ->
 236        let outty' =  eta_fix' context outty in
 237        let term' = eta_fix' context term in
 238        let patterns' = List.map (eta_fix' context) patterns in
 239        let inductive_types,noparams =
 240          let o,_ = CicEnvironment.get_obj CicUniv.empty_ugraph uri in
 241            (match o with
 242                Cic.Constant _ -> assert false
 243              | Cic.Variable _ -> assert false
 244              | Cic.CurrentProof _ -> assert false
 245              | Cic.InductiveDefinition (l,_,n) -> l,n
 246            ) in
 247        let (_,_,_,constructors) = List.nth inductive_types tyno in
 248        let constructor_types =
 249          let rec clean_up t =
 250            function
 251                [] -> t
 252              | a::tl ->
 253                  (match t with
 254                    Cic.Prod (_,_,t') -> clean_up (S.subst a t') tl
 255                   | _ -> assert false) in
 256           if noparams = 0 then
 257             List.map (fun (_,t) -> t) constructors
 258           else
 259             let term_type,_ =
 260               CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context term
 261                 CicUniv.empty_ugraph
 262             in
 263             (match term_type with
 264                C.Appl (hd::params) ->
 265                  let rec first_n n l =
 266                    if n = 0 then []
 267                    else
 268                      (match l with
 269                         a::tl -> a::(first_n (n-1) tl)
 270                       | _ -> assert false) in
 271                  List.map
 272                   (fun (_,t) ->
 273                      clean_up t (first_n noparams params)) constructors
 274              | _ -> prerr_endline ("QUA"); assert false) in
 275        let patterns2 =
 276          List.map2 fix_lambdas_wrt_type
 277            constructor_types patterns in
 278          C.MutCase (uri, tyno, outty',term',patterns2)
 279    | C.Fix (funno, funs) ->
 280        let fun_types =
 281          List.map (fun (n,_,ty,_) -> Some (C.Name n,(Cic.Decl ty))) funs in
 282        C.Fix (funno,
 283         List.map
 284          (fun (name, no, ty, bo) ->
 285            (name, no, eta_fix' context ty, eta_fix' (fun_types@context) bo))
 286         funs)
 287    | C.CoFix (funno, funs) ->
 288        let fun_types =
 289          List.map (fun (n,ty,_) -> Some (C.Name n,(Cic.Decl ty))) funs in
 290        C.CoFix (funno,
 291         List.map
 292          (fun (name, ty, bo) ->
 293            (name, eta_fix' context ty, eta_fix' (fun_types@context) bo)) funs)
 294   and fix_exp_named_subst context exp_named_subst =
 295    List.rev
 296     (List.fold_left
 297       (fun newsubst (uri,t) ->
 298         let t' = eta_fix' context t in
 299         let ty =
 300           let o,_ = CicEnvironment.get_obj CicUniv.empty_ugraph uri in
 301             match o with
 302                 Cic.Variable (_,_,ty,_) ->
 303                   CicSubstitution.subst_vars newsubst ty
 304               | _ ->  raise ReferenceToNonVariable
 305         in
 306         let t'' = fix_according_to_type ty t' [] in
 307          (uri,t'')::newsubst
 308       ) [] exp_named_subst)
 309   in
 310    eta_fix' context t
 311 ;;