helm/ocaml/cic_proof_checking/cicReduction.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 (* $Id$ *)
  27
  28 (* TODO unify exceptions *)
  29
  30 exception WrongUriToInductiveDefinition;;
  31 exception Impossible of int;;
  32 exception ReferenceToConstant;;
  33 exception ReferenceToVariable;;
  34 exception ReferenceToCurrentProof;;
  35 exception ReferenceToInductiveDefinition;;
  36
  37 let debug = false
  38 let profile = false
  39 let debug_print s = if debug then prerr_endline (Lazy.force s)
  40
  41 let fdebug = ref 1;;
  42 let debug t env s =
  43  let rec debug_aux t i =
  44   let module C = Cic in
  45   let module U = UriManager in
  46    CicPp.ppobj (C.Variable ("DEBUG", None, t, [], [])) ^ "\n" ^ i
  47  in
  48   if !fdebug = 0 then
  49    debug_print (lazy (s ^ "\n" ^ List.fold_right debug_aux (t::env) ""))
  50 ;;
  51
  52 module type Strategy =
  53  sig
  54   type stack_term
  55   type env_term
  56   type ens_term
  57   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
  58   val to_env : config -> env_term
  59   val to_ens : config -> ens_term
  60   val from_stack : stack_term -> config
  61   val from_stack_list_for_unwind :
  62    unwind: (config -> Cic.term) ->
  63    stack_term list -> Cic.term list
  64   val from_env : env_term -> config
  65   val from_env_for_unwind :
  66    unwind: (config -> Cic.term) ->
  67    env_term -> Cic.term
  68   val from_ens : ens_term -> config
  69   val from_ens_for_unwind :
  70    unwind: (config -> Cic.term) ->
  71    ens_term -> Cic.term
  72   val stack_to_env :
  73    reduce: (config -> config) ->
  74    unwind: (config -> Cic.term) ->
  75    stack_term -> env_term
  76   val compute_to_env :
  77    reduce: (config -> config) ->
  78    unwind: (config -> Cic.term) ->
  79    int -> env_term list -> ens_term Cic.explicit_named_substitution ->
  80     Cic.term -> env_term
  81   val compute_to_stack :
  82    reduce: (config -> config) ->
  83    unwind: (config -> Cic.term) ->
  84    config -> stack_term
  85  end
  86 ;;
  87
  88 module CallByValueByNameForUnwind =
  89  struct
  90   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
  91   and stack_term = config
  92   and env_term = config * config (* cbv, cbn *)
  93   and ens_term = config * config (* cbv, cbn *)
  94
  95   let to_env c = c,c
  96   let to_ens c = c,c
  97   let from_stack config = config
  98   let from_stack_list_for_unwind ~unwind l = List.map unwind l
  99   let from_env (c,_) = c
 100   let from_ens (c,_) = c
 101   let from_env_for_unwind ~unwind (_,c) = unwind c
 102   let from_ens_for_unwind ~unwind (_,c) = unwind c
 103   let stack_to_env ~reduce ~unwind config = reduce config, (0,[],[],unwind config,[])
 104   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t = (k,e,ens,t,[]), (k,e,ens,t,[])
 105   let compute_to_stack ~reduce ~unwind config = config
 106  end
 107 ;;
 108
 109
 110 module CallByNameStrategy =
 111  struct
 112   type stack_term = Cic.term
 113   type env_term = Cic.term
 114   type ens_term = Cic.term
 115   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 116   let to_env v = v
 117   let to_ens v = v
 118   let from_stack ~unwind v = v
 119   let from_stack_list ~unwind l = l
 120   let from_env v = v
 121   let from_ens v = v
 122   let from_env_for_unwind ~unwind v = v
 123   let from_ens_for_unwind ~unwind v = v
 124   let stack_to_env ~reduce ~unwind v = v
 125   let compute_to_stack ~reduce ~unwind k e ens t = unwind k e ens t
 126   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t = unwind k e ens t
 127  end
 128 ;;
 129
 130 module CallByValueStrategy =
 131  struct
 132   type stack_term = Cic.term
 133   type env_term = Cic.term
 134   type ens_term = Cic.term
 135   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 136   let to_env v = v
 137   let to_ens v = v
 138   let from_stack ~unwind v = v
 139   let from_stack_list ~unwind l = l
 140   let from_env v = v
 141   let from_ens v = v
 142   let from_env_for_unwind ~unwind v = v
 143   let from_ens_for_unwind ~unwind v = v
 144   let stack_to_env ~reduce ~unwind v = v
 145   let compute_to_stack ~reduce ~unwind k e ens t = reduce (k,e,ens,t,[])
 146   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t = reduce (k,e,ens,t,[])
 147  end
 148 ;;
 149
 150 module CallByValueStrategyByNameOnConstants =
 151  struct
 152   type stack_term = Cic.term
 153   type env_term = Cic.term
 154   type ens_term = Cic.term
 155   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 156   let to_env v = v
 157   let to_ens v = v
 158   let from_stack ~unwind v = v
 159   let from_stack_list ~unwind l = l
 160   let from_env v = v
 161   let from_ens v = v
 162   let from_env_for_unwind ~unwind v = v
 163   let from_ens_for_unwind ~unwind v = v
 164   let stack_to_env ~reduce ~unwind v = v
 165   let compute_to_stack ~reduce ~unwind k e ens =
 166    function
 167       Cic.Const _ as t -> unwind k e ens t
 168     | t -> reduce (k,e,ens,t,[])
 169   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens =
 170    function
 171       Cic.Const _ as t -> unwind k e ens t
 172     | t -> reduce (k,e,ens,t,[])
 173  end
 174 ;;
 175
 176 module LazyCallByValueStrategy =
 177  struct
 178   type stack_term = Cic.term lazy_t
 179   type env_term = Cic.term lazy_t
 180   type ens_term = Cic.term lazy_t
 181   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 182   let to_env v = lazy v
 183   let to_ens v = lazy v
 184   let from_stack ~unwind v = Lazy.force v
 185   let from_stack_list ~unwind l = List.map (from_stack ~unwind) l
 186   let from_env v = Lazy.force v
 187   let from_ens v = Lazy.force v
 188   let from_env_for_unwind ~unwind v = Lazy.force v
 189   let from_ens_for_unwind ~unwind v = Lazy.force v
 190   let stack_to_env ~reduce ~unwind v = v
 191   let compute_to_stack ~reduce ~unwind k e ens t = lazy (reduce (k,e,ens,t,[]))
 192   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t = lazy (reduce (k,e,ens,t,[]))
 193  end
 194 ;;
 195
 196 module LazyCallByValueStrategyByNameOnConstants =
 197  struct
 198   type stack_term = Cic.term lazy_t
 199   type env_term = Cic.term lazy_t
 200   type ens_term = Cic.term lazy_t
 201   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 202   let to_env v = lazy v
 203   let to_ens v = lazy v
 204   let from_stack ~unwind v = Lazy.force v
 205   let from_stack_list ~unwind l = List.map (from_stack ~unwind) l
 206   let from_env v = Lazy.force v
 207   let from_ens v = Lazy.force v
 208   let from_env_for_unwind ~unwind v = Lazy.force v
 209   let from_ens_for_unwind ~unwind v = Lazy.force v
 210   let stack_to_env ~reduce ~unwind v = v
 211   let compute_to_stack ~reduce ~unwind k e ens t =
 212    lazy (
 213     match t with
 214        Cic.Const _ as t -> unwind k e ens t
 215      | t -> reduce (k,e,ens,t,[]))
 216   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t =
 217    lazy (
 218     match t with
 219        Cic.Const _ as t -> unwind k e ens t
 220      | t -> reduce (k,e,ens,t,[]))
 221  end
 222 ;;
 223
 224 module LazyCallByNameStrategy =
 225  struct
 226   type stack_term = Cic.term lazy_t
 227   type env_term = Cic.term lazy_t
 228   type ens_term = Cic.term lazy_t
 229   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 230   let to_env v = lazy v
 231   let to_ens v = lazy v
 232   let from_stack ~unwind v = Lazy.force v
 233   let from_stack_list ~unwind l = List.map (from_stack ~unwind) l
 234   let from_env v = Lazy.force v
 235   let from_ens v = Lazy.force v
 236   let from_env_for_unwind ~unwind v = Lazy.force v
 237   let from_ens_for_unwind ~unwind v = Lazy.force v
 238   let stack_to_env ~reduce ~unwind v = v
 239   let compute_to_stack ~reduce ~unwind k e ens t = lazy (unwind k e ens t)
 240   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t = lazy (unwind k e ens t)
 241  end
 242 ;;
 243
 244 module
 245  LazyCallByValueByNameOnConstantsWhenFromStack_ByNameStrategyWhenFromEnvOrEns
 246 =
 247  struct
 248   type stack_term = reduce:bool -> Cic.term
 249   type env_term = reduce:bool -> Cic.term
 250   type ens_term = reduce:bool -> Cic.term
 251   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 252   let to_env v =
 253    let value = lazy v in
 254     fun ~reduce -> Lazy.force value
 255   let to_ens v =
 256    let value = lazy v in
 257     fun ~reduce -> Lazy.force value
 258   let from_stack ~unwind v = (v ~reduce:false)
 259   let from_stack_list ~unwind l = List.map (from_stack ~unwind) l
 260   let from_env v = (v ~reduce:true)
 261   let from_ens v = (v ~reduce:true)
 262   let from_env_for_unwind ~unwind v = (v ~reduce:true)
 263   let from_ens_for_unwind ~unwind v = (v ~reduce:true)
 264   let stack_to_env ~reduce ~unwind v = v
 265   let compute_to_stack ~reduce ~unwind k e ens t =
 266    let svalue =
 267      lazy (
 268       match t with
 269          Cic.Const _ as t -> unwind k e ens t
 270        | t -> reduce (k,e,ens,t,[])
 271      ) in
 272    let lvalue =
 273     lazy (unwind k e ens t)
 274    in
 275     fun ~reduce ->
 276      if reduce then Lazy.force svalue else Lazy.force lvalue
 277   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t =
 278    let svalue =
 279      lazy (
 280       match t with
 281          Cic.Const _ as t -> unwind k e ens t
 282        | t -> reduce (k,e,ens,t,[])
 283      ) in
 284    let lvalue =
 285     lazy (unwind k e ens t)
 286    in
 287     fun ~reduce ->
 288      if reduce then Lazy.force svalue else Lazy.force lvalue
 289  end
 290 ;;
 291
 292 module ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsStrategy =
 293  struct
 294   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 295   and stack_term = config
 296   and env_term = config
 297   and ens_term = config
 298
 299   let to_env config = config
 300   let to_ens config = config
 301   let from_stack config = config
 302   let from_stack_list_for_unwind ~unwind l = List.map unwind l
 303   let from_env v = v
 304   let from_ens v = v
 305   let from_env_for_unwind ~unwind config = unwind config
 306   let from_ens_for_unwind ~unwind config = unwind config
 307   let stack_to_env ~reduce ~unwind config = reduce config
 308   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t = (k,e,ens,t,[])
 309   let compute_to_stack ~reduce ~unwind config = config
 310  end
 311 ;;
 312
 313 module ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsByNameOnConstantsStrategy =
 314  struct
 315   type stack_term =
 316    int * Cic.term list * Cic.term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term
 317   type env_term = Cic.term
 318   type ens_term = Cic.term
 319   type config = int * env_term list * ens_term Cic.explicit_named_substitution * Cic.term * stack_term list
 320   let to_env v = v
 321   let to_ens v = v
 322   let from_stack ~unwind (k,e,ens,t) = unwind k e ens t
 323   let from_stack_list ~unwind l = List.map (from_stack ~unwind) l
 324   let from_env v = v
 325   let from_ens v = v
 326   let from_env_for_unwind ~unwind v = v
 327   let from_ens_for_unwind ~unwind v = v
 328   let stack_to_env ~reduce ~unwind (k,e,ens,t) =
 329    match t with
 330       Cic.Const _ as t -> unwind k e ens t
 331     | t -> reduce (k,e,ens,t,[])
 332   let compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens t =
 333    unwind k e ens t
 334   let compute_to_stack ~reduce ~unwind k e ens t = (k,e,ens,t)
 335  end
 336 ;;
 337
 338 module Reduction(RS : Strategy) =
 339  struct
 340   type env = RS.env_term list
 341   type ens = RS.ens_term Cic.explicit_named_substitution
 342   type stack = RS.stack_term list
 343   type config = int * env * ens * Cic.term * stack
 344
 345   (* k is the length of the environment e *)
 346   (* m is the current depth inside the term *)
 347   let rec unwind' m k e ens t =
 348    let module C = Cic in
 349    let module S = CicSubstitution in
 350     if k = 0 && ens = [] then
 351      t
 352     else
 353      let rec unwind_aux m =
 354       function
 355          C.Rel n as t ->
 356           if n <= m then t else
 357            let d =
 358             try
 359              Some (RS.from_env_for_unwind ~unwind (List.nth e (n-m-1)))
 360             with _ -> None
 361            in
 362             (match d with
 363                 Some t' ->
 364                  if m = 0 then t' else S.lift m t'
 365               | None -> C.Rel (n-k)
 366             )
 367        | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
 368 (*
 369 debug_print (lazy ("%%%%%UWVAR " ^ String.concat " ; " (List.map (function (uri,t) -> UriManager.string_of_uri uri ^ " := " ^ CicPp.ppterm t) ens))) ;
 370 *)
 371          if List.exists (function (uri',_) -> UriManager.eq uri' uri) ens then
 372           CicSubstitution.lift m (RS.from_ens_for_unwind ~unwind (List.assq uri ens))
 373          else
 374           let params =
 375             let o,_ =
 376               CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph uri
 377             in
 378            (match o with
 379                C.Constant _ -> raise ReferenceToConstant
 380              | C.Variable (_,_,_,params,_) -> params
 381              | C.CurrentProof _ -> raise ReferenceToCurrentProof
 382              | C.InductiveDefinition _ -> raise ReferenceToInductiveDefinition
 383            )
 384           in
 385            let exp_named_subst' =
 386             substaux_in_exp_named_subst params exp_named_subst m
 387            in
 388             C.Var (uri,exp_named_subst')
 389        | C.Meta (i,l) ->
 390           let l' =
 391            List.map
 392             (function
 393                 None -> None
 394               | Some t -> Some (unwind_aux m t)
 395             ) l
 396           in
 397            C.Meta (i, l')
 398        | C.Sort _ as t -> t
 399        | C.Implicit _ as t -> t
 400        | C.Cast (te,ty) -> C.Cast (unwind_aux m te, unwind_aux m ty) (*CSC ???*)
 401        | C.Prod (n,s,t) -> C.Prod (n, unwind_aux m s, unwind_aux (m + 1) t)
 402        | C.Lambda (n,s,t) -> C.Lambda (n, unwind_aux m s, unwind_aux (m + 1) t)
 403        | C.LetIn (n,s,t) -> C.LetIn (n, unwind_aux m s, unwind_aux (m + 1) t)
 404        | C.Appl l -> C.Appl (List.map (unwind_aux m) l)
 405        | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
 406           let params =
 407             let o,_ =
 408               CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph uri
 409             in
 410            (match o with
 411                C.Constant (_,_,_,params,_) -> params
 412              | C.Variable _ -> raise ReferenceToVariable
 413              | C.CurrentProof (_,_,_,_,params,_) -> params
 414              | C.InductiveDefinition _ -> raise ReferenceToInductiveDefinition
 415            )
 416           in
 417            let exp_named_subst' =
 418             substaux_in_exp_named_subst params exp_named_subst m
 419            in
 420             C.Const (uri,exp_named_subst')
 421        | C.MutInd (uri,i,exp_named_subst) ->
 422           let params =
 423             let o,_ =
 424               CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph uri
 425             in
 426            (match o with
 427                C.Constant _ -> raise ReferenceToConstant
 428              | C.Variable _ -> raise ReferenceToVariable
 429              | C.CurrentProof _ -> raise ReferenceToCurrentProof
 430              | C.InductiveDefinition (_,params,_,_) -> params
 431            )
 432           in
 433            let exp_named_subst' =
 434             substaux_in_exp_named_subst params exp_named_subst m
 435            in
 436             C.MutInd (uri,i,exp_named_subst')
 437        | C.MutConstruct (uri,i,j,exp_named_subst) ->
 438           let params =
 439             let o,_ =
 440               CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph uri
 441             in
 442            (match o with
 443                C.Constant _ -> raise ReferenceToConstant
 444              | C.Variable _ -> raise ReferenceToVariable
 445              | C.CurrentProof _ -> raise ReferenceToCurrentProof
 446              | C.InductiveDefinition (_,params,_,_) -> params
 447            )
 448           in
 449            let exp_named_subst' =
 450             substaux_in_exp_named_subst params exp_named_subst m
 451            in
 452             C.MutConstruct (uri,i,j,exp_named_subst')
 453        | C.MutCase (sp,i,outt,t,pl) ->
 454           C.MutCase (sp,i,unwind_aux m outt, unwind_aux m t,
 455            List.map (unwind_aux m) pl)
 456        | C.Fix (i,fl) ->
 457           let len = List.length fl in
 458           let substitutedfl =
 459            List.map
 460             (fun (name,i,ty,bo) ->
 461               (name, i, unwind_aux m ty, unwind_aux (m+len) bo))
 462              fl
 463           in
 464            C.Fix (i, substitutedfl)
 465        | C.CoFix (i,fl) ->
 466           let len = List.length fl in
 467           let substitutedfl =
 468            List.map
 469             (fun (name,ty,bo) -> (name, unwind_aux m ty, unwind_aux (m+len) bo))
 470              fl
 471           in
 472            C.CoFix (i, substitutedfl)
 473      and substaux_in_exp_named_subst params exp_named_subst' m  =
 474   (*CSC: Idea di Andrea di ordinare compatibilmente con l'ordine dei params
 475       let ens' =
 476        List.map (function (uri,t) -> uri, unwind_aux m t) exp_named_subst' @
 477   (*CSC: qui liftiamo tutti gli ens anche se magari me ne servono la meta'!!! *)
 478         List.map (function (uri,t) -> uri, CicSubstitution.lift m t) ens
 479       in
 480       let rec filter_and_lift =
 481        function
 482           [] -> []
 483         | uri::tl ->
 484            let r = filter_and_lift tl in
 485             (try
 486               (uri,(List.assq uri ens'))::r
 487              with
 488               Not_found -> r
 489             )
 490       in
 491        filter_and_lift params
 492   *)
 493
 494   (*CSC: invece di concatenare sarebbe meglio rispettare l'ordine dei params *)
 495   (*CSC: e' vero???? una veloce prova non sembra confermare la teoria        *)
 496
 497   (*CSC: codice copiato e modificato dalla cicSubstitution.subst_vars *)
 498   (*CSC: codice altamente inefficiente *)
 499       let rec filter_and_lift already_instantiated =
 500        function
 501           [] -> []
 502         | (uri,t)::tl when
 503             List.for_all
 504              (function (uri',_)-> not (UriManager.eq uri uri')) exp_named_subst'
 505             &&
 506              not (List.mem uri already_instantiated)
 507             &&
 508              List.mem uri params
 509            ->
 510             (uri,CicSubstitution.lift m (RS.from_ens_for_unwind ~unwind t)) ::
 511              (filter_and_lift (uri::already_instantiated) tl)
 512         | _::tl -> filter_and_lift already_instantiated tl
 513 (*
 514         | (uri,_)::tl ->
 515 debug_print (lazy ("---- SKIPPO " ^ UriManager.string_of_uri uri)) ;
 516 if List.for_all (function (uri',_) -> not (UriManager.eq uri uri'))
 517 exp_named_subst' then debug_print (lazy "---- OK1") ;
 518 debug_print (lazy ("++++ uri " ^ UriManager.string_of_uri uri ^ " not in " ^ String.concat " ; " (List.map UriManager.string_of_uri params))) ;
 519 if List.mem uri params then debug_print (lazy "---- OK2") ;
 520         filter_and_lift tl
 521 *)
 522       in
 523        List.map (function (uri,t) -> uri, unwind_aux m t) exp_named_subst' @
 524         (filter_and_lift [] (List.rev ens))
 525      in
 526       unwind_aux m t
 527
 528   and unwind (k,e,ens,t,s) =
 529    let t' = unwind' 0 k e ens t in
 530     if s = [] then t' else Cic.Appl (t'::(RS.from_stack_list_for_unwind ~unwind s))
 531   ;;
 532
 533 (*
 534   let unwind =
 535    let profiler_unwind = HExtlib.profile ~enable:profile "are_convertible.unwind" in
 536     fun k e ens t ->
 537      profiler_unwind.HExtlib.profile (unwind k e ens) t
 538   ;;
 539 *)
 540
 541   let reduce ~delta ?(subst = []) context : config -> config =
 542    let module C = Cic in
 543    let module S = CicSubstitution in
 544    let rec reduce =
 545     function
 546        (k, e, _, C.Rel n, s) as config ->
 547         let config' =
 548          try
 549           Some (RS.from_env (List.nth e (n-1)))
 550          with
 551           Failure _ ->
 552            try
 553             begin
 554              match List.nth context (n - 1 - k) with
 555                 None -> assert false
 556               | Some (_,C.Decl _) -> None
 557               | Some (_,C.Def (x,_)) -> Some (0,[],[],S.lift (n - k) x,[])
 558             end
 559            with
 560             Failure _ -> None
 561         in
 562          (match config' with
 563              Some (k',e',ens',t',s') -> reduce (k',e',ens',t',s'@s)
 564            | None -> config)
 565      | (k, e, ens, C.Var (uri,exp_named_subst), s) as config ->
 566          if List.exists (function (uri',_) -> UriManager.eq uri' uri) ens then
 567           let (k',e',ens',t',s') = RS.from_ens (List.assq uri ens) in
 568            reduce (k',e',ens',t',s'@s)
 569          else
 570           ( let o,_ =
 571               CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph uri
 572             in
 573             match o with
 574               C.Constant _ -> raise ReferenceToConstant
 575             | C.CurrentProof _ -> raise ReferenceToCurrentProof
 576             | C.InductiveDefinition _ -> raise ReferenceToInductiveDefinition
 577             | C.Variable (_,None,_,_,_) -> config
 578             | C.Variable (_,Some body,_,_,_) ->
 579                let ens' = push_exp_named_subst k e ens exp_named_subst in
 580                 reduce (0, [], ens', body, s)
 581           )
 582      | (k, e, ens, C.Meta (n,l), s) as config ->
 583         (try
 584            let (_, term,_) = CicUtil.lookup_subst n subst in
 585            reduce (k, e, ens,CicSubstitution.subst_meta l term,s)
 586          with  CicUtil.Subst_not_found _ -> config)
 587      | (_, _, _, C.Sort _, _)
 588      | (_, _, _, C.Implicit _, _) as config -> config
 589      | (k, e, ens, C.Cast (te,ty), s) ->
 590         reduce (k, e, ens, te, s)
 591      | (_, _, _, C.Prod _, _) as config -> config
 592      | (_, _, _, C.Lambda _, []) as config -> config
 593      | (k, e, ens, C.Lambda (_,_,t), p::s) ->
 594          reduce (k+1, (RS.stack_to_env ~reduce ~unwind p)::e, ens, t,s)
 595      | (k, e, ens, C.LetIn (_,m,t), s) ->
 596         let m' = RS.compute_to_env ~reduce ~unwind k e ens m in
 597          reduce (k+1, m'::e, ens, t, s)
 598      | (_, _, _, C.Appl [], _) -> assert false
 599      | (k, e, ens, C.Appl (he::tl), s) ->
 600         let tl' =
 601          List.map
 602           (function t -> RS.compute_to_stack ~reduce ~unwind (k,e,ens,t,[])) tl
 603         in
 604          reduce (k, e, ens, he, (List.append tl') s)
 605      | (_, _, _, C.Const _, _) as config when delta=false-> config
 606      | (k, e, ens, C.Const (uri,exp_named_subst), s) as config ->
 607         (let o,_ =
 608            CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph uri
 609          in
 610           match o with
 611             C.Constant (_,Some body,_,_,_) ->
 612              let ens' = push_exp_named_subst k e ens exp_named_subst in
 613               (* constants are closed *)
 614               reduce (0, [], ens', body, s)
 615           | C.Constant (_,None,_,_,_) -> config
 616           | C.Variable _ -> raise ReferenceToVariable
 617           | C.CurrentProof (_,_,body,_,_,_) ->
 618              let ens' = push_exp_named_subst k e ens exp_named_subst in
 619               (* constants are closed *)
 620               reduce (0, [], ens', body, s)
 621           | C.InductiveDefinition _ -> raise ReferenceToInductiveDefinition
 622         )
 623      | (_, _, _, C.MutInd _, _)
 624      | (_, _, _, C.MutConstruct _, _) as config -> config
 625      | (k, e, ens, C.MutCase (mutind,i,outty,term,pl),s) as config ->
 626         let decofix =
 627          function
 628             (k, e, ens, C.CoFix (i,fl), s) ->
 629              let (_,_,body) = List.nth fl i in
 630               let body' =
 631                let counter = ref (List.length fl) in
 632                 List.fold_right
 633                  (fun _ -> decr counter ; S.subst (C.CoFix (!counter,fl)))
 634                  fl
 635                  body
 636               in
 637                reduce (k,e,ens,body',s)
 638           | config -> config
 639         in
 640          (match decofix (reduce (k,e,ens,term,[])) with
 641              (k', e', ens', C.MutConstruct (_,_,j,_), []) ->
 642               reduce (k, e, ens, (List.nth pl (j-1)), [])
 643            | (k', e', ens', C.MutConstruct (_,_,j,_), s') ->
 644               let (arity, r) =
 645                 let o,_ =
 646                   CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph mutind
 647                 in
 648                   match o with
 649                       C.InductiveDefinition (s,ingredients,r,_) ->
 650                         let (_,_,arity,_) = List.nth s i in
 651                           (arity,r)
 652                     | _ -> raise WrongUriToInductiveDefinition
 653               in
 654                let ts =
 655                 let num_to_eat = r in
 656                  let rec eat_first =
 657                   function
 658                      (0,l) -> l
 659                    | (n,he::s) when n > 0 -> eat_first (n - 1, s)
 660                    | _ -> raise (Impossible 5)
 661                  in
 662                   eat_first (num_to_eat,s')
 663                in
 664                 reduce (k, e, ens, (List.nth pl (j-1)), ts@s)
 665            | (_, _, _, C.Cast _, _)
 666            | (_, _, _, C.Implicit _, _) ->
 667               raise (Impossible 2) (* we don't trust our whd ;-) *)
 668            | config' ->
 669               (*CSC: here I am unwinding the configuration and for sure I
 670                 will do it twice; to avoid this unwinding I should push the
 671                 "match [] with _" continuation on the stack;
 672                 another possibility is to just return the original configuration,
 673                 partially undoing the weak-head computation *)
 674               (*this code is uncorrect since term' lives in e' <> e
 675               let term' = unwind config' in
 676                (k, e, ens, C.MutCase (mutind,i,outty,term',pl),s)
 677               *)
 678               config)
 679      | (k, e, ens, C.Fix (i,fl), s) as config ->
 680         let (_,recindex,_,body) = List.nth fl i in
 681          let recparam =
 682           try
 683            Some (RS.from_stack (List.nth s recindex))
 684           with
 685            _ -> None
 686          in
 687           (match recparam with
 688               Some recparam ->
 689                (match reduce recparam with
 690                    (_,_,_,C.MutConstruct _,_) as config ->
 691                     let leng = List.length fl in
 692                     let new_env =
 693                      let counter = ref 0 in
 694                      let rec build_env e =
 695                       if !counter = leng then e
 696                       else
 697                        (incr counter ;
 698                         build_env
 699                          ((RS.to_env (k,e,ens,C.Fix (!counter -1, fl),[]))::e))
 700                      in
 701                       build_env e
 702                     in
 703                     let rec replace i s t =
 704                      match i,s with
 705                         0,_::tl -> t::tl
 706                       | n,he::tl -> he::(replace (n - 1) tl t)
 707                       | _,_ -> assert false in
 708                     let new_s =
 709                      replace recindex s (RS.compute_to_stack ~reduce ~unwind config)
 710                     in
 711                      reduce (k+leng, new_env, ens, body, new_s)
 712                  | _ -> config)
 713             | None -> config
 714           )
 715      | (_,_,_,C.CoFix _,_) as config -> config
 716    and push_exp_named_subst k e ens =
 717     function
 718        [] -> ens
 719      | (uri,t)::tl ->
 720          push_exp_named_subst k e ((uri,RS.to_ens (k,e,ens,t,[]))::ens) tl
 721    in
 722     reduce
 723   ;;
 724
 725   let whd ?(delta=true) ?(subst=[]) context t =
 726    unwind (reduce ~delta ~subst context (0, [], [], t, []))
 727   ;;
 728
 729  end
 730 ;;
 731
 732
 733 (* ROTTO = rompe l'unificazione poiche' riduce gli argomenti di un'applicazione
 734            senza ridurre la testa
 735 module R = Reduction CallByNameStrategy;; OK 56.368s
 736 module R = Reduction CallByValueStrategy;; ROTTO
 737 module R = Reduction CallByValueStrategyByNameOnConstants;; ROTTO
 738 module R = Reduction LazyCallByValueStrategy;; ROTTO
 739 module R = Reduction LazyCallByValueStrategyByNameOnConstants;; ROTTO
 740 module R = Reduction LazyCallByNameStrategy;; OK 0m56.398s
 741 module R = Reduction
 742  LazyCallByValueByNameOnConstantsWhenFromStack_ByNameStrategyWhenFromEnvOrEns;;
 743  OK 59.058s
 744 module R = Reduction ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsStrategy;; OK 58.583s
 745 module R = Reduction
 746  ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsByNameOnConstantsStrategy;; OK 58.094s
 747 module R = Reduction(ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsStrategy);; OK 58.127s
 748 *)
 749 module R = Reduction(CallByValueByNameForUnwind);;
 750 (*module R = Reduction(ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsStrategy);;*)
 751 module U = UriManager;;
 752
 753 let whd = R.whd
 754
 755 (*
 756 let whd =
 757  let profiler_whd = HExtlib.profile ~enable:profile "are_convertible.whd" in
 758   fun ?(delta=true) ?(subst=[]) context t ->
 759    profiler_whd.HExtlib.profile (whd ~delta ~subst context) t
 760 *)
 761
 762   (* mimic ocaml (<< 3.08) "=" behaviour. Tests physical equality first then
 763     * fallbacks to structural equality *)
 764 let (===) x y =
 765   Pervasives.compare x y = 0
 766
 767 (* t1, t2 must be well-typed *)
 768 let are_convertible whd ?(subst=[]) ?(metasenv=[])  =
 769  let rec aux test_equality_only context t1 t2 ugraph =
 770   let aux2 test_equality_only t1 t2 ugraph =
 771
 772    (* this trivial euristic cuts down the total time of about five times ;-) *)
 773    (* this because most of the time t1 and t2 are "sintactically" the same   *)
 774    if t1 === t2 then
 775      true,ugraph
 776    else
 777     begin
 778      let module C = Cic in
 779        match (t1,t2) with
 780           (C.Rel n1, C.Rel n2) -> (n1 = n2),ugraph
 781         | (C.Var (uri1,exp_named_subst1), C.Var (uri2,exp_named_subst2)) ->
 782             if U.eq uri1 uri2 then
 783              (try
 784                List.fold_right2
 785                 (fun (uri1,x) (uri2,y) (b,ugraph) ->
 786                   let b',ugraph' = aux test_equality_only context x y ugraph in
 787                   (U.eq uri1 uri2 && b' && b),ugraph'
 788                 ) exp_named_subst1 exp_named_subst2 (true,ugraph)
 789               with
 790                Invalid_argument _ -> false,ugraph
 791              )
 792             else
 793               false,ugraph
 794         | (C.Meta (n1,l1), C.Meta (n2,l2)) ->
 795             if n1 = n2 then
 796               let b2, ugraph1 =
 797                 let l1 = CicUtil.clean_up_local_context subst metasenv n1 l1 in
 798                 let l2 = CicUtil.clean_up_local_context subst metasenv n2 l2 in
 799                   List.fold_left2
 800                     (fun (b,ugraph) t1 t2 ->
 801                        if b then
 802                          match t1,t2 with
 803                              None,_
 804                            | _,None  -> true,ugraph
 805                            | Some t1',Some t2' ->
 806                                aux test_equality_only context t1' t2' ugraph
 807                        else
 808                          false,ugraph
 809                     ) (true,ugraph) l1 l2
 810               in
 811                 if b2 then true,ugraph1 else false,ugraph
 812             else
 813               false,ugraph
 814           (* TASSI: CONSTRAINTS *)
 815         | (C.Sort (C.Type t1), C.Sort (C.Type t2)) when test_equality_only ->
 816             true,(CicUniv.add_eq t2 t1 ugraph)
 817           (* TASSI: CONSTRAINTS *)
 818         | (C.Sort (C.Type t1), C.Sort (C.Type t2)) ->
 819             true,(CicUniv.add_ge t2 t1 ugraph)
 820           (* TASSI: CONSTRAINTS *)
 821         | (C.Sort s1, C.Sort (C.Type _)) -> (not test_equality_only),ugraph
 822           (* TASSI: CONSTRAINTS *)
 823         | (C.Sort s1, C.Sort s2) -> (s1 = s2),ugraph
 824         | (C.Prod (name1,s1,t1), C.Prod(_,s2,t2)) ->
 825             let b',ugraph' = aux true context s1 s2 ugraph in
 826             if b' then
 827               aux test_equality_only ((Some (name1, (C.Decl s1)))::context)
 828                 t1 t2 ugraph'
 829             else
 830               false,ugraph
 831         | (C.Lambda (name1,s1,t1), C.Lambda(_,s2,t2)) ->
 832            let b',ugraph' = aux test_equality_only context s1 s2 ugraph in
 833            if b' then
 834              aux test_equality_only ((Some (name1, (C.Decl s1)))::context)
 835                t1 t2 ugraph'
 836            else
 837              false,ugraph
 838         | (C.LetIn (name1,s1,t1), C.LetIn(_,s2,t2)) ->
 839            let b',ugraph' = aux test_equality_only context s1 s2 ugraph in
 840            if b' then
 841             aux test_equality_only
 842              ((Some (name1, (C.Def (s1,None))))::context) t1 t2 ugraph'
 843            else
 844              false,ugraph
 845         | (C.Appl l1, C.Appl l2) ->
 846            (try
 847              List.fold_right2
 848                (fun  x y (b,ugraph) ->
 849                  if b then
 850                    aux test_equality_only context x y ugraph
 851                  else
 852                    false,ugraph) l1 l2 (true,ugraph)
 853             with
 854              Invalid_argument _ -> false,ugraph
 855            )
 856         | (C.Const (uri1,exp_named_subst1), C.Const (uri2,exp_named_subst2)) ->
 857             let b' = U.eq uri1 uri2 in
 858             if b' then
 859              (try
 860                List.fold_right2
 861                 (fun (uri1,x) (uri2,y) (b,ugraph) ->
 862                   if b && U.eq uri1 uri2 then
 863                     aux test_equality_only context x y ugraph
 864                   else
 865                     false,ugraph
 866                 ) exp_named_subst1 exp_named_subst2 (true,ugraph)
 867               with
 868                Invalid_argument _ -> false,ugraph
 869              )
 870             else
 871               false,ugraph
 872         | (C.MutInd (uri1,i1,exp_named_subst1),
 873            C.MutInd (uri2,i2,exp_named_subst2)
 874           ) ->
 875             let b' = U.eq uri1 uri2 && i1 = i2 in
 876             if b' then
 877              (try
 878                List.fold_right2
 879                 (fun (uri1,x) (uri2,y) (b,ugraph) ->
 880                   if b && U.eq uri1 uri2 then
 881                     aux test_equality_only context x y ugraph
 882                   else
 883                    false,ugraph
 884                 ) exp_named_subst1 exp_named_subst2 (true,ugraph)
 885               with
 886                Invalid_argument _ -> false,ugraph
 887              )
 888             else
 889               false,ugraph
 890         | (C.MutConstruct (uri1,i1,j1,exp_named_subst1),
 891            C.MutConstruct (uri2,i2,j2,exp_named_subst2)
 892           ) ->
 893             let b' = U.eq uri1 uri2 && i1 = i2 && j1 = j2 in
 894             if b' then
 895              (try
 896                List.fold_right2
 897                 (fun (uri1,x) (uri2,y) (b,ugraph) ->
 898                   if b && U.eq uri1 uri2 then
 899                     aux test_equality_only context x y ugraph
 900                   else
 901                     false,ugraph
 902                 ) exp_named_subst1 exp_named_subst2 (true,ugraph)
 903               with
 904                Invalid_argument _ -> false,ugraph
 905              )
 906             else
 907               false,ugraph
 908         | (C.MutCase (uri1,i1,outtype1,term1,pl1),
 909            C.MutCase (uri2,i2,outtype2,term2,pl2)) ->
 910             let b' = U.eq uri1 uri2 && i1 = i2 in
 911             if b' then
 912              let b'',ugraph''=aux test_equality_only context
 913                  outtype1 outtype2 ugraph in
 914              if b'' then
 915                let b''',ugraph'''= aux test_equality_only context
 916                    term1 term2 ugraph'' in
 917                List.fold_right2
 918                  (fun x y (b,ugraph) ->
 919                    if b then
 920                      aux test_equality_only context x y ugraph
 921                    else
 922                      false,ugraph)
 923                  pl1 pl2 (b''',ugraph''')
 924              else
 925                false,ugraph
 926             else
 927               false,ugraph
 928         | (C.Fix (i1,fl1), C.Fix (i2,fl2)) ->
 929             let tys =
 930               List.map (function (n,_,ty,_) -> Some (C.Name n,(C.Decl ty))) fl1
 931             in
 932             if i1 = i2 then
 933              List.fold_right2
 934               (fun (_,recindex1,ty1,bo1) (_,recindex2,ty2,bo2) (b,ugraph) ->
 935                 if b && recindex1 = recindex2 then
 936                   let b',ugraph' = aux test_equality_only context ty1 ty2
 937                       ugraph in
 938                   if b' then
 939                     aux test_equality_only (tys@context) bo1 bo2 ugraph'
 940                   else
 941                     false,ugraph
 942                 else
 943                   false,ugraph)
 944              fl1 fl2 (true,ugraph)
 945             else
 946               false,ugraph
 947         | (C.CoFix (i1,fl1), C.CoFix (i2,fl2)) ->
 948            let tys =
 949             List.map (function (n,ty,_) -> Some (C.Name n,(C.Decl ty))) fl1
 950            in
 951             if i1 = i2 then
 952               List.fold_right2
 953               (fun (_,ty1,bo1) (_,ty2,bo2) (b,ugraph) ->
 954                 if b then
 955                   let b',ugraph' = aux test_equality_only context ty1 ty2
 956                       ugraph in
 957                   if b' then
 958                     aux test_equality_only (tys@context) bo1 bo2 ugraph'
 959                   else
 960                     false,ugraph
 961                 else
 962                   false,ugraph)
 963              fl1 fl2 (true,ugraph)
 964             else
 965               false,ugraph
 966         | (C.Cast _, _) | (_, C.Cast _)
 967         | (C.Implicit _, _) | (_, C.Implicit _) -> assert false
 968         | (_,_) -> false,ugraph
 969     end
 970   in
 971    debug t1 [t2] "PREWHD";
 972    let t1' = whd ?delta:(Some true) ?subst:(Some subst) context t1 in
 973    let t2' = whd ?delta:(Some true) ?subst:(Some subst) context t2 in
 974     debug t1' [t2'] "POSTWHD";
 975     aux2 test_equality_only t1' t2' ugraph
 976  in
 977   aux false (*c t1 t2 ugraph *)
 978 ;;
 979
 980 (* DEBUGGING ONLY
 981 let whd ?(delta=true) ?(subst=[]) context t =
 982  let res = whd ~delta ~subst context t in
 983  let rescsc = CicReductionNaif.whd ~delta ~subst context t in
 984   if not (fst (are_convertible CicReductionNaif.whd ~subst context res rescsc CicUniv.empty_ugraph)) then
 985    begin
 986     debug_print (lazy ("PRIMA: " ^ CicPp.ppterm t)) ;
 987     flush stderr ;
 988     debug_print (lazy ("DOPO: " ^ CicPp.ppterm res)) ;
 989     flush stderr ;
 990     debug_print (lazy ("CSC: " ^ CicPp.ppterm rescsc)) ;
 991     flush stderr ;
 992 fdebug := 0 ;
 993 let _ =  are_convertible CicReductionNaif.whd ~subst context res rescsc CicUniv.empty_ugraph in
 994     assert false ;
 995    end
 996   else
 997    res
 998 ;;
 999 *)
1000
1001 let are_convertible = are_convertible whd
1002
1003 let whd = R.whd
1004
1005 (*
1006 let profiler_other_whd = HExtlib.profile ~enable:profile "~are_convertible.whd"
1007 let whd ?(delta=true) ?(subst=[]) context t =
1008  let foo () =
1009   whd ~delta ~subst context t
1010  in
1011   profiler_other_whd.HExtlib.profile foo ()
1012 *)
1013
1014 let rec normalize ?(delta=true) ?(subst=[]) ctx term =
1015   let module C = Cic in
1016   let t = whd ~delta ~subst ctx term in
1017   let aux = normalize ~delta ~subst in
1018   let decl name t = Some (name, C.Decl t) in
1019   match t with
1020   | C.Rel n -> t
1021   | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
1022       C.Var (uri, List.map (fun (n,t) -> n,aux ctx t) exp_named_subst)
1023   | C.Meta (i,l) ->
1024       C.Meta (i,List.map (function Some t -> Some (aux ctx t) | None -> None) l)
1025   | C.Sort _ -> t
1026   | C.Implicit _ -> t
1027   | C.Cast (te,ty) -> C.Cast (aux ctx te, aux ctx ty)
1028   | C.Prod (n,s,t) ->
1029       let s' = aux ctx s in
1030       C.Prod (n, s', aux ((decl n s')::ctx) t)
1031   | C.Lambda (n,s,t) ->
1032       let s' = aux ctx s in
1033       C.Lambda (n, s', aux ((decl n s')::ctx) t)
1034   | C.LetIn (n,s,t) ->
1035       (* the term is already in weak head normal form *)
1036       assert false
1037   | C.Appl (h::l) -> C.Appl (h::(List.map (aux ctx) l))
1038   | C.Appl [] -> assert false
1039   | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
1040       C.Const (uri, List.map (fun (n,t) -> n,aux ctx t) exp_named_subst)
1041   | C.MutInd (uri,typeno,exp_named_subst) ->
1042       C.MutInd (uri,typeno, List.map (fun (n,t) -> n,aux ctx t) exp_named_subst)
1043   | C.MutConstruct (uri,typeno,consno,exp_named_subst) ->
1044       C.MutConstruct (uri, typeno, consno,
1045         List.map (fun (n,t) -> n,aux ctx t) exp_named_subst)
1046   | C.MutCase (sp,i,outt,t,pl) ->
1047       C.MutCase (sp,i, aux ctx outt, aux ctx t, List.map (aux ctx) pl)
1048 (*CSC: to be completed, I suppose *)
1049   | C.Fix _ -> t
1050   | C.CoFix _ -> t
1051
1052 let normalize ?delta ?subst ctx term =
1053 (*  prerr_endline ("NORMALIZE:" ^ CicPp.ppterm term); *)
1054   let t = normalize ?delta ?subst ctx term in
1055 (*  prerr_endline ("NORMALIZED:" ^ CicPp.ppterm t); *)
1056   t
1057
1058
1059 (* performs an head beta/cast reduction *)
1060 let rec head_beta_reduce =
1061  function
1062     (Cic.Appl (Cic.Lambda (_,_,t)::he'::tl')) ->
1063       let he'' = CicSubstitution.subst he' t in
1064        if tl' = [] then
1065         he''
1066        else
1067         let he''' =
1068          match he'' with
1069             Cic.Appl l -> Cic.Appl (l@tl')
1070           | _ -> Cic.Appl (he''::tl')
1071         in
1072          head_beta_reduce he'''
1073   | Cic.Cast (te,_) -> head_beta_reduce te
1074   | t -> t