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   (* CSC: Old Dead Code
 606      | (k, e, ens, C.Appl ((C.Lambda _ as he)::tl), s)
 607      | (k, e, ens, C.Appl ((C.Const _ as he)::tl), s)
 608      | (k, e, ens, C.Appl ((C.MutCase _ as he)::tl), s)
 609      | (k, e, ens, C.Appl ((C.Fix _ as he)::tl), s) ->
 610   (* strict evaluation, but constants are NOT unfolded *)
 611         let red =
 612          function
 613             C.Const _ as t -> unwind k e ens t
 614           | t -> reduce (k,e,ens,t,[])
 615         in
 616          let tl' = List.map red tl in
 617           reduce (k, e, ens, he , List.append tl' s)
 618      | (k, e, ens, C.Appl l, s) ->
 619          C.Appl (List.append (List.map (unwind k e ens) l) s)
 620   *)
 621      | (_, _, _, C.Const _, _) as config when delta=false-> config
 622      | (k, e, ens, C.Const (uri,exp_named_subst), s) as config ->
 623         (let o,_ =
 624            CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph uri
 625          in
 626           match o with
 627             C.Constant (_,Some body,_,_,_) ->
 628              let ens' = push_exp_named_subst k e ens exp_named_subst in
 629               (* constants are closed *)
 630               reduce (0, [], ens', body, s)
 631           | C.Constant (_,None,_,_,_) -> config
 632           | C.Variable _ -> raise ReferenceToVariable
 633           | C.CurrentProof (_,_,body,_,_,_) ->
 634              let ens' = push_exp_named_subst k e ens exp_named_subst in
 635               (* constants are closed *)
 636               reduce (0, [], ens', body, s)
 637           | C.InductiveDefinition _ -> raise ReferenceToInductiveDefinition
 638         )
 639      | (_, _, _, C.MutInd _, _)
 640      | (_, _, _, C.MutConstruct _, _) as config -> config
 641      | (k, e, ens, C.MutCase (mutind,i,outty,term,pl),s) as config ->
 642         let decofix =
 643          function
 644             (k, e, ens, C.CoFix (i,fl), s) ->
 645              let (_,_,body) = List.nth fl i in
 646               let body' =
 647                let counter = ref (List.length fl) in
 648                 List.fold_right
 649                  (fun _ -> decr counter ; S.subst (C.CoFix (!counter,fl)))
 650                  fl
 651                  body
 652               in
 653                reduce (k,e,ens,body',s)
 654           | config -> config
 655         in
 656          (match decofix (reduce (k,e,ens,term,[])) with
 657              (k', e', ens', C.MutConstruct (_,_,j,_), []) ->
 658               reduce (k, e, ens, (List.nth pl (j-1)), [])
 659            | (k', e', ens', C.MutConstruct (_,_,j,_), s') ->
 660               let (arity, r) =
 661                 let o,_ =
 662                   CicEnvironment.get_cooked_obj CicUniv.empty_ugraph mutind
 663                 in
 664                   match o with
 665                       C.InductiveDefinition (s,ingredients,r,_) ->
 666                         let (_,_,arity,_) = List.nth s i in
 667                           (arity,r)
 668                     | _ -> raise WrongUriToInductiveDefinition
 669               in
 670                let ts =
 671                 let num_to_eat = r in
 672                  let rec eat_first =
 673                   function
 674                      (0,l) -> l
 675                    | (n,he::s) when n > 0 -> eat_first (n - 1, s)
 676                    | _ -> raise (Impossible 5)
 677                  in
 678                   eat_first (num_to_eat,s')
 679                in
 680                 reduce (k, e, ens, (List.nth pl (j-1)), ts@s)
 681            | (_, _, _, C.Cast _, _)
 682            | (_, _, _, C.Implicit _, _) ->
 683               raise (Impossible 2) (* we don't trust our whd ;-) *)
 684            | config' ->
 685               (*CSC: here I am unwinding the configuration and for sure I
 686                 will do it twice; to avoid this unwinding I should push the
 687                 "match [] with _" continuation on the stack;
 688                 another possibility is to just return the original configuration,
 689                 partially undoing the weak-head computation *)
 690               (*this code is uncorrect since term' lives in e' <> e
 691               let term' = unwind config' in
 692                (k, e, ens, C.MutCase (mutind,i,outty,term',pl),s)
 693               *)
 694               config)
 695      | (k, e, ens, C.Fix (i,fl), s) as config ->
 696         let (_,recindex,_,body) = List.nth fl i in
 697          let recparam =
 698           try
 699            Some (RS.from_stack (List.nth s recindex))
 700           with
 701            _ -> None
 702          in
 703           (match recparam with
 704               Some recparam ->
 705                (match reduce recparam with
 706                    (* match recparam with *)
 707                    (_,_,_,C.MutConstruct _,_) as config ->
 708                     (* OLD
 709                     let body' =
 710                      let counter = ref (List.length fl) in
 711                       List.fold_right
 712                        (fun _ -> decr counter ; S.subst (C.Fix (!counter,fl)))
 713                        fl
 714                        body
 715                     in
 716                      reduce (k, e, ens, body', s) *)
 717                     (* NEW *)
 718                     let leng = List.length fl in
 719                     let new_env =
 720                      let counter = ref 0 in
 721                      let rec build_env e =
 722                       if !counter = leng then e
 723                       else
 724                        (incr counter ;
 725                         build_env
 726                          ((RS.to_env (k,e,ens,C.Fix (!counter -1, fl),[]))::e))
 727                      in
 728                       build_env e
 729                     in
 730                     let rec replace i s t =
 731                      match i,s with
 732                         0,_::tl -> t::tl
 733                       | n,he::tl -> he::(replace (n - 1) tl t)
 734                       | _,_ -> assert false in
 735                     let new_s =
 736                      replace recindex s (RS.compute_to_stack ~reduce ~unwind config)
 737                     in
 738                      reduce (k+leng, new_env, ens, body, new_s)
 739                  | _ -> config)
 740             | None -> config
 741           )
 742      | (_,_,_,C.CoFix _,_) as config -> config
 743    and push_exp_named_subst k e ens =
 744     function
 745        [] -> ens
 746      | (uri,t)::tl ->
 747          push_exp_named_subst k e ((uri,RS.to_ens (k,e,ens,t,[]))::ens) tl
 748    in
 749     reduce
 750   ;;
 751   (*
 752   let rec whd context t =
 753     try
 754       reduce context (0, [], [], t, [])
 755     with Not_found ->
 756       debug_print (lazy (CicPp.ppterm t)) ;
 757       raise Not_found
 758   ;;
 759   *)
 760
 761   let whd ?(delta=true) ?(subst=[]) context t =
 762    unwind (reduce ~delta ~subst context (0, [], [], t, []))
 763   ;;
 764
 765
 766  end
 767 ;;
 768
 769
 770 (* ROTTO = rompe l'unificazione poiche' riduce gli argomenti di un'applicazione
 771            senza ridurre la testa
 772 module R = Reduction CallByNameStrategy;; OK 56.368s
 773 module R = Reduction CallByValueStrategy;; ROTTO
 774 module R = Reduction CallByValueStrategyByNameOnConstants;; ROTTO
 775 module R = Reduction LazyCallByValueStrategy;; ROTTO
 776 module R = Reduction LazyCallByValueStrategyByNameOnConstants;; ROTTO
 777 module R = Reduction LazyCallByNameStrategy;; OK 0m56.398s
 778 module R = Reduction
 779  LazyCallByValueByNameOnConstantsWhenFromStack_ByNameStrategyWhenFromEnvOrEns;;
 780  OK 59.058s
 781 module R = Reduction ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsStrategy;; OK 58.583s
 782 module R = Reduction
 783  ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsByNameOnConstantsStrategy;; OK 58.094s
 784 module R = Reduction(ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsStrategy);; OK 58.127s
 785 *)
 786 (*module R = Reduction(CallByValueByNameForUnwind);; *)
 787 module R = Reduction(ClosuresOnStackByValueFromEnvOrEnsStrategy);;
 788 module U = UriManager;;
 789
 790 let whd = R.whd
 791
 792 (*
 793 let whd =
 794  let profiler_whd = HExtlib.profile ~enable:profile "are_convertible.whd" in
 795   fun ?(delta=true) ?(subst=[]) context t ->
 796    profiler_whd.HExtlib.profile (whd ~delta ~subst context) t
 797 *)
 798
 799   (* mimic ocaml (<< 3.08) "=" behaviour. Tests physical equality first then
 800     * fallbacks to structural equality *)
 801 let (===) x y =
 802   Pervasives.compare x y = 0
 803
 804 (* t1, t2 must be well-typed *)
 805 let are_convertible whd ?(subst=[]) ?(metasenv=[])  =
 806  let rec aux test_equality_only context t1 t2 ugraph =
 807   let aux2 test_equality_only t1 t2 ugraph =
 808
 809    (* this trivial euristic cuts down the total time of about five times ;-) *)
 810    (* this because most of the time t1 and t2 are "sintactically" the same   *)
 811    if t1 === t2 then
 812      true,ugraph
 813    else
 814     begin
 815      let module C = Cic in
 816        match (t1,t2) with
 817           (C.Rel n1, C.Rel n2) -> (n1 = n2),ugraph
 818         | (C.Var (uri1,exp_named_subst1), C.Var (uri2,exp_named_subst2)) ->
 819             if U.eq uri1 uri2 then
 820              (try
 821                List.fold_right2
 822                 (fun (uri1,x) (uri2,y) (b,ugraph) ->
 823                   let b',ugraph' = aux test_equality_only context x y ugraph in
 824                   (U.eq uri1 uri2 && b' && b),ugraph'
 825                 ) exp_named_subst1 exp_named_subst2 (true,ugraph)
 826               with
 827                Invalid_argument _ -> false,ugraph
 828              )
 829             else
 830               false,ugraph
 831         | (C.Meta (n1,l1), C.Meta (n2,l2)) ->
 832             if n1 = n2 then
 833               let b2, ugraph1 =
 834                 let l1 = CicUtil.clean_up_local_context subst metasenv n1 l1 in
 835                 let l2 = CicUtil.clean_up_local_context subst metasenv n2 l2 in
 836                   List.fold_left2
 837                     (fun (b,ugraph) t1 t2 ->
 838                        if b then
 839                          match t1,t2 with
 840                              None,_
 841                            | _,None  -> true,ugraph
 842                            | Some t1',Some t2' ->
 843                                aux test_equality_only context t1' t2' ugraph
 844                        else
 845                          false,ugraph
 846                     ) (true,ugraph) l1 l2
 847               in
 848                 if b2 then true,ugraph1 else false,ugraph
 849             else
 850               false,ugraph
 851           (* TASSI: CONSTRAINTS *)
 852         | (C.Sort (C.Type t1), C.Sort (C.Type t2)) when test_equality_only ->
 853             true,(CicUniv.add_eq t2 t1 ugraph)
 854           (* TASSI: CONSTRAINTS *)
 855         | (C.Sort (C.Type t1), C.Sort (C.Type t2)) ->
 856             true,(CicUniv.add_ge t2 t1 ugraph)
 857           (* TASSI: CONSTRAINTS *)
 858         | (C.Sort s1, C.Sort (C.Type _)) -> (not test_equality_only),ugraph
 859           (* TASSI: CONSTRAINTS *)
 860         | (C.Sort s1, C.Sort s2) -> (s1 = s2),ugraph
 861         | (C.Prod (name1,s1,t1), C.Prod(_,s2,t2)) ->
 862             let b',ugraph' = aux true context s1 s2 ugraph in
 863             if b' then
 864               aux test_equality_only ((Some (name1, (C.Decl s1)))::context)
 865                 t1 t2 ugraph'
 866             else
 867               false,ugraph
 868         | (C.Lambda (name1,s1,t1), C.Lambda(_,s2,t2)) ->
 869            let b',ugraph' = aux test_equality_only context s1 s2 ugraph in
 870            if b' then
 871              aux test_equality_only ((Some (name1, (C.Decl s1)))::context)
 872                t1 t2 ugraph'
 873            else
 874              false,ugraph
 875         | (C.LetIn (name1,s1,t1), C.LetIn(_,s2,t2)) ->
 876            let b',ugraph' = aux test_equality_only context s1 s2 ugraph in
 877            if b' then
 878             aux test_equality_only
 879              ((Some (name1, (C.Def (s1,None))))::context) t1 t2 ugraph'
 880            else
 881              false,ugraph
 882         | (C.Appl l1, C.Appl l2) ->
 883            (try
 884              List.fold_right2
 885                (fun  x y (b,ugraph) ->
 886                  if b then
 887                    aux test_equality_only context x y ugraph
 888                  else
 889                    false,ugraph) l1 l2 (true,ugraph)
 890             with
 891              Invalid_argument _ -> false,ugraph
 892            )
 893         | (C.Const (uri1,exp_named_subst1), C.Const (uri2,exp_named_subst2)) ->
 894             let b' = U.eq uri1 uri2 in
 895             if b' then
 896              (try
 897                List.fold_right2
 898                 (fun (uri1,x) (uri2,y) (b,ugraph) ->
 899                   if b && U.eq uri1 uri2 then
 900                     aux test_equality_only context x y ugraph
 901                   else
 902                     false,ugraph
 903                 ) exp_named_subst1 exp_named_subst2 (true,ugraph)
 904               with
 905                Invalid_argument _ -> false,ugraph
 906              )
 907             else
 908               false,ugraph
 909         | (C.MutInd (uri1,i1,exp_named_subst1),
 910            C.MutInd (uri2,i2,exp_named_subst2)
 911           ) ->
 912             let b' = U.eq uri1 uri2 && i1 = i2 in
 913             if b' then
 914              (try
 915                List.fold_right2
 916                 (fun (uri1,x) (uri2,y) (b,ugraph) ->
 917                   if b && U.eq uri1 uri2 then
 918                     aux test_equality_only context x y ugraph
 919                   else
 920                    false,ugraph
 921                 ) exp_named_subst1 exp_named_subst2 (true,ugraph)
 922               with
 923                Invalid_argument _ -> false,ugraph
 924              )
 925             else
 926               false,ugraph
 927         | (C.MutConstruct (uri1,i1,j1,exp_named_subst1),
 928            C.MutConstruct (uri2,i2,j2,exp_named_subst2)
 929           ) ->
 930             let b' = U.eq uri1 uri2 && i1 = i2 && j1 = j2 in
 931             if b' then
 932              (try
 933                List.fold_right2
 934                 (fun (uri1,x) (uri2,y) (b,ugraph) ->
 935                   if b && U.eq uri1 uri2 then
 936                     aux test_equality_only context x y ugraph
 937                   else
 938                     false,ugraph
 939                 ) exp_named_subst1 exp_named_subst2 (true,ugraph)
 940               with
 941                Invalid_argument _ -> false,ugraph
 942              )
 943             else
 944               false,ugraph
 945         | (C.MutCase (uri1,i1,outtype1,term1,pl1),
 946            C.MutCase (uri2,i2,outtype2,term2,pl2)) ->
 947             let b' = U.eq uri1 uri2 && i1 = i2 in
 948             if b' then
 949              let b'',ugraph''=aux test_equality_only context
 950                  outtype1 outtype2 ugraph in
 951              if b'' then
 952                let b''',ugraph'''= aux test_equality_only context
 953                    term1 term2 ugraph'' in
 954                List.fold_right2
 955                  (fun x y (b,ugraph) ->
 956                    if b then
 957                      aux test_equality_only context x y ugraph
 958                    else
 959                      false,ugraph)
 960                  pl1 pl2 (b''',ugraph''')
 961              else
 962                false,ugraph
 963             else
 964               false,ugraph
 965         | (C.Fix (i1,fl1), C.Fix (i2,fl2)) ->
 966             let tys =
 967               List.map (function (n,_,ty,_) -> Some (C.Name n,(C.Decl ty))) fl1
 968             in
 969             if i1 = i2 then
 970              List.fold_right2
 971               (fun (_,recindex1,ty1,bo1) (_,recindex2,ty2,bo2) (b,ugraph) ->
 972                 if b && recindex1 = recindex2 then
 973                   let b',ugraph' = aux test_equality_only context ty1 ty2
 974                       ugraph in
 975                   if b' then
 976                     aux test_equality_only (tys@context) bo1 bo2 ugraph'
 977                   else
 978                     false,ugraph
 979                 else
 980                   false,ugraph)
 981              fl1 fl2 (true,ugraph)
 982             else
 983               false,ugraph
 984         | (C.CoFix (i1,fl1), C.CoFix (i2,fl2)) ->
 985            let tys =
 986             List.map (function (n,ty,_) -> Some (C.Name n,(C.Decl ty))) fl1
 987            in
 988             if i1 = i2 then
 989               List.fold_right2
 990               (fun (_,ty1,bo1) (_,ty2,bo2) (b,ugraph) ->
 991                 if b then
 992                   let b',ugraph' = aux test_equality_only context ty1 ty2
 993                       ugraph in
 994                   if b' then
 995                     aux test_equality_only (tys@context) bo1 bo2 ugraph'
 996                   else
 997                     false,ugraph
 998                 else
 999                   false,ugraph)
1000              fl1 fl2 (true,ugraph)
1001             else
1002               false,ugraph
1003         | (C.Cast _, _) | (_, C.Cast _)
1004         | (C.Implicit _, _) | (_, C.Implicit _) -> assert false
1005         | (_,_) -> false,ugraph
1006     end
1007   in
1008     begin
1009      debug t1 [t2] "PREWHD";
1010      let t1' = whd ?delta:(Some true) ?subst:(Some subst) context t1 in
1011      let t2' = whd ?delta:(Some true) ?subst:(Some subst) context t2 in
1012       debug t1' [t2'] "POSTWHD";
1013       aux2 test_equality_only t1' t2' ugraph
1014     end
1015  in
1016   aux false (*c t1 t2 ugraph *)
1017 ;;
1018
1019 (* DEBUGGING ONLY
1020 let whd ?(delta=true) ?(subst=[]) context t =
1021  let res = whd ~delta ~subst context t in
1022  let rescsc = CicReductionNaif.whd ~delta ~subst context t in
1023   if not (fst (are_convertible CicReductionNaif.whd ~subst context res rescsc CicUniv.empty_ugraph)) then
1024    begin
1025     debug_print (lazy ("PRIMA: " ^ CicPp.ppterm t)) ;
1026     flush stderr ;
1027     debug_print (lazy ("DOPO: " ^ CicPp.ppterm res)) ;
1028     flush stderr ;
1029     debug_print (lazy ("CSC: " ^ CicPp.ppterm rescsc)) ;
1030     flush stderr ;
1031 fdebug := 0 ;
1032 let _ =  are_convertible CicReductionNaif.whd ~subst context res rescsc CicUniv.empty_ugraph in
1033     assert false ;
1034    end
1035   else
1036    res
1037 ;;
1038 *)
1039
1040 let are_convertible = are_convertible whd
1041
1042 let whd = R.whd
1043
1044 (*
1045 let profiler_other_whd = HExtlib.profile ~enable:profile "~are_convertible.whd"
1046 let whd ?(delta=true) ?(subst=[]) context t =
1047  let foo () =
1048   whd ~delta ~subst context t
1049  in
1050   profiler_other_whd.HExtlib.profile foo ()
1051 *)
1052
1053 let rec normalize ?(delta=true) ?(subst=[]) ctx term =
1054   let module C = Cic in
1055   let t = whd ~delta ~subst ctx term in
1056   let aux = normalize ~delta ~subst in
1057   let decl name t = Some (name, C.Decl t) in
1058   match t with
1059   | C.Rel n -> t
1060   | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
1061       C.Var (uri, List.map (fun (n,t) -> n,aux ctx t) exp_named_subst)
1062   | C.Meta (i,l) ->
1063       C.Meta (i,List.map (function Some t -> Some (aux ctx t) | None -> None) l)
1064   | C.Sort _ -> t
1065   | C.Implicit _ -> t
1066   | C.Cast (te,ty) -> C.Cast (aux ctx te, aux ctx ty)
1067   | C.Prod (n,s,t) ->
1068       let s' = aux ctx s in
1069       C.Prod (n, s', aux ((decl n s')::ctx) t)
1070   | C.Lambda (n,s,t) ->
1071       let s' = aux ctx s in
1072       C.Lambda (n, s', aux ((decl n s')::ctx) t)
1073   | C.LetIn (n,s,t) ->
1074       (* the term is already in weak head normal form *)
1075       assert false
1076   | C.Appl (h::l) -> C.Appl (h::(List.map (aux ctx) l))
1077   | C.Appl [] -> assert false
1078   | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
1079       C.Const (uri, List.map (fun (n,t) -> n,aux ctx t) exp_named_subst)
1080   | C.MutInd (uri,typeno,exp_named_subst) ->
1081       C.MutInd (uri,typeno, List.map (fun (n,t) -> n,aux ctx t) exp_named_subst)
1082   | C.MutConstruct (uri,typeno,consno,exp_named_subst) ->
1083       C.MutConstruct (uri, typeno, consno,
1084         List.map (fun (n,t) -> n,aux ctx t) exp_named_subst)
1085   | C.MutCase (sp,i,outt,t,pl) ->
1086       C.MutCase (sp,i, aux ctx outt, aux ctx t, List.map (aux ctx) pl)
1087 (*CSC: to be completed, I suppose *)
1088   | C.Fix _ -> t
1089   | C.CoFix _ -> t
1090
1091 let normalize ?delta ?subst ctx term =
1092 (*  prerr_endline ("NORMALIZE:" ^ CicPp.ppterm term); *)
1093   let t = normalize ?delta ?subst ctx term in
1094 (*  prerr_endline ("NORMALIZED:" ^ CicPp.ppterm t); *)
1095   t
1096
1097
1098 (* performs an head beta/cast reduction *)
1099 let rec head_beta_reduce =
1100  function
1101     (Cic.Appl (Cic.Lambda (_,_,t)::he'::tl')) ->
1102       let he'' = CicSubstitution.subst he' t in
1103        if tl' = [] then
1104         he''
1105        else
1106         let he''' =
1107          match he'' with
1108             Cic.Appl l -> Cic.Appl (l@tl')
1109           | _ -> Cic.Appl (he''::tl')
1110         in
1111          head_beta_reduce he'''
1112   | Cic.Cast (te,_) -> head_beta_reduce te
1113   | t -> t