helm/ocaml/tactics/autoTactic.ml

   1 (* Copyright (C) 2002, HELM Team.
   2  *
   3  * This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
   4  * Library of Mathematics, developed at the Computer Science
   5  * Department, University of Bologna, Italy.
   6  *
   7  * HELM is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  10  * of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * HELM is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with HELM; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  20  * MA  02111-1307, USA.
  21  *
  22  * For details, see the HELM World-Wide-Web page,
  23  * http://cs.unibo.it/helm/.
  24  *)
  25
  26  let debug = false
  27  let debug_print s = if debug then prerr_endline (Lazy.force s)
  28
  29 (* let debug_print = fun _ -> () *)
  30
  31 (* Profiling code
  32 let new_experimental_hint =
  33  let profile = CicUtil.profile "new_experimental_hint" in
  34  fun ~dbd ~facts ?signature ~universe status ->
  35   profile.profile (MetadataQuery.new_experimental_hint ~dbd ~facts ?signature ~universe) status
  36 *) let new_experimental_hint = MetadataQuery.new_experimental_hint
  37
  38 (* In this versions of auto_tac we maintain an hash table of all inspected
  39    goals. We assume that the context is invariant for application.
  40    To this aim, it is essential to sall hint_verbose, that in turns calls
  41    apply_verbose. *)
  42
  43 type exitus =
  44     No of int
  45   | Yes of Cic.term * int
  46   | NotYetInspected
  47
  48 let inspected_goals = Hashtbl.create 503;;
  49
  50 let search_theorems_in_context status =
  51   let (proof, goal) = status in
  52   let module C = Cic in
  53   let module R = CicReduction in
  54   let module S = CicSubstitution in
  55   let module PET = ProofEngineTypes in
  56   let module PT = PrimitiveTactics in
  57   let _,metasenv,_,_ = proof in
  58   let _,context,ty = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
  59   let rec find n = function
  60     | [] -> []
  61     | hd::tl ->
  62         let res =
  63           (* we should check that the hypothesys has not been cleared *)
  64           if List.nth context (n-1) = None then
  65             None
  66           else
  67             try
  68               let (subst,(proof, goal_list)) =
  69                 PT.apply_tac_verbose ~term:(C.Rel n) status
  70               in
  71               (*
  72                  let goal_list =
  73                    List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list in
  74               *)
  75               Some (subst,(proof, goal_list))
  76             with
  77              PET.Fail _ -> None
  78         in
  79         (match res with
  80         | Some res -> res::(find (n+1) tl)
  81         | None -> find (n+1) tl)
  82   in
  83   try
  84     find 1 context
  85   with Failure s -> []
  86 ;;
  87
  88
  89 let compare_goals proof goal1 goal2 =
  90   let _,metasenv,_,_ = proof in
  91   let (_, ey1, ty1) = CicUtil.lookup_meta goal1 metasenv in
  92   let (_, ey2, ty2) =  CicUtil.lookup_meta goal2 metasenv in
  93   let ty_sort1,_ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey1 ty1
  94                      CicUniv.empty_ugraph in
  95   let ty_sort2,_ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey2 ty2
  96                      CicUniv.empty_ugraph in
  97   let prop1 =
  98     let b,_ = CicReduction.are_convertible ey1 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort1
  99                 CicUniv.empty_ugraph in
 100       if b then 0 else 1
 101   in
 102   let prop2 =
 103     let b,_ = CicReduction.are_convertible ey2 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort2
 104                 CicUniv.empty_ugraph in
 105       if b then 0 else 1
 106   in
 107   prop1 - prop2
 108
 109
 110 let new_search_theorems f dbd proof goal depth sign =
 111   let choices = f (proof,goal)
 112   in
 113   List.map
 114     (function (subst,(proof, goallist)) ->
 115        (* let goallist = reorder_goals dbd sign proof goallist in *)
 116         let goallist = List.sort (compare_goals proof) goallist in
 117        (subst,(proof,(List.map (function g -> (g,depth)) goallist), sign)))
 118     choices
 119 ;;
 120
 121 exception NoOtherChoices;;
 122
 123 let rec auto_single dbd proof goal ey ty depth width sign already_seen_goals
 124  universe
 125   =
 126   if depth = 0 then [] else
 127   if List.mem ty already_seen_goals then [] else
 128   let already_seen_goals = ty::already_seen_goals in
 129   let facts = (depth = 1) in
 130   let _,metasenv,p,_ = proof in
 131     (* first of all we check if the goal has been already
 132        inspected *)
 133   assert (CicUtil.exists_meta goal metasenv);
 134   let exitus =
 135     try Hashtbl.find inspected_goals ty
 136     with Not_found -> NotYetInspected in
 137   let is_meta_closed = CicUtil.is_meta_closed ty in
 138     begin
 139       match exitus with
 140           Yes (bo,_) ->
 141             (*
 142               debug_print (lazy "ALREADY PROVED!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!");
 143               debug_print (lazy (CicPp.ppterm ty));
 144             *)
 145             let subst_in =
 146               (* if we just apply the subtitution, the type
 147                  is irrelevant: we may use Implicit, since it will
 148                  be dropped *)
 149               CicMetaSubst.apply_subst
 150                 [(goal,(ey, bo, Cic.Implicit None))] in
 151             let (proof,_) =
 152               ProofEngineHelpers.subst_meta_and_metasenv_in_proof
 153                 proof goal subst_in metasenv in
 154               [(subst_in,(proof,[],sign))]
 155         | No d when (d >= depth) ->
 156             (* debug_print (lazy "PRUNED!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"); *)
 157             [] (* the empty list means no choices, i.e. failure *)
 158         | No _
 159         | NotYetInspected ->
 160               debug_print (lazy ("CURRENT GOAL = " ^ CicPp.ppterm ty));
 161               debug_print (lazy ("CURRENT PROOF = " ^ CicPp.ppterm p));
 162               debug_print (lazy ("CURRENT HYP = " ^ CicPp.ppcontext ey));
 163             let sign, new_sign =
 164               if is_meta_closed then
 165                 None, Some (MetadataConstraints.signature_of ty)
 166               else sign,sign in (* maybe the union ? *)
 167             let local_choices =
 168               new_search_theorems
 169                 search_theorems_in_context dbd
 170                 proof goal (depth-1) new_sign in
 171             let global_choices =
 172               new_search_theorems
 173                 (fun status ->
 174                    List.map snd
 175                    (new_experimental_hint
 176                       ~dbd ~facts:facts ?signature:sign ~universe status))
 177                 dbd proof goal (depth-1) new_sign in
 178             let all_choices =
 179               local_choices@global_choices in
 180             let sorted_choices =
 181               List.stable_sort
 182                 (fun (_, (_, goals1, _)) (_, (_, goals2, _)) ->
 183                    Pervasives.compare
 184                    (List.length goals1) (List.length goals2))
 185                 all_choices in
 186               (match (auto_new dbd width already_seen_goals universe sorted_choices)
 187                with
 188                    [] ->
 189                      (* no proof has been found; we update the
 190                         hastable *)
 191                      (* if is_meta_closed then *)
 192                        Hashtbl.add inspected_goals ty (No depth);
 193                      []
 194                  | (subst,(proof,[],sign))::tl1 ->
 195                      (* a proof for goal has been found:
 196                         in order to get the proof we apply subst to
 197                         Meta[goal] *)
 198                      if is_meta_closed  then
 199                        begin
 200                          let irl =
 201                            CicMkImplicit.identity_relocation_list_for_metavariable ey in
 202                          let meta_proof =
 203                            subst (Cic.Meta(goal,irl)) in
 204                            Hashtbl.add inspected_goals
 205                              ty (Yes (meta_proof,depth));
 206 (*
 207                            begin
 208                              let cty,_ =
 209                                CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey meta_proof CicUniv.empty_ugraph
 210                              in
 211                                if not (cty = ty) then
 212                                  begin
 213                                    debug_print (lazy ("ty =  "^CicPp.ppterm ty));
 214                                    debug_print (lazy ("cty =  "^CicPp.ppterm cty));
 215                                    assert false
 216                                  end
 217                                    Hashtbl.add inspected_goals
 218                                    ty (Yes (meta_proof,depth));
 219                            end;
 220 *)
 221                        end;
 222                      (subst,(proof,[],sign))::tl1
 223                  | _ -> assert false)
 224     end
 225
 226 and auto_new dbd width already_seen_goals universe = function
 227   | [] -> []
 228   | (subst,(proof, goals, sign))::tl ->
 229       let _,metasenv,_,_ = proof in
 230       let goals'=
 231         List.filter (fun (goal, _) -> CicUtil.exists_meta goal metasenv) goals
 232       in
 233         auto_new_aux dbd
 234         width already_seen_goals universe ((subst,(proof, goals', sign))::tl)
 235
 236 and auto_new_aux dbd width already_seen_goals universe = function
 237   | [] -> []
 238   | (subst,(proof, [], sign))::tl -> (subst,(proof, [], sign))::tl
 239   | (subst,(proof, (goal,0)::_, _))::tl ->
 240       auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 241   | (subst,(proof, goals, _))::tl when
 242       (List.length goals) > width ->
 243       auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 244   | (subst,(proof, (goal,depth)::gtl, sign))::tl ->
 245       let _,metasenv,p,_ = proof in
 246       let (_, ey ,ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 247       match (auto_single dbd proof goal ey ty depth
 248         (width - (List.length gtl)) sign already_seen_goals) universe
 249       with
 250           [] -> auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 251         | (local_subst,(proof,[],sign))::tl1 ->
 252             let new_subst f t = f (subst t) in
 253             let is_meta_closed = CicUtil.is_meta_closed ty in
 254             let all_choices =
 255               if is_meta_closed then
 256                 (new_subst local_subst,(proof,gtl,sign))::tl
 257               else
 258                 let tl2 =
 259                   (List.map
 260                      (function (f,(p,l,s)) -> (new_subst f,(p,l@gtl,s))) tl1)
 261                 in
 262                   (new_subst local_subst,(proof,gtl,sign))::tl2@tl in
 263               auto_new dbd width already_seen_goals universe all_choices
 264         | _ -> assert false
 265  ;;
 266
 267 let default_depth = 5
 268 let default_width = 3
 269
 270 (*
 271 let auto_tac ?(depth=default_depth) ?(width=default_width) ~(dbd:HMysql.dbd)
 272   ()
 273 =
 274   let auto_tac dbd (proof,goal) =
 275   let universe = MetadataQuery.signature_of_goal ~dbd (proof,goal) in
 276   Hashtbl.clear inspected_goals;
 277   debug_print (lazy "Entro in Auto");
 278   let id t = t in
 279   let t1 = Unix.gettimeofday () in
 280   match auto_new dbd width [] universe [id,(proof, [(goal,depth)],None)] with
 281       [] ->  debug_print (lazy "Auto failed");
 282         raise (ProofEngineTypes.Fail "No Applicable theorem")
 283     | (_,(proof,[],_))::_ ->
 284         let t2 = Unix.gettimeofday () in
 285         debug_print (lazy "AUTO_TAC HA FINITO");
 286         let _,_,p,_ = proof in
 287         debug_print (lazy (CicPp.ppterm p));
 288         Printf.printf "tempo: %.9f\n" (t2 -. t1);
 289         (proof,[])
 290     | _ -> assert false
 291   in
 292   ProofEngineTypes.mk_tactic (auto_tac dbd)
 293 ;;
 294 *)
 295
 296 let paramodulation_tactic = ref
 297   (fun dbd ?full ?depth ?width status ->
 298      raise (ProofEngineTypes.Fail (lazy "Not Ready yet...")));;
 299
 300 let term_is_equality = ref
 301   (fun term -> debug_print (lazy "term_is_equality E` DUMMY!!!!"); false);;
 302
 303
 304 let auto_tac ?(depth=default_depth) ?(width=default_width) ?paramodulation
 305     ?full ~(dbd:HMysql.dbd) () =
 306   let auto_tac dbd (proof, goal) =
 307     let normal_auto () =
 308       let universe = MetadataQuery.signature_of_goal ~dbd (proof, goal) in
 309       Hashtbl.clear inspected_goals;
 310       debug_print (lazy "Entro in Auto");
 311       let id t = t in
 312       let t1 = Unix.gettimeofday () in
 313       match
 314         auto_new dbd width [] universe [id, (proof, [(goal, depth)], None)]
 315       with
 316         [] ->  debug_print(lazy "Auto failed");
 317           raise (ProofEngineTypes.Fail (lazy "No Applicable theorem"))
 318       | (_,(proof,[],_))::_ ->
 319           let t2 = Unix.gettimeofday () in
 320           debug_print (lazy "AUTO_TAC HA FINITO");
 321           let _,_,p,_ = proof in
 322           debug_print (lazy (CicPp.ppterm p));
 323           debug_print (lazy (Printf.sprintf "tempo: %.9f\n" (t2 -. t1)));
 324           (proof,[])
 325       | _ -> assert false
 326     in
 327     let full = match full with None -> false | Some _ -> true in
 328     let paramodulation_ok =
 329       match paramodulation with
 330       | None -> false
 331       | Some _ ->
 332           let _, metasenv, _, _ = proof in
 333           let _, _, meta_goal = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 334           full || (!term_is_equality meta_goal)
 335     in
 336     if paramodulation_ok then (
 337       debug_print (lazy "USO PARAMODULATION...");
 338 (*       try *)
 339       !paramodulation_tactic dbd ~depth ~width ~full (proof, goal)
 340 (*       with ProofEngineTypes.Fail _ -> *)
 341 (*         normal_auto () *)
 342     ) else
 343       normal_auto ()
 344   in
 345   ProofEngineTypes.mk_tactic (auto_tac dbd)
 346 ;;