]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blob - helm/software/components/acic_procedural/acic2Procedural.ml
select now works correctly even if multiple hypotheses with the same name are
[helm.git] / helm / software / components / acic_procedural / acic2Procedural.ml
1 (* Copyright (C) 2003-2005, HELM Team.
2  * 
3  * This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
4  * Library of Mathematics, developed at the Computer Science
5  * Department, University of Bologna, Italy.
6  * 
7  * HELM is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
9  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
10  * of the License, or (at your option) any later version.
11  * 
12  * HELM is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with HELM; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
20  * MA  02111-1307, USA.
21  * 
22  * For details, see the HELM World-Wide-Web page,
23  * http://cs.unibo.it/helm/.
24  *)
25
26 module C    = Cic
27 module I    = CicInspect
28 module S    = CicSubstitution
29 module TC   = CicTypeChecker 
30 module Un   = CicUniv
31 module UM   = UriManager
32 module Obj  = LibraryObjects
33 module HObj = HelmLibraryObjects
34 module A    = Cic2acic
35 module Ut   = CicUtil
36 module E    = CicEnvironment
37 module Pp   = CicPp
38 module PEH  = ProofEngineHelpers
39 module HEL  = HExtlib
40 module DTI  = DoubleTypeInference
41
42 module Cl   = ProceduralClassify
43 module T    = ProceduralTypes
44 module Cn   = ProceduralConversion
45 module H    = ProceduralHelpers
46
47 type status = {
48    sorts : (C.id, A.sort_kind) Hashtbl.t;
49    types : (C.id, A.anntypes) Hashtbl.t;
50    prefix: string;
51    max_depth: int option;
52    depth: int;
53    context: C.context;
54    intros: string option list;
55    clears: string list;
56    clears_note: string;
57    case: int list;
58    skip_thm_and_qed : bool;
59 }
60
61 (* helpers ******************************************************************)
62
63 let split2_last l1 l2 =
64 try
65    let n = pred (List.length l1) in
66    let before1, after1 = HEL.split_nth n l1 in
67    let before2, after2 = HEL.split_nth n l2 in
68    before1, before2, List.hd after1, List.hd after2
69 with Invalid_argument _ -> failwith "A2P.split2_last"
70    
71 let string_of_head = function
72    | C.ASort _         -> "sort"
73    | C.AConst _        -> "const"
74    | C.AMutInd _       -> "mutind"
75    | C.AMutConstruct _ -> "mutconstruct"
76    | C.AVar _          -> "var"
77    | C.ARel _          -> "rel"
78    | C.AProd _         -> "prod"
79    | C.ALambda _       -> "lambda"
80    | C.ALetIn _        -> "letin"
81    | C.AFix _          -> "fix"
82    | C.ACoFix _        -> "cofix"
83    | C.AAppl _         -> "appl"
84    | C.ACast _         -> "cast"
85    | C.AMutCase _      -> "mutcase"
86    | C.AMeta _         -> "meta"
87    | C.AImplicit _     -> "implict"
88
89 let clear st = {st with intros = []}
90
91 let next st = {(clear st) with depth = succ st.depth}
92
93 let add st entry intro =
94    {st with context = entry :: st.context; intros = intro :: st.intros}
95
96 let push st = {st with case = 1 :: st.case}
97
98 let inc st =
99    {st with case = match st.case with 
100       | []       -> assert false
101       | hd :: tl -> succ hd :: tl
102    }
103
104 let case st str =
105    let case = String.concat "." (List.rev_map string_of_int st.case) in
106    Printf.sprintf "case %s: %s" case str
107
108 let test_depth st =
109 try   
110    let msg = Printf.sprintf "Depth %u: " st.depth in
111    match st.max_depth with
112       | None   -> true, "" 
113       | Some d -> if st.depth < d then true, msg else false, "DEPTH EXCEDED: "
114 with Invalid_argument _ -> failwith "A2P.test_depth"
115
116 let is_rewrite_right = function
117    | C.AConst (_, uri, []) ->
118       UM.eq uri HObj.Logic.eq_ind_r_URI || Obj.is_eq_ind_r_URI uri
119    | _                     -> false
120
121 let is_rewrite_left = function
122    | C.AConst (_, uri, []) ->
123       UM.eq uri HObj.Logic.eq_ind_URI || Obj.is_eq_ind_URI uri
124    | _                     -> false
125
126 let is_fwd_rewrite_right hd tl =
127    if is_rewrite_right hd then match List.nth tl 3 with
128       | C.ARel _ -> true
129       | _        -> false
130    else false
131
132 let is_fwd_rewrite_left hd tl =
133    if is_rewrite_left hd then match List.nth tl 3 with
134       | C.ARel _ -> true
135       | _        -> false
136    else false
137
138 let get_inner_types st v =
139 try
140    let id = Ut.id_of_annterm v in
141    try match Hashtbl.find st.types id with
142       | {A.annsynthesized = st; A.annexpected = Some et} -> Some (st, et)
143       | {A.annsynthesized = st; A.annexpected = None}    -> Some (st, st)
144    with Not_found -> None
145 with Invalid_argument _ -> failwith "A2P.get_inner_types"
146 (*
147 let get_inner_sort st v =
148 try
149    let id = Ut.id_of_annterm v in
150    try Hashtbl.find st.sorts id
151    with Not_found -> `Type (CicUniv.fresh())
152 with Invalid_argument _ -> failwith "A2P.get_sort"
153 *)
154 let get_type msg st bo =
155 try   
156    let ty, _ = TC.type_of_aux' [] st.context (H.cic bo) Un.empty_ugraph in
157    ty
158 with e -> failwith (msg ^ ": " ^ Printexc.to_string e)
159
160 let get_entry st id =
161    let rec aux = function
162       | []                                        -> assert false
163       | Some (C.Name name, e) :: _ when name = id -> e
164       | _ :: tl                                   -> aux tl
165    in
166    aux st.context
167
168 let get_ind_names uri tno =
169 try   
170    let ts = match E.get_obj Un.empty_ugraph uri with
171       | C.InductiveDefinition (ts, _, _, _), _ -> ts 
172       | _                                      -> assert false
173    in
174    match List.nth ts tno with
175       | (_, _, _, cs) -> List.map fst cs  
176 with Invalid_argument _ -> failwith "A2P.get_ind_names"
177
178 (* proof construction *******************************************************)
179
180 let used_premise = C.Name "USED"
181
182 let mk_exp_args hd tl classes synth =
183    let meta id = C.AImplicit (id, None) in
184    let map v (cl, b) =
185       if I.overlaps synth cl && b then v else meta ""
186    in
187    let rec aux = function
188       | [] -> []
189       | hd :: tl -> if hd = meta "" then aux tl else List.rev (hd :: tl)
190    in
191    let args = T.list_rev_map2 map tl classes in
192    let args = aux args in
193    if args = [] then hd else C.AAppl ("", hd :: args)
194
195 let mk_convert st ?name sty ety note =
196    let e = Cn.hole "" in
197    let csty, cety = H.cic sty, H.cic ety in
198    let _note = Printf.sprintf "%s\nSINTH: %s\nEXP: %s"
199       note (Pp.ppterm csty) (Pp.ppterm cety)
200    in
201    assert (Ut.is_sober csty); 
202    assert (Ut.is_sober cety);
203    if Ut.alpha_equivalence csty cety then [(* T.Note note *)] else 
204    let sty, ety = H.acic_bc st.context sty, H.acic_bc st.context ety in
205    match name with
206       | None         -> [T.Change (sty, ety, None, e, ""(*note*))]
207       | Some (id, i) -> 
208          begin match get_entry st id with
209             | C.Def _  -> assert false (* [T.ClearBody (id, note)] *)
210             | C.Decl _ -> [T.Change (ety, sty, Some (id, Some id), e, "" (* note *))] 
211          end
212
213 let convert st ?name v = 
214    match get_inner_types st v with
215       | None            -> [(*T.Note "NORMAL: NO INNER TYPES"*)]
216       | Some (sty, ety) -> mk_convert st ?name sty ety "NORMAL"
217
218 let convert_elim st ?name t v pattern =
219    match t, get_inner_types st t, get_inner_types st v with
220       | _, None, _
221       | _, _, None                                            -> [(* T.Note "ELIM: NO INNER TYPES"*)]
222       | C.AAppl (_, hd :: tl), Some (tsty, _), Some (vsty, _) ->
223          let where = List.hd (List.rev tl) in
224          let cty = Cn.elim_inferred_type 
225              st.context (H.cic vsty) (H.cic where) (H.cic hd) (H.cic pattern)
226          in
227          mk_convert st ?name (Cn.fake_annotate "" st.context cty) tsty "ELIM"
228       | _, Some _, Some _                                     -> assert false
229           
230 let get_intro = function 
231    | C.Anonymous -> None
232    | C.Name s    -> Some s
233
234 let mk_intros st what script =
235    let intros st script =
236       if st.intros = [] then script else
237       let count = List.length st.intros in
238       T.Intros (Some count, List.rev st.intros, "") :: script
239    in
240    let clears st script =
241       if true (* st.clears = [] *) then script else T.Clear (st.clears, st.clears_note) :: script
242    in
243    intros st (clears st (convert st what @ script))   
244
245 let mk_arg st = function
246    | C.ARel (_, _, i, name) as what -> convert st ~name:(name, i) what
247    | _                              -> []
248
249 let mk_fwd_rewrite st dtext name tl direction t =   
250    assert (List.length tl = 6);
251    let what, where, predicate = List.nth tl 5, List.nth tl 3, List.nth tl 2 in
252    let e = Cn.mk_pattern 1 predicate in
253    match where with
254       | C.ARel (_, _, i, premise) as v ->
255          let where = Some (premise, name) in
256 (*         let _script = convert_elim st ~name:(premise, i) t v e in *) 
257          let script = mk_arg st what @ mk_arg st v (* @ script *) in
258          let st = {st with context = Cn.clear st.context premise} in 
259          st, T.Rewrite (direction, what, where, e, dtext) :: script
260       | _                         -> assert false
261
262 let mk_rewrite st dtext where qs tl direction t = 
263    assert (List.length tl = 5);
264    let predicate = List.nth tl 2 in
265    let e = Cn.mk_pattern 1 predicate in
266    let script = [] (* convert_elim st t t e *) in
267    script @ [T.Rewrite (direction, where, None, e, dtext); T.Branch (qs, "")]
268
269 let rec proc_lambda st name v t =
270    let dno = DTI.does_not_occur 1 (H.cic t) in
271    let dno = dno && match get_inner_types st t with
272       | None          -> false
273       | Some (it, et) -> 
274          DTI.does_not_occur 1 (H.cic it) && DTI.does_not_occur 1 (H.cic et)
275    in
276    let name = match dno, name with
277       | true, _            -> C.Anonymous
278       | false, C.Anonymous -> H.mk_fresh_name st.context used_premise 
279       | false, name        -> name
280    in
281    let entry = Some (name, C.Decl (H.cic v)) in
282    let intro = get_intro name in
283    proc_proof (add st entry intro) t
284
285 and proc_letin st what name v t =
286    let intro = get_intro name in
287    let proceed, dtext = test_depth st in
288    let script = if proceed then 
289       let st, hyp, rqv = match get_inner_types st v with
290          | Some (ity, _) ->
291             let st, rqv = match v with
292                | C.AAppl (_, hd :: tl) when is_fwd_rewrite_right hd tl ->
293                   mk_fwd_rewrite st dtext intro tl true v
294                | C.AAppl (_, hd :: tl) when is_fwd_rewrite_left hd tl  ->
295                   mk_fwd_rewrite st dtext intro tl false v
296                | v                                                     ->
297                   let qs = [proc_proof (next st) v; [T.Id ""]] in
298                   let ity = H.acic_bc st.context ity in
299                   st, [T.Branch (qs, ""); T.Cut (intro, ity, dtext)]
300             in
301             st, C.Decl (H.cic ity), rqv
302          | None          ->
303             st, C.Def (H.cic v, None), [T.LetIn (intro, v, dtext)]
304       in
305       let entry = Some (name, hyp) in
306       let qt = proc_proof (next (add st entry intro)) t in
307       List.rev_append rqv qt      
308    else
309       [T.Apply (what, dtext)]
310    in
311    mk_intros st what script
312
313 and proc_rel st what = 
314    let _, dtext = test_depth st in
315    let text = "assumption" in
316    let script = [T.Apply (what, dtext ^ text)] in 
317    mk_intros st what script
318
319 and proc_mutconstruct st what = 
320    let _, dtext = test_depth st in
321    let script = [T.Apply (what, dtext)] in 
322    mk_intros st what script
323
324 and proc_appl st what hd tl =
325    let proceed, dtext = test_depth st in
326    let script = if proceed then
327       let ty = get_type "TC2" st hd in
328       let classes, rc = Cl.classify st.context ty in
329       let goal_arity = match get_inner_types st what with
330          | None          -> 0
331          | Some (ity, _) -> snd (PEH.split_with_whd (st.context, H.cic ity))
332       in
333       let parsno, argsno = List.length classes, List.length tl in
334       let decurry = parsno - argsno in
335       let diff = goal_arity - decurry in
336       if diff < 0 then failwith (Printf.sprintf "NOT TOTAL: %i %s |--- %s" diff (Pp.ppcontext st.context) (Pp.ppterm (H.cic hd)));
337       let rec mk_synth a n =
338          if n < 0 then a else mk_synth (I.S.add n a) (pred n)
339       in
340       let synth = mk_synth I.S.empty decurry in
341       let text = "" (* Printf.sprintf "%u %s" parsno (Cl.to_string h) *) in
342       let script = List.rev (mk_arg st hd) in
343       match rc with
344          | Some (i, j, uri, tyno) ->
345             let classes, tl, _, where = split2_last classes tl in
346             let script = List.rev (mk_arg st where) @ script in
347             let synth = I.S.add 1 synth in
348             let names = get_ind_names uri tyno in
349             let qs = proc_bkd_proofs (next st) synth names classes tl in
350             if is_rewrite_right hd then 
351                script @ mk_rewrite st dtext where qs tl false what
352             else if is_rewrite_left hd then 
353                script @ mk_rewrite st dtext where qs tl true what
354             else
355                let predicate = List.nth tl (parsno - i) in
356                let e = Cn.mk_pattern j predicate in
357                let using = Some hd in
358                (* convert_elim st what what e @ *) script @ 
359                [T.Elim (where, using, e, dtext ^ text); T.Branch (qs, "")]
360          | None        ->
361             let qs = proc_bkd_proofs (next st) synth [] classes tl in
362             let hd = mk_exp_args hd tl classes synth in
363             script @ [T.Apply (hd, dtext ^ text); T.Branch (qs, "")]
364    else
365       [T.Apply (what, dtext)]
366    in
367    mk_intros st what script
368
369 and proc_other st what =
370    let text = Printf.sprintf "%s: %s" "UNEXPANDED" (string_of_head what) in
371    let script = [T.Note text] in
372    mk_intros st what script
373
374 and proc_proof st t = 
375    let f st =
376       let xtypes, note = match get_inner_types st t with
377          | Some (it, et) -> Some (H.cic it, H.cic et), 
378           (Printf.sprintf "\nInferred: %s\nExpected: %s"
379           (Pp.ppterm (H.cic it)) (Pp.ppterm (H.cic et))) 
380          | None          -> None, "\nNo types"
381       in
382       let context, clears = Cn.get_clears st.context (H.cic t) xtypes in
383       let note = Pp.ppcontext st.context ^ note in
384       {st with context = context; clears = clears; clears_note = note; }
385    in
386    match t with
387       | C.ALambda (_, name, w, t)        -> proc_lambda st name w t
388       | C.ALetIn (_, name, v, t) as what -> proc_letin (f st) what name v t
389       | C.ARel _ as what                 -> proc_rel (f st) what
390       | C.AMutConstruct _ as what        -> proc_mutconstruct (f st) what
391       | C.AAppl (_, hd :: tl) as what    -> proc_appl (f st) what hd tl
392       | what                             -> proc_other (f st) what
393
394 and proc_bkd_proofs st synth names classes ts =
395 try 
396    let get_note =
397       let names = ref (names, push st) in
398       fun f -> 
399          match !names with 
400             | [], st       -> fun _ -> f st
401             | "" :: tl, st -> names := tl, st; fun _ -> f st
402             | hd :: tl, st -> 
403                let note = case st hd in
404                names := tl, inc st; 
405                fun b -> if b then T.Note note :: f st else f st
406    in
407    let _, dtext = test_depth st in   
408    let aux (inv, _) v =
409       if I.overlaps synth inv then None else
410       if I.S.is_empty inv then Some (get_note (fun st -> proc_proof st v)) else
411       Some (fun _ -> [T.Apply (v, dtext ^ "dependent")])
412    in   
413    let ps = T.list_map2_filter aux classes ts in
414    let b = List.length ps > 1 in
415    List.rev_map (fun f -> f b) ps
416
417 with Invalid_argument s -> failwith ("A2P.proc_bkd_proofs: " ^ s)
418
419 (* object costruction *******************************************************)
420
421 let is_theorem pars =   
422    List.mem (`Flavour `Theorem) pars || List.mem (`Flavour `Fact) pars || 
423    List.mem (`Flavour `Remark) pars || List.mem (`Flavour `Lemma) pars
424
425 let proc_obj st = function
426    | C.AConstant (_, _, s, Some v, t, [], pars) when is_theorem pars ->
427       let ast = proc_proof st v in
428       let steps, nodes = T.count_steps 0 ast, T.count_nodes 0 ast in
429       let text = Printf.sprintf "tactics: %u\nnodes: %u" steps nodes in
430       if st.skip_thm_and_qed then ast
431       else T.Theorem (Some s, t, "") :: ast @ [T.Qed text]
432    | _                                                               ->
433       failwith "not a theorem"
434
435 (* interface functions ******************************************************)
436
437 let acic2procedural ~ids_to_inner_sorts ~ids_to_inner_types ?depth
438 ?(skip_thm_and_qed=false) prefix aobj = 
439    let st = {
440       sorts       = ids_to_inner_sorts;
441       types       = ids_to_inner_types;
442       prefix      = prefix;
443       max_depth   = depth;
444       depth       = 0;
445       context     = [];
446       intros      = [];
447       clears      = [];
448       clears_note = "";
449       case        = [];
450       skip_thm_and_qed = skip_thm_and_qed;
451    } in
452    HLog.debug "Procedural: level 2 transformation";
453    let steps = proc_obj st aobj in
454    HLog.debug "Procedural: grafite rendering";
455    List.rev (T.render_steps [] steps)