helm/software/components/acic_procedural/proceduralOptimizer.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  *
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  16  *
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  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 Pp   = CicPp
  28 module I    = CicInspect
  29 module S    = CicSubstitution
  30 module DTI  = DoubleTypeInference
  31 module HEL  = HExtlib
  32 module PEH  = ProofEngineHelpers
  33
  34 module H    = ProceduralHelpers
  35 module Cl   = ProceduralClassify
  36
  37 (* term preprocessing: optomization 1 ***************************************)
  38
  39 let defined_premise = "DEFINED"
  40
  41 let define v =
  42    let name = C.Name defined_premise in
  43    (*CSC: here we need the type of v *)
  44    C.LetIn (name, v, assert false, C.Rel 1)
  45
  46 let clear_absts m =
  47    let rec aux k n = function
  48       | C.Lambda (s, v, t) when k > 0 ->
  49          C.Lambda (s, v, aux (pred k) n t)
  50       | C.Lambda (_, _, t) when n > 0 ->
  51          aux 0 (pred n) (S.lift (-1) t)
  52       | t                  when n > 0 ->
  53          Printf.eprintf "CicPPP clear_absts: %u %s\n" n (Pp.ppterm t);
  54          assert false
  55       | t                                 -> t
  56    in
  57    aux m
  58
  59 let rec add_abst k = function
  60    | C.Lambda (s, v, t) when k > 0 -> C.Lambda (s, v, add_abst (pred k) t)
  61    | t when k > 0 -> assert false
  62    | t -> C.Lambda (C.Anonymous, C.Implicit None, S.lift 1 t)
  63
  64 let rec opt1_letin g es c name v t =
  65    let name = H.mk_fresh_name c name in
  66    (*CSC: here we need the type of v *)
  67    let entry = Some (name, C.Def (v, assert false)) in
  68    let g t =
  69       if DTI.does_not_occur 1 t then begin
  70          let x = S.lift (-1) t in
  71          HLog.warn "Optimizer: remove 1"; opt1_proof g true c x
  72       end else
  73       let g = function
  74          | C.LetIn (nname, vv, tyty, tt) when H.is_proof c v ->
  75             (*CSC: here we need the type of v *)
  76             let x = C.LetIn (nname, vv, tyty,
  77              C.LetIn (name, tt, assert false, S.lift_from 2 1 t)) in
  78             HLog.warn "Optimizer: swap 1"; opt1_proof g true c x
  79          | v when H.is_proof c v && H.is_atomic v     ->
  80             let x = S.subst v t in
  81             HLog.warn "Optimizer: remove 5"; opt1_proof g true c x
  82          | v                                           ->
  83             (*CSC: here we need the type of v *)
  84             g (C.LetIn (name, v, assert false, t))
  85       in
  86       if es then opt1_term g es c v else g v
  87    in
  88    if es then opt1_proof g es (entry :: c) t else g t
  89
  90 and opt1_lambda g es c name w t =
  91    let name = H.mk_fresh_name c name in
  92    let entry = Some (name, C.Decl w) in
  93    let g t = g (C.Lambda (name, w, t)) in
  94    if es then opt1_proof g es (entry :: c) t else g t
  95
  96 and opt1_appl g es c t vs =
  97    let g vs =
  98       let g = function
  99          | C.LetIn (mame, vv, tyty, tt) ->
 100             let vs = List.map (S.lift 1) vs in
 101             let x = C.LetIn (mame, vv, tyty, C.Appl (tt :: vs)) in
 102             HLog.warn "Optimizer: swap 2"; opt1_proof g true c x
 103          | C.Lambda (name, ww, tt) ->
 104             let v, vs = List.hd vs, List.tl vs in
 105             (*CSC: here we need the type of v *)
 106             let x = C.Appl (C.LetIn (name, v, assert false, tt) :: vs) in
 107             HLog.warn "Optimizer: remove 2"; opt1_proof g true c x
 108          | C.Appl vvs              ->
 109             let x = C.Appl (vvs @ vs) in
 110             HLog.warn "Optimizer: nested application"; opt1_proof g true c x
 111          | t                       ->
 112             let rec aux d rvs = function
 113                | [], _                   ->
 114                   let x = C.Appl (t :: List.rev rvs) in
 115                   if d then opt1_proof g true c x else g x
 116                | v :: vs, (cc, bb) :: cs ->
 117                   if H.is_not_atomic v && I.S.mem 0 cc && bb then begin
 118                      HLog.warn "Optimizer: anticipate 1";
 119                      aux true (define v :: rvs) (vs, cs)
 120                   end else
 121                      aux d (v :: rvs) (vs, cs)
 122                | _, []                   -> assert false
 123             in
 124             let h () =
 125                let classes, conclusion = Cl.classify c (H.get_type c t) in
 126                let csno, vsno = List.length classes, List.length vs in
 127                if csno < vsno then
 128                   let vvs, vs = HEL.split_nth csno vs in
 129                   let x = C.Appl (define (C.Appl (t :: vvs)) :: vs) in
 130                   HLog.warn "Optimizer: anticipate 2"; opt1_proof g true c x
 131                else match conclusion, List.rev vs with
 132                   | Some _, rv :: rvs when csno = vsno && H.is_not_atomic rv ->
 133                      let x = C.Appl (t :: List.rev rvs @ [define rv]) in
 134                      HLog.warn "Optimizer: anticipate 3"; opt1_proof g true c x
 135                   | _ (* Some _, _ *)                                             ->
 136                      g (C.Appl (t :: vs))
 137 (*                | None, _                                                ->
 138                      aux false [] (vs, classes)
 139 *)          in
 140             let rec aux h prev = function
 141                | C.LetIn (name, vv, tyty, tt) :: vs ->
 142                   let t = S.lift 1 t in
 143                   let prev = List.map (S.lift 1) prev in
 144                   let vs = List.map (S.lift 1) vs in
 145                   let y = C.Appl (t :: List.rev prev @ tt :: vs) in
 146                   (*CSC: here we need the type of vv *)
 147                   let x = C.LetIn (name, vv, assert false, y) in
 148                   HLog.warn "Optimizer: swap 3"; opt1_proof g true c x
 149                | v :: vs                      -> aux h (v :: prev) vs
 150                | []                           -> h ()
 151             in
 152             aux h [] vs
 153       in
 154       if es then opt1_proof g es c t else g t
 155    in
 156    if es then H.list_map_cps g (fun h -> opt1_term h es c) vs else g vs
 157
 158 and opt1_mutcase g es c uri tyno outty arg cases =
 159    let eliminator = H.get_default_eliminator c uri tyno outty in
 160    let lpsno, (_, _, _, constructors) = H.get_ind_type uri tyno in
 161    let ps, sort_disp = H.get_ind_parameters c arg in
 162    let lps, rps = HEL.split_nth lpsno ps in
 163    let rpsno = List.length rps in
 164    let predicate = clear_absts rpsno (1 - sort_disp) outty in
 165    let is_recursive t =
 166       I.S.mem tyno (I.get_mutinds_of_uri uri t)
 167    in
 168    let map2 case (_, cty) =
 169       let map (h, case, k) (_, premise) =
 170          if h > 0 then pred h, case, k else
 171          if is_recursive premise then
 172             0, add_abst k case, k + 2
 173          else
 174             0, case, succ k
 175       in
 176       let premises, _ = PEH.split_with_whd (c, cty) in
 177       let _, lifted_case, _ =
 178          List.fold_left map (lpsno, case, 1) (List.rev (List.tl premises))
 179       in
 180       lifted_case
 181    in
 182    let lifted_cases = List.map2 map2 cases constructors in
 183    let args = eliminator :: lps @ predicate :: lifted_cases @ rps @ [arg] in
 184    let x = H.refine c (C.Appl args) in
 185    HLog.warn "Optimizer: remove 3"; opt1_proof g es c x
 186
 187 and opt1_cast g es c t w =
 188    let g t = HLog.warn "Optimizer: remove 4"; g t in
 189    if es then  opt1_proof g es c t else g t
 190
 191 and opt1_other g es c t = g t
 192
 193 and opt1_proof g es c = function
 194    (*CSC: what to do now that we have also ty? *)
 195    | C.LetIn (name, v, ty, t)   -> assert false (*opt1_letin g es c name v t*)
 196    | C.Lambda (name, w, t)      -> opt1_lambda g es c name w t
 197    | C.Appl (t :: v :: vs)      -> opt1_appl g es c t (v :: vs)
 198    | C.Appl [t]                 -> opt1_proof g es c t
 199    | C.MutCase (u, n, t, v, ws) -> opt1_mutcase g es c u n t v ws
 200    | C.Cast (t, w)              -> opt1_cast g es c t w
 201    | t                          -> opt1_other g es c t
 202
 203 and opt1_term g es c t =
 204    if H.is_proof c t then opt1_proof g es c t else g t
 205
 206 (* term preprocessing: optomization 2 ***************************************)
 207
 208 let expanded_premise = "EXPANDED"
 209
 210 let eta_expand g tys t =
 211    assert (tys <> []);
 212    let name i = Printf.sprintf "%s%u" expanded_premise i in
 213    let lambda i ty t = C.Lambda (C.Name (name i), ty, t) in
 214    let arg i = C.Rel (succ i) in
 215    let rec aux i f a = function
 216       | []            -> f, a
 217       | (_, ty) :: tl -> aux (succ i) (H.compose f (lambda i ty)) (arg i :: a) tl
 218    in
 219    let n = List.length tys in
 220    let absts, args = aux 0 H.identity [] tys in
 221    let t = match S.lift n t with
 222       | C.Appl ts -> C.Appl (ts @ args)
 223       | t         -> C.Appl (t :: args)
 224    in
 225    g (absts t)
 226
 227 let rec opt2_letin g c name v t =
 228    (*CSC: here we need the type of v *)
 229    let entry = Some (name, C.Def (v, assert false)) in
 230    let g t =
 231       (*CSC: here we need the type of v *)
 232       let g v = g (C.LetIn (name, v, assert false, t)) in
 233       opt2_term g c v
 234    in
 235    opt2_proof g (entry :: c) t
 236
 237 and opt2_lambda g c name w t =
 238    let entry = Some (name, C.Decl w) in
 239    let g t = g (C.Lambda (name, w, t)) in
 240    opt2_proof g (entry :: c) t
 241
 242 and opt2_appl g c t vs =
 243    let g vs =
 244       let x = C.Appl (t :: vs) in
 245       let vsno = List.length vs in
 246       let _, csno = PEH.split_with_whd (c, H.get_type c t) in
 247       if vsno < csno then
 248          let tys, _ = PEH.split_with_whd (c, H.get_type c x) in
 249          let tys = List.rev (List.tl tys) in
 250          let tys, _ = HEL.split_nth (csno - vsno) tys in
 251          HLog.warn "Optimizer: eta 1"; eta_expand g tys x
 252       else g x
 253    in
 254    H.list_map_cps g (fun h -> opt2_term h c) vs
 255
 256 and opt2_other g c t =
 257    let tys, csno = PEH.split_with_whd (c, H.get_type c t) in
 258    if csno > 0 then begin
 259       let tys = List.rev (List.tl tys) in
 260       HLog.warn "Optimizer: eta 2"; eta_expand g tys t
 261    end else g t
 262
 263 and opt2_proof g c = function
 264    (*CSC: what to do now that we have also ty? *)
 265    | C.LetIn (name, v, ty, t)  -> assert false (*opt2_letin g c name v t*)
 266    | C.Lambda (name, w, t) -> opt2_lambda g c name w t
 267    | C.Appl (t :: vs)      -> opt2_appl g c t vs
 268    | t                     -> opt2_other g c t
 269
 270 and opt2_term g c t =
 271    if H.is_proof c t then opt2_proof g c t else g t
 272
 273 (* object preprocessing *****************************************************)
 274
 275 let optimize_obj = function
 276    | C.Constant (name, Some bo, ty, pars, attrs) ->
 277       let bo, ty = H.cic_bc [] bo, H.cic_bc [] ty in
 278       let g bo =
 279          Printf.eprintf "Optimized : %s\nPost Nodes: %u\n"
 280             (Pp.ppterm bo) (I.count_nodes 0 bo);
 281          let _ = H.get_type [] (C.Cast (bo, ty)) in
 282          C.Constant (name, Some bo, ty, pars, attrs)
 283       in
 284       Printf.eprintf "BEGIN: %s\nPre Nodes : %u\n"
 285          name (I.count_nodes 0 bo);
 286       begin try opt1_term g (* (opt2_term g []) *) true [] bo
 287       with e -> failwith ("PPP: " ^ Printexc.to_string e) end
 288    | obj                                         -> obj