helm/software/components/ng_refiner/nCicRefiner.ml

   1 (*
   2     ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
   3     ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science
   4     ||T||  Department, University of Bologna, Italy.
   5     ||I||
   6     ||T||  HELM is free software; you can redistribute it and/or
   7     ||A||  modify it under the terms of the GNU General Public License
   8     \   /  version 2 or (at your option) any later version.
   9      \ /   This software is distributed as is, NO WARRANTY.
  10       V_______________________________________________________________ *)
  11
  12 (* $Id$ *)
  13
  14 exception RefineFailure of (Stdpp.location * string) Lazy.t;;
  15 exception Uncertain of (Stdpp.location * string) Lazy.t;;
  16 exception AssertFailure of string Lazy.t;;
  17
  18 module C = NCic
  19 module Ref = NReference
  20
  21 let indent = ref "";;
  22 let inside c = indent := !indent ^ String.make 1 c;;
  23 let outside () = indent := String.sub !indent 0 (String.length !indent -1);;
  24
  25
  26 (*
  27 let pp s =
  28   prerr_endline (Printf.sprintf "%-20s" !indent ^ " " ^ Lazy.force s)
  29 ;;
  30 *)
  31
  32
  33 let pp _ = ();;
  34
  35 let wrap_exc msg = function
  36   | NCicUnification.Uncertain _ -> Uncertain msg
  37   | NCicUnification.UnificationFailure _ -> RefineFailure msg
  38   | NCicTypeChecker.TypeCheckerFailure _ -> RefineFailure msg
  39   | e -> raise e
  40 ;;
  41
  42 let exp_implicit metasenv context expty =
  43  let foo x = match expty with Some t -> `WithType t | None -> x in
  44  function
  45   | `Closed -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv [] (foo `Term)
  46   | `Type -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv context (foo `Type)
  47   | `Term -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv context (foo `Term)
  48   | _ -> assert false
  49 ;;
  50
  51
  52 let check_allowed_sort_elimination hdb localise r orig =
  53    let mkapp he arg =
  54      match he with
  55      | C.Appl l -> C.Appl (l @ [arg])
  56      | t -> C.Appl [t;arg] in
  57    (* ctx, ind_type @ lefts, sort_of_ind_ty@lefts, outsort *)
  58    let rec aux metasenv subst context ind arity1 arity2 =
  59      (*D*)inside 'S'; try let rc =
  60      let arity1 = NCicReduction.whd ~subst context arity1 in
  61      pp (lazy(NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity1 ^ "   elimsto   " ^
  62         NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity2 ^ "\nMENV:\n"^
  63         NCicPp.ppmetasenv ~subst metasenv));
  64      match arity1 with
  65      | C.Prod (name,so1,de1) (* , t ==?== C.Prod _ *) ->
  66         let metasenv, meta, _ =
  67           NCicMetaSubst.mk_meta metasenv ((name,C.Decl so1)::context) `Type
  68         in
  69         let metasenv, subst =
  70           try NCicUnification.unify hdb metasenv subst context
  71                 arity2 (C.Prod (name, so1, meta))
  72           with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig, Printf.sprintf
  73             "expected %s, found %s" (* XXX localizzare meglio *)
  74             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context (C.Prod (name, so1, meta)))
  75             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity2))) exc)
  76         in
  77         aux metasenv subst ((name, C.Decl so1)::context)
  78          (mkapp (NCicSubstitution.lift 1 ind) (C.Rel 1)) de1 meta
  79      | C.Sort _ (* , t ==?== C.Prod _ *) ->
  80         let metasenv, meta, _ = NCicMetaSubst.mk_meta metasenv [] `Type in
  81         let metasenv, subst =
  82           try NCicUnification.unify hdb metasenv subst context
  83                 arity2 (C.Prod ("_", ind, meta))
  84           with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig, Printf.sprintf
  85             "expected %s, found %s" (* XXX localizzare meglio *)
  86             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context (C.Prod ("_", ind, meta)))
  87             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity2))) exc)
  88         in
  89         (try NCicTypeChecker.check_allowed_sort_elimination
  90             ~metasenv ~subst r context ind arity1 arity2;
  91             metasenv, subst
  92         with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig,
  93           "Sort elimination not allowed ")) exc))
  94      | _ -> assert false
  95      (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
  96    in
  97     aux
  98 ;;
  99
 100 let rec typeof hdb
 101   ?(localise=fun _ -> Stdpp.dummy_loc)
 102   ~look_for_coercion metasenv subst context term expty
 103 =
 104   let force_ty skip_lambda metasenv subst context orig t infty expty =
 105     (*D*)inside 'F'; try let rc =
 106     match expty with
 107     | Some expty ->
 108        (match t with
 109        | C.Implicit _ -> assert false
 110        | C.Lambda _ when skip_lambda -> metasenv, subst, t, expty
 111        | _ ->
 112           pp (lazy (
 113           (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context infty) ^  " === " ^
 114           (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context expty)));
 115            try
 116              let metasenv, subst =
 117                NCicUnification.unify hdb metasenv subst context infty expty
 118              in
 119              metasenv, subst, t, expty
 120            with exc ->
 121              try_coercions hdb ~look_for_coercion ~localise
 122                metasenv subst context t orig infty expty true exc)
 123     | None -> metasenv, subst, t, infty
 124     (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 125   in
 126   let rec typeof_aux metasenv subst context expty =
 127     fun t as orig ->
 128     (*D*)inside 'R'; try let rc =
 129     pp (lazy (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t));
 130     pp (lazy (NCicPp.ppmetasenv ~subst metasenv));
 131     let metasenv, subst, t, infty =
 132     match t with
 133     | C.Rel n ->
 134         let infty =
 135          (try
 136            match List.nth context (n - 1) with
 137            | (_,C.Decl ty) -> NCicSubstitution.lift n ty
 138            | (_,C.Def (_,ty)) -> NCicSubstitution.lift n ty
 139          with Failure _ ->
 140            raise (RefineFailure (lazy (localise t,"unbound variable"))))
 141         in
 142         metasenv, subst, t, infty
 143     | C.Sort (C.Type [false,u]) -> metasenv,subst,t,(C.Sort (C.Type [true, u]))
 144     | C.Sort (C.Type _) ->
 145         raise (AssertFailure (lazy ("Cannot type an inferred type: "^
 146           NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context t)))
 147     | C.Sort _ -> metasenv,subst,t,(C.Sort (C.Type NCicEnvironment.type0))
 148     | C.Implicit infos ->
 149          let metasenv,t,ty = exp_implicit metasenv context expty infos in
 150          metasenv, subst, t, ty
 151     | C.Meta (n,l) as t ->
 152        let ty =
 153         try
 154          let _,_,_,ty = NCicUtils.lookup_subst n subst in ty
 155         with NCicUtils.Subst_not_found _ -> try
 156          let _,_,ty = NCicUtils.lookup_meta n metasenv in
 157          match ty with C.Implicit _ -> assert false | _ -> ty
 158         with NCicUtils.Meta_not_found _ ->
 159          raise (AssertFailure (lazy (Printf.sprintf
 160           "%s not found" (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context t))))
 161        in
 162        metasenv, subst, t, NCicSubstitution.subst_meta l ty
 163     | C.Const _ ->
 164        metasenv, subst, t, NCicTypeChecker.typeof ~subst ~metasenv context t
 165     | C.Prod (name,(s as orig_s),(t as orig_t)) ->
 166        let metasenv, subst, s, s1 = typeof_aux metasenv subst context None s in
 167        let metasenv, subst, s, s1 =
 168          force_to_sort hdb ~look_for_coercion
 169            metasenv subst context s orig_s localise s1 in
 170        let context1 = (name,(C.Decl s))::context in
 171        let metasenv, subst, t, s2 = typeof_aux metasenv subst context1 None t in
 172        let metasenv, subst, t, s2 =
 173          force_to_sort hdb ~look_for_coercion
 174            metasenv subst context1 t orig_t localise s2 in
 175        let metasenv, subst, s, t, ty =
 176          sort_of_prod localise metasenv subst
 177            context orig_s orig_t (name,s) t (s1,s2)
 178        in
 179        metasenv, subst, NCic.Prod(name,s,t), ty
 180     | C.Lambda (n,(s as orig_s),t) as orig ->
 181        let exp_s, exp_ty_t, force_after =
 182          match expty with
 183          | None -> None, None, false
 184          | Some expty ->
 185              match NCicReduction.whd ~subst context expty with
 186              | C.Prod (_,s,t) -> Some s, Some t, false
 187              | _ -> None, None, true
 188        in
 189        let metasenv, subst, s, ty_s =
 190          typeof_aux metasenv subst context None s in
 191        let metasenv, subst, s, _ =
 192          force_to_sort hdb ~look_for_coercion
 193            metasenv subst context s orig_s localise ty_s in
 194        let (metasenv,subst), exp_ty_t =
 195          match exp_s with
 196          | Some exp_s ->
 197              (try NCicUnification.unify hdb metasenv subst context s exp_s,exp_ty_t
 198              with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig_s, Printf.sprintf
 199                "Source type %s was expected to be %s" (NCicPp.ppterm ~metasenv
 200                ~subst ~context s) (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context
 201                exp_s))) exc))
 202          | None -> (metasenv, subst), None
 203        in
 204        let context_for_t = (n,C.Decl s) :: context in
 205        let metasenv, subst, t, ty_t =
 206          typeof_aux metasenv subst context_for_t exp_ty_t t
 207        in
 208        if force_after then
 209          force_ty false metasenv subst context orig
 210            (C.Lambda(n,s,t)) (C.Prod (n,s,ty_t)) expty
 211        else
 212          metasenv, subst, C.Lambda(n,s,t), C.Prod (n,s,ty_t)
 213     | C.LetIn (n,(ty as orig_ty),t,bo) ->
 214        let metasenv, subst, ty, ty_ty =
 215          typeof_aux metasenv subst context None ty in
 216        let metasenv, subst, ty, _ =
 217          force_to_sort hdb ~look_for_coercion
 218            metasenv subst context ty orig_ty localise ty_ty in
 219        let metasenv, subst, t, _ =
 220          typeof_aux metasenv subst context (Some ty) t in
 221        let context1 = (n, C.Def (t,ty)) :: context in
 222        let metasenv, subst, bo, bo_ty =
 223          typeof_aux metasenv subst context1 None bo
 224        in
 225        let bo_ty = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true t bo_ty in
 226        metasenv, subst, C.LetIn (n, ty, t, bo), bo_ty
 227     | C.Appl ((he as orig_he)::(_::_ as args)) ->
 228        let metasenv, subst, he, ty_he =
 229          typeof_aux metasenv subst context None he in
 230        eat_prods hdb ~localise ~look_for_coercion
 231          metasenv subst context orig_he he ty_he args
 232    | C.Appl _ -> raise (AssertFailure (lazy "Appl of length < 2"))
 233    | C.Match (Ref.Ref (_,Ref.Ind (_,tyno,_)) as r,
 234           outtype,(term as orig_term),pl) as orig ->
 235       let _, leftno, itl, _, _ = NCicEnvironment.get_checked_indtys r in
 236       let _, _, arity, cl = List.nth itl tyno in
 237       let constructorsno = List.length cl in
 238       let _, metasenv, args =
 239         NCicMetaSubst.saturate metasenv subst context arity 0 in
 240       let ind = if args = [] then C.Const r else C.Appl (C.Const r::args) in
 241       let metasenv, subst, term, _ =
 242         typeof_aux metasenv subst context (Some ind) term in
 243       let metasenv, subst, outtype, outsort =
 244         typeof_aux metasenv subst context None outtype in
 245       let parameters, arguments = HExtlib.split_nth leftno args in
 246       (* let's control if the sort elimination is allowed: [(I q1 ... qr)|B] *)
 247       let ind =
 248         if parameters = [] then C.Const r
 249         else C.Appl ((C.Const r)::parameters) in
 250       let metasenv, subst, ind, ind_ty =
 251         typeof_aux metasenv subst context None ind in
 252       let metasenv, subst =
 253          check_allowed_sort_elimination hdb localise r orig_term metasenv subst
 254            context ind ind_ty outsort
 255       in
 256       (* let's check if the type of branches are right *)
 257       if List.length pl <> constructorsno then
 258        raise (RefineFailure (lazy (localise orig,
 259          "Wrong number of cases in a match")));
 260       let _, metasenv, subst, pl_rev =
 261         List.fold_left
 262           (fun (j, metasenv, subst, branches) p ->
 263               let cons =
 264                 let cons = Ref.mk_constructor j r in
 265                 if parameters = [] then C.Const cons
 266                 else C.Appl (C.Const cons::parameters)
 267               in
 268               let metasenv, subst, cons, ty_cons =
 269                 typeof_aux metasenv subst context None cons in
 270               let ty_branch =
 271                 NCicTypeChecker.type_of_branch
 272                   ~subst context leftno outtype cons ty_cons in
 273               pp (lazy ("TYPEOFBRANCH: " ^
 274                NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context p ^ " ::: " ^
 275                NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context ty_branch ));
 276               let metasenv, subst, p, _ =
 277                 typeof_aux metasenv subst context (Some ty_branch) p in
 278               j+1, metasenv, subst, p :: branches)
 279           (1, metasenv, subst, []) pl
 280       in
 281       metasenv, subst,
 282       C.Match (r, outtype, term, List.rev pl_rev),
 283       NCicReduction.head_beta_reduce (C.Appl (outtype::arguments@[term]))
 284     | C.Match _ as orig ->
 285         prerr_endline (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context orig);
 286         assert false
 287     in
 288     pp (lazy (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t ^ " :: "^
 289          NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context infty ));
 290       force_ty true metasenv subst context orig t infty expty
 291     (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 292   in
 293     typeof_aux metasenv subst context expty term
 294
 295 and try_coercions hdb
 296   ~localise ~look_for_coercion
 297   metasenv subst context t orig_t infty expty perform_unification exc
 298 =
 299   (* we try with a coercion *)
 300   let rec first exc = function
 301   | [] ->
 302       raise (wrap_exc (lazy (localise orig_t, Printf.sprintf
 303         "The term %s has type %s but is here used with type %s"
 304         (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t)
 305         (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context infty)
 306         (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context expty))) exc)
 307   | (metasenv, newterm, newtype, meta)::tl ->
 308       try
 309           pp (lazy ( "UNIFICATION in CTX:\n"^
 310             NCicPp.ppcontext ~metasenv ~subst context
 311             ^ "\nMENV: " ^
 312             NCicPp.ppmetasenv metasenv ~subst
 313             ^ "\nOF: " ^
 314             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context meta ^  " === " ^
 315             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t ^ "\n"));
 316         let metasenv, subst =
 317           NCicUnification.unify hdb metasenv subst context meta t
 318         in
 319           pp (lazy ( "UNIFICATION in CTX:\n"^
 320             NCicPp.ppcontext ~metasenv ~subst context
 321             ^ "\nMENV: " ^
 322             NCicPp.ppmetasenv metasenv ~subst
 323             ^ "\nOF: " ^
 324             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context newtype ^  " === " ^
 325             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context expty ^ "\n"));
 326         let metasenv, subst =
 327           if perform_unification then
 328             NCicUnification.unify hdb metasenv subst context newtype expty
 329           else metasenv, subst
 330         in
 331         metasenv, subst, newterm, newtype
 332       with
 333       | NCicUnification.UnificationFailure _ -> first exc tl
 334       | NCicUnification.Uncertain _ as exc -> first exc tl
 335   in
 336     first exc
 337       (look_for_coercion metasenv subst context infty expty)
 338
 339 and force_to_sort hdb
 340   ~look_for_coercion metasenv subst context t orig_t localise ty
 341 =
 342   match NCicReduction.whd ~subst context ty with
 343   | C.Meta (_,(0,(C.Irl 0 | C.Ctx []))) as ty ->
 344      metasenv, subst, t, ty
 345   | C.Meta (i,(_,(C.Irl 0 | C.Ctx []))) ->
 346      metasenv, subst, t, C.Meta(i,(0,C.Irl 0))
 347   | C.Meta (i,(_,lc)) ->
 348      let len = match lc with C.Irl len->len | C.Ctx l->List.length l in
 349      let metasenv, subst, newmeta =
 350        if len > 0 then
 351          NCicMetaSubst.restrict metasenv subst i (HExtlib.list_seq 1 (len+1))
 352        else metasenv, subst, i
 353      in
 354      metasenv, subst, t, C.Meta (newmeta,(0,C.Irl 0))
 355   | C.Sort _ as ty -> metasenv, subst, t, ty
 356   | ty ->
 357       try_coercions hdb ~localise ~look_for_coercion metasenv subst context
 358         t orig_t ty (NCic.Sort (NCic.Type NCicEnvironment.type0)) false
 359          (Uncertain (lazy (localise orig_t,
 360          "The type of " ^ NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t
 361          ^ " is not a sort: " ^ NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context ty)))
 362
 363 and sort_of_prod
 364   localise metasenv subst context orig_s orig_t (name,s) t (t1, t2)
 365 =
 366    (* force to sort is done in the Prod case in typeof *)
 367    match t1, t2 with
 368    | C.Sort _, C.Sort C.Prop -> metasenv, subst, s, t, t2
 369    | C.Sort (C.Type u1), C.Sort (C.Type u2) ->
 370         metasenv, subst, s, t, C.Sort (C.Type (NCicEnvironment.max u1 u2))
 371    | C.Sort C.Prop,C.Sort (C.Type _) -> metasenv, subst, s, t, t2
 372    | C.Meta _, C.Sort _
 373    | C.Meta _, C.Meta (_,(_,_))
 374    | C.Sort _, C.Meta (_,(_,_)) -> metasenv, subst, s, t, t2
 375    | x, (C.Sort _ | C.Meta _) | _, x ->
 376       let y, context, orig =
 377         if x == t1 then s, context, orig_s
 378         else t, ((name,C.Decl s)::context), orig_t
 379       in
 380       raise (RefineFailure (lazy (localise orig,Printf.sprintf
 381         "%s is expected to be a type, but its type is %s that is not a sort"
 382          (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context y)
 383          (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context x))))
 384
 385 and eat_prods hdb
 386   ~localise ~look_for_coercion metasenv subst context orig_he he ty_he args
 387 =
 388   (*D*)inside 'E'; try let rc =
 389   let rec aux metasenv subst args_so_far he ty_he = function
 390   | []->metasenv, subst, NCicUntrusted.mk_appl he (List.rev args_so_far), ty_he
 391   | arg::tl ->
 392       match NCicReduction.whd ~subst context ty_he with
 393       | C.Prod (_,s,t) ->
 394           let metasenv, subst, arg, _ =
 395             typeof hdb ~look_for_coercion ~localise
 396               metasenv subst context arg (Some s) in
 397           let t = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true arg t in
 398           aux metasenv subst (arg :: args_so_far) he t tl
 399       | C.Meta _
 400       | C.Appl (C.Meta _ :: _) as t ->
 401           let metasenv, subst, arg, ty_arg =
 402             typeof hdb ~look_for_coercion ~localise
 403               metasenv subst context arg None in
 404           let metasenv, meta, _ =
 405             NCicMetaSubst.mk_meta metasenv
 406               (("_",C.Decl ty_arg) :: context) `Type
 407           in
 408           let flex_prod = C.Prod ("_", ty_arg, meta) in
 409           (* next line grants that ty_args is a type *)
 410           let metasenv,subst, flex_prod, _ =
 411            typeof hdb ~look_for_coercion ~localise metasenv subst
 412             context flex_prod None in
 413           pp (lazy ( "UNIFICATION in CTX:\n"^
 414             NCicPp.ppcontext ~metasenv ~subst context
 415             ^ "\nOF: " ^
 416             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t ^  " === " ^
 417             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context flex_prod ^ "\n"));
 418           let metasenv, subst =
 419              try NCicUnification.unify hdb metasenv subst context t flex_prod
 420              with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig_he, Printf.sprintf
 421               ("The term %s has an inferred type %s, but is applied to the" ^^
 422                " argument %s of type %s")
 423               (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context he)
 424               (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t)
 425               (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context arg)
 426               (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context ty_arg))) exc)
 427               (* XXX coerce to funclass *)
 428           in
 429           let meta = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true arg meta in
 430           aux metasenv subst (arg :: args_so_far) he meta tl
 431       | C.Match (_,_,C.Meta _,_)
 432       | C.Match (_,_,C.Appl (C.Meta _ :: _),_)
 433       | C.Appl (C.Const (NReference.Ref (_, NReference.Fix _)) :: _) ->
 434           raise (Uncertain (lazy (localise orig_he, Printf.sprintf
 435             ("The term %s is here applied to %d arguments but expects " ^^
 436             "only %d arguments") (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context he)
 437             (List.length args) (List.length args_so_far))))
 438       | ty ->
 439           let metasenv, subst, newhead, newheadty =
 440             try_coercions hdb ~localise ~look_for_coercion metasenv subst context
 441               (NCicUntrusted.mk_appl he (List.rev args_so_far)) orig_he ty
 442               (NCic.Prod ("_",NCic.Implicit `Term,NCic.Implicit `Term))
 443               false
 444               (RefineFailure (lazy (localise orig_he, Printf.sprintf
 445                ("The term %s is here applied to %d arguments but expects " ^^
 446                "only %d arguments") (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context he)
 447                (List.length args) (List.length args_so_far))))
 448           in
 449           aux metasenv subst [] newhead newheadty (arg :: tl)
 450   in
 451    aux metasenv subst [] he ty_he args
 452   (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 453 ;;
 454 (* vim:set foldmethod=marker: *)