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 let pp s =
  26   prerr_endline (Printf.sprintf "%-20s" !indent ^ " " ^ Lazy.force s)
  27 ;;
  28
  29 (* let pp _ = ();; *)
  30
  31 let wrap_exc msg = function
  32   | NCicUnification.Uncertain _ -> Uncertain msg
  33   | NCicUnification.UnificationFailure _ -> RefineFailure msg
  34   | NCicTypeChecker.TypeCheckerFailure _ -> RefineFailure msg
  35   | e -> raise e
  36 ;;
  37
  38 let exp_implicit metasenv context expty =
  39  let foo x = match expty with Some t -> `WithType t | None -> x in
  40  function
  41   | `Closed -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv [] (foo `Type)
  42   | `Type -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv context (foo `Type)
  43   | `Term -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv context (foo `Term)
  44   | _ -> assert false
  45 ;;
  46
  47 let force_to_sort metasenv subst context t =
  48   match NCicReduction.whd ~subst context t with
  49   | C.Meta (_,(_,(C.Irl 0 | C.Ctx []))) as t ->
  50      metasenv, subst, t
  51   | C.Meta (i,(_,lc)) as t ->
  52      let len = match lc with C.Irl len->len | C.Ctx l->List.length l in
  53      let metasenv, subst, _ =
  54        if len > 0 then
  55          NCicMetaSubst.restrict metasenv subst i (HExtlib.list_seq 1 (len+1))
  56        else metasenv, subst, 0
  57      in
  58      metasenv, subst, t
  59   | C.Sort _ -> metasenv, subst, t
  60   | _ -> assert false
  61 ;;
  62
  63 let sort_of_prod
  64   localise metasenv subst context orig_s orig_t (name,s) t (t1, t2)
  65 =
  66    let metasenv, subst, t1 = force_to_sort metasenv subst context t1 in
  67    let metasenv, subst, t2 =
  68      force_to_sort metasenv subst ((name,C.Decl s)::context) t2 in
  69    match t1, t2 with
  70    | C.Sort _, C.Sort C.Prop -> metasenv, subst, t2
  71    | C.Sort (C.Type u1), C.Sort (C.Type u2) ->
  72         metasenv, subst, C.Sort (C.Type (u1@u2))
  73    | C.Sort C.Prop,C.Sort (C.Type _) -> metasenv, subst, t2
  74    | C.Meta _, C.Sort _
  75    | C.Meta _, C.Meta _
  76    | C.Sort _, C.Meta  _ -> metasenv, subst, t2
  77    | x, (C.Sort _ | C.Meta _) | _, x ->
  78       let y, context, orig =
  79         if x == t1 then s, context, orig_s
  80         else t, ((name,C.Decl s)::context), orig_t
  81       in
  82       raise (RefineFailure (lazy (localise orig,Printf.sprintf
  83         "%s is expected to be a type, but its type is %s that is not a sort"
  84          (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context y)
  85          (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context x))))
  86 ;;
  87
  88 let check_allowed_sort_elimination localise r orig =
  89    let mkapp he arg =
  90      match he with
  91      | C.Appl l -> C.Appl (l @ [arg])
  92      | t -> C.Appl [t;arg] in
  93    (* ctx, ind_type @ lefts, sort_of_ind_ty@lefts, outsort *)
  94    let rec aux metasenv subst context ind arity1 arity2 =
  95      (*D*)inside 'S'; try let rc =
  96      let arity1 = NCicReduction.whd ~subst context arity1 in
  97      match arity1 with
  98      | C.Prod (name,so1,de1) (* , t ==?== C.Prod _ *) ->
  99         let metasenv, meta, _ =
 100           NCicMetaSubst.mk_meta metasenv ((name,C.Decl so1)::context) `Typeless
 101         in
 102         let metasenv, subst =
 103           try NCicUnification.unify metasenv subst context
 104                 (C.Prod (name, so1, meta)) arity2
 105           with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig, Printf.sprintf
 106             "expected %s, found %s" (* XXX localizzare meglio *)
 107             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity1)
 108             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity2))) exc)
 109         in
 110         aux metasenv subst ((name, C.Decl so1)::context)
 111          (mkapp (NCicSubstitution.lift 1 ind) (C.Rel 1)) de1 meta
 112      | C.Sort _ (* , t ==?== C.Prod _ *) ->
 113         let metasenv, meta, _ = NCicMetaSubst.mk_meta metasenv [] `Typeless in
 114         let metasenv, subst =
 115           try NCicUnification.unify metasenv subst context
 116                 (C.Prod ("_", ind, meta)) arity2
 117           with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig, Printf.sprintf
 118             "expected %s, found %s" (* XXX localizzare meglio *)
 119             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity1)
 120             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity2))) exc)
 121         in
 122         (try NCicTypeChecker.check_allowed_sort_elimination
 123             ~metasenv ~subst r context ind arity1 arity2;
 124             metasenv, subst
 125         with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig,
 126           "Sort elimination not allowed ")) exc))
 127      | _ -> assert false
 128      (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 129    in
 130     aux
 131 ;;
 132
 133 let rec typeof
 134   ?(localise=fun _ -> Stdpp.dummy_loc) metasenv subst context term expty
 135 =
 136   let force_ty metasenv subst context orig t infty expty =
 137     (*D*)inside 'F'; try let rc =
 138     match expty with
 139     | Some expty ->
 140        (match t with
 141        | C.Implicit _
 142        | C.Lambda _ -> metasenv, subst, t, expty
 143        | _ ->
 144           pp (lazy (
 145           (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context infty) ^  " === " ^
 146           (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context expty)));
 147          let metasenv, subst =
 148            try NCicUnification.unify metasenv subst context infty expty
 149            with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig, Printf.sprintf
 150              "The term %s has type %s but is here used with type %s"
 151              (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t)
 152              (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context infty)
 153              (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context expty))) exc)
 154          in
 155          metasenv, subst, t, expty)
 156     | None -> metasenv, subst, t, infty
 157     (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 158   in
 159   let rec typeof_aux metasenv subst context expty =
 160     fun t as orig ->
 161     (*D*)inside 'R'; try let rc =
 162     pp (lazy (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t));
 163     let metasenv, subst, t, infty =
 164     match t with
 165     | C.Rel n ->
 166         let infty =
 167          (try
 168            match List.nth context (n - 1) with
 169            | (_,C.Decl ty) -> NCicSubstitution.lift n ty
 170            | (_,C.Def (_,ty)) -> NCicSubstitution.lift n ty
 171          with Failure _ ->
 172            raise (RefineFailure (lazy (localise t,"unbound variable"))))
 173         in
 174         metasenv, subst, t, infty
 175     | C.Sort (C.Type [false,u]) -> metasenv,subst,t,(C.Sort (C.Type [true, u]))
 176     | C.Sort (C.Type _) ->
 177         raise (AssertFailure (lazy ("Cannot type an inferred type: "^
 178           NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context t)))
 179     | C.Sort _ -> metasenv,subst,t,(C.Sort (C.Type NCicEnvironment.type0))
 180     | C.Implicit infos ->
 181          let metasenv,t,ty = exp_implicit metasenv context expty infos in
 182          metasenv, subst, t, ty
 183     | C.Meta (n,l) as t ->
 184        let ty =
 185         try
 186          let _,_,_,ty = NCicUtils.lookup_subst n subst in ty
 187         with NCicUtils.Subst_not_found _ -> try
 188          let _,_,ty = NCicUtils.lookup_meta n metasenv in
 189          match ty with C.Implicit _ -> assert false | _ -> ty
 190         with NCicUtils.Meta_not_found _ ->
 191          raise (AssertFailure (lazy (Printf.sprintf
 192           "%s not found" (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context t))))
 193        in
 194        metasenv, subst, t, NCicSubstitution.subst_meta l ty
 195     | C.Const _ ->
 196        metasenv, subst, t, NCicTypeChecker.typeof ~subst ~metasenv context t
 197     | C.Prod (name,(s as orig_s),(t as orig_t)) ->
 198        let metasenv, subst, s, s1 = typeof_aux metasenv subst context None s in
 199        let context1 = (name,(C.Decl s))::context in
 200        let metasenv, subst, t, s2 = typeof_aux metasenv subst context1 None t in
 201        let metasenv, subst, ty =
 202          sort_of_prod localise metasenv subst
 203            context orig_s orig_t (name,s) t (s1,s2)
 204        in
 205        metasenv, subst, NCic.Prod(name,s,t), ty
 206     | C.Lambda (n,(s as orig_s),t) ->
 207        let exp_s, exp_ty_t =
 208          match expty with
 209          | None -> None, None
 210          | Some expty ->
 211              match NCicReduction.whd ~subst context expty with
 212              | C.Prod (_,s,t) -> Some s, Some t
 213              | _ -> None, None
 214        in
 215        let metasenv, subst, s, ty_s =
 216          typeof_aux metasenv subst context None s in
 217        let metasenv, subst, _ = force_to_sort metasenv subst context ty_s in
 218        let (metasenv,subst), exp_ty_t =
 219          match exp_s with
 220          | Some exp_s ->
 221              (try NCicUnification.unify metasenv subst context s exp_s,exp_ty_t
 222              with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig_s, Printf.sprintf
 223                "Source type %s was expected to be %s" (NCicPp.ppterm ~metasenv
 224                ~subst ~context s) (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context
 225                exp_s))) exc))
 226          | None -> (metasenv, subst), None
 227        in
 228        (* XXX coerce_to_sort s *)
 229        let context = (n,C.Decl s) :: context in
 230        let metasenv, subst, t, ty_t =
 231          typeof_aux metasenv subst context exp_ty_t t
 232        in
 233        metasenv, subst, C.Lambda(n,s,t), C.Prod (n,s,ty_t)
 234     | C.LetIn (n,ty,t,bo) ->
 235        let metasenv, subst, ty, ty_ty =
 236          typeof_aux metasenv subst context None ty in
 237        let metasenv, subst, _ = force_to_sort metasenv subst context ty_ty in
 238        let metasenv, subst, t, _ =
 239          typeof_aux metasenv subst context (Some ty) t in
 240        let context1 = (n, C.Def (t,ty)) :: context in
 241        let metasenv, subst, bo, bo_ty =
 242          typeof_aux metasenv subst context1 None bo
 243        in
 244        let bo_ty = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true t bo_ty in
 245        metasenv, subst, C.LetIn (n, ty, t, bo), bo_ty
 246     | C.Appl ((he as orig_he)::(_::_ as args)) ->
 247        let metasenv, subst, he, ty_he =
 248          typeof_aux metasenv subst context None he in
 249        eat_prods localise metasenv subst context orig_he he ty_he args
 250    | C.Appl _ -> raise (AssertFailure (lazy "Appl of length < 2"))
 251    | C.Match (Ref.Ref (_,Ref.Ind (_,tyno,_)) as r,
 252           outtype,(term as orig_term),pl) as orig ->
 253       let _, leftno, itl, _, _ = NCicEnvironment.get_checked_indtys r in
 254       let _, _, arity, cl = List.nth itl tyno in
 255       let constructorsno = List.length cl in
 256       let _, metasenv, args =
 257         NCicMetaSubst.saturate metasenv context arity 0 in
 258       let ind = if args = [] then C.Const r else C.Appl (C.Const r::args) in
 259       let metasenv, subst, term, _ =
 260         typeof_aux metasenv subst context (Some ind) term in
 261       let metasenv, subst, outtype, outsort =
 262         typeof_aux metasenv subst context None outtype in
 263       let parameters, arguments = HExtlib.split_nth leftno args in
 264       (* let's control if the sort elimination is allowed: [(I q1 ... qr)|B] *)
 265       let ind =
 266         if parameters = [] then C.Const r
 267         else C.Appl ((C.Const r)::parameters) in
 268       let metasenv, subst, ind, ind_ty =
 269         typeof_aux metasenv subst context None ind in
 270       let metasenv, subst =
 271          check_allowed_sort_elimination localise r orig_term metasenv subst
 272            context ind ind_ty outsort
 273       in
 274       (* let's check if the type of branches are right *)
 275       if List.length pl <> constructorsno then
 276        raise (RefineFailure (lazy (localise orig,
 277          "Wrong number of cases in a match")));
 278       let _, metasenv, subst, pl_rev =
 279         List.fold_left
 280           (fun (j, metasenv, subst, branches) p ->
 281               let cons =
 282                 let cons = Ref.mk_constructor j r in
 283                 if parameters = [] then C.Const cons
 284                 else C.Appl (C.Const cons::parameters)
 285               in
 286               let metasenv, subst, cons, ty_cons =
 287                 typeof_aux metasenv subst context None cons in
 288               let ty_branch =
 289                 NCicTypeChecker.type_of_branch
 290                   ~subst context leftno outtype cons ty_cons in
 291               let metasenv, subst, p, _ =
 292                 typeof_aux metasenv subst context (Some ty_branch) p in
 293               j+1, metasenv, subst, p :: branches)
 294           (1, metasenv, subst, []) pl
 295       in
 296       metasenv, subst,
 297       C.Match (r, outtype, term, List.rev pl_rev),
 298       NCicReduction.head_beta_reduce (C.Appl (outtype::arguments@[term]))
 299     | C.Match _ -> assert false
 300     in
 301       force_ty metasenv subst context orig t infty expty
 302     (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 303   in
 304     typeof_aux metasenv subst context expty term
 305
 306 and eat_prods localise metasenv subst context orig_he he ty_he args =
 307   (*D*)inside 'E'; try let rc =
 308   let rec aux metasenv subst args_so_far ty_he = function
 309   | [] -> metasenv, subst, NCic.Appl (he :: List.rev args_so_far), ty_he
 310   | arg::tl ->
 311       match NCicReduction.whd ~subst context ty_he with
 312       | C.Prod (_,s,t) ->
 313           let metasenv, subst, arg, _ =
 314             typeof ~localise metasenv subst context arg (Some s) in
 315           let t = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true arg t in
 316           aux metasenv subst (arg :: args_so_far) t tl
 317       | t ->
 318           let metasenv, subst, arg, ty_arg =
 319             typeof ~localise metasenv subst context arg None in
 320           let metasenv, meta, _ =
 321             NCicMetaSubst.mk_meta metasenv
 322               (("_",C.Decl ty_arg) :: context) `Type
 323           in
 324           let flex_prod = C.Prod ("_", ty_arg, meta) in
 325           pp (lazy ( "UNIFICATION in CTX:\n"^
 326             NCicPp.ppcontext ~metasenv ~subst context ^ "\nMENV:\n" ^
 327             NCicPp.ppmetasenv ~subst metasenv ^ "\nOF: " ^
 328             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t ^  " === " ^
 329             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context flex_prod ^ "\n"));
 330           let metasenv, subst =
 331              try NCicUnification.unify metasenv subst context t flex_prod
 332              with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig_he, Printf.sprintf
 333               ("The term %s is here applied to %d arguments but expects " ^^
 334               "only %d arguments") (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context he)
 335               (List.length args) (List.length args_so_far))) exc)
 336               (* XXX coerce to funclass *)
 337           in
 338           let meta = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true arg meta in
 339           aux metasenv subst (arg :: args_so_far) meta tl
 340   in
 341    aux metasenv subst [] ty_he args
 342   (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 343 ;;
 344 (* vim:set foldmethod=marker: *)