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 let pp s =
  27   prerr_endline (Printf.sprintf "%-20s" !indent ^ " " ^ Lazy.force s)
  28 ;;
  29 *)
  30
  31 let pp _ = ();;
  32
  33 let wrap_exc msg = function
  34   | NCicUnification.Uncertain _ -> Uncertain msg
  35   | NCicUnification.UnificationFailure _ -> RefineFailure msg
  36   | NCicTypeChecker.TypeCheckerFailure _ -> RefineFailure msg
  37   | e -> raise e
  38 ;;
  39
  40 let exp_implicit metasenv context expty =
  41  let foo x = match expty with Some t -> `WithType t | None -> x in
  42  function
  43   | `Closed -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv [] (foo `Type)
  44   | `Type -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv context (foo `Type)
  45   | `Term -> NCicMetaSubst.mk_meta metasenv context (foo `Term)
  46   | _ -> assert false
  47 ;;
  48
  49 let force_to_sort metasenv subst context t =
  50   match NCicReduction.whd ~subst context t with
  51   | C.Meta (_,(_,(C.Irl 0 | C.Ctx []))) as t ->
  52      metasenv, subst, t
  53   | C.Meta (i,(_,lc)) as t ->
  54      let len = match lc with C.Irl len->len | C.Ctx l->List.length l in
  55      let metasenv, subst, _ =
  56        if len > 0 then
  57          NCicMetaSubst.restrict metasenv subst i (HExtlib.list_seq 1 (len+1))
  58        else metasenv, subst, 0
  59      in
  60      metasenv, subst, t
  61   | C.Sort _ -> metasenv, subst, t
  62   | _ -> assert false
  63 ;;
  64
  65 let sort_of_prod
  66   localise metasenv subst context orig_s orig_t (name,s) t (t1, t2)
  67 =
  68    let metasenv, subst, t1 = force_to_sort metasenv subst context t1 in
  69    let metasenv, subst, t2 =
  70      force_to_sort metasenv subst ((name,C.Decl s)::context) t2 in
  71    match t1, t2 with
  72    | C.Sort _, C.Sort C.Prop -> metasenv, subst, t2
  73    | C.Sort (C.Type u1), C.Sort (C.Type u2) ->
  74         metasenv, subst, C.Sort (C.Type (u1@u2))
  75    | C.Sort C.Prop,C.Sort (C.Type _) -> metasenv, subst, t2
  76    | C.Meta _, C.Sort _
  77    | C.Meta _, C.Meta _
  78    | C.Sort _, C.Meta  _ -> metasenv, subst, t2
  79    | x, (C.Sort _ | C.Meta _) | _, x ->
  80       let y, context, orig =
  81         if x == t1 then s, context, orig_s
  82         else t, ((name,C.Decl s)::context), orig_t
  83       in
  84       raise (RefineFailure (lazy (localise orig,Printf.sprintf
  85         "%s is expected to be a type, but its type is %s that is not a sort"
  86          (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context y)
  87          (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context x))))
  88 ;;
  89
  90 let check_allowed_sort_elimination localise r orig =
  91    let mkapp he arg =
  92      match he with
  93      | C.Appl l -> C.Appl (l @ [arg])
  94      | t -> C.Appl [t;arg] in
  95    (* ctx, ind_type @ lefts, sort_of_ind_ty@lefts, outsort *)
  96    let rec aux metasenv subst context ind arity1 arity2 =
  97      (*D*)inside 'S'; try let rc =
  98      let arity1 = NCicReduction.whd ~subst context arity1 in
  99      pp (lazy(NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity1 ^ " ... " ^
 100         NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity2 ^ "\nNEV:"^
 101 NCicPp.ppmetasenv ~subst metasenv
 102 ));
 103      match arity1 with
 104      | C.Prod (name,so1,de1) (* , t ==?== C.Prod _ *) ->
 105         let metasenv, meta, _ =
 106           NCicMetaSubst.mk_meta metasenv ((name,C.Decl so1)::context) `Type
 107         in
 108         let metasenv, subst =
 109           try NCicUnification.unify metasenv subst context
 110                 arity2 (C.Prod (name, so1, meta))
 111           with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig, Printf.sprintf
 112             "expected %s, found %s" (* XXX localizzare meglio *)
 113             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context (C.Prod (name, so1, meta)))
 114             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity2))) exc)
 115         in
 116         aux metasenv subst ((name, C.Decl so1)::context)
 117          (mkapp (NCicSubstitution.lift 1 ind) (C.Rel 1)) de1 meta
 118      | C.Sort _ (* , t ==?== C.Prod _ *) ->
 119         let metasenv, meta, _ = NCicMetaSubst.mk_meta metasenv [] `Type in
 120         let metasenv, subst =
 121           try NCicUnification.unify metasenv subst context
 122                 arity2 (C.Prod ("_", ind, meta))
 123           with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig, Printf.sprintf
 124             "expected %s, found %s" (* XXX localizzare meglio *)
 125             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context (C.Prod ("_", ind, meta)))
 126             (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context arity2))) exc)
 127         in
 128         (try NCicTypeChecker.check_allowed_sort_elimination
 129             ~metasenv ~subst r context ind arity1 arity2;
 130             metasenv, subst
 131         with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig,
 132           "Sort elimination not allowed ")) exc))
 133      | _ -> assert false
 134      (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 135    in
 136     aux
 137 ;;
 138
 139 let rec typeof
 140   ?(localise=fun _ -> Stdpp.dummy_loc) metasenv subst context term expty
 141 =
 142   let force_ty metasenv subst context orig t infty expty =
 143     (*D*)inside 'F'; try let rc =
 144     match expty with
 145     | Some expty ->
 146        (match t with
 147        | C.Implicit _
 148        | C.Lambda _ -> metasenv, subst, t, expty
 149        | _ ->
 150           pp (lazy (
 151           (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context infty) ^  " === " ^
 152           (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context expty)));
 153          let metasenv, subst =
 154            try NCicUnification.unify metasenv subst context infty expty
 155            with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig, Printf.sprintf
 156              "The term %s has type %s but is here used with type %s"
 157              (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t)
 158              (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context infty)
 159              (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context expty))) exc)
 160          in
 161          metasenv, subst, t, expty)
 162     | None -> metasenv, subst, t, infty
 163     (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 164   in
 165   let rec typeof_aux metasenv subst context expty =
 166     fun t as orig ->
 167     (*D*)inside 'R'; try let rc =
 168     pp (lazy (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t));
 169     let metasenv, subst, t, infty =
 170     match t with
 171     | C.Rel n ->
 172         let infty =
 173          (try
 174            match List.nth context (n - 1) with
 175            | (_,C.Decl ty) -> NCicSubstitution.lift n ty
 176            | (_,C.Def (_,ty)) -> NCicSubstitution.lift n ty
 177          with Failure _ ->
 178            raise (RefineFailure (lazy (localise t,"unbound variable"))))
 179         in
 180         metasenv, subst, t, infty
 181     | C.Sort (C.Type [false,u]) -> metasenv,subst,t,(C.Sort (C.Type [true, u]))
 182     | C.Sort (C.Type _) ->
 183         raise (AssertFailure (lazy ("Cannot type an inferred type: "^
 184           NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context t)))
 185     | C.Sort _ -> metasenv,subst,t,(C.Sort (C.Type NCicEnvironment.type0))
 186     | C.Implicit infos ->
 187          let metasenv,t,ty = exp_implicit metasenv context expty infos in
 188          metasenv, subst, t, ty
 189     | C.Meta (n,l) as t ->
 190        let ty =
 191         try
 192          let _,_,_,ty = NCicUtils.lookup_subst n subst in ty
 193         with NCicUtils.Subst_not_found _ -> try
 194          let _,_,ty = NCicUtils.lookup_meta n metasenv in
 195          match ty with C.Implicit _ -> assert false | _ -> ty
 196         with NCicUtils.Meta_not_found _ ->
 197          raise (AssertFailure (lazy (Printf.sprintf
 198           "%s not found" (NCicPp.ppterm ~subst ~metasenv ~context t))))
 199        in
 200        metasenv, subst, t, NCicSubstitution.subst_meta l ty
 201     | C.Const _ ->
 202        metasenv, subst, t, NCicTypeChecker.typeof ~subst ~metasenv context t
 203     | C.Prod (name,(s as orig_s),(t as orig_t)) ->
 204        let metasenv, subst, s, s1 = typeof_aux metasenv subst context None s in
 205        let context1 = (name,(C.Decl s))::context in
 206        let metasenv, subst, t, s2 = typeof_aux metasenv subst context1 None t in
 207        let metasenv, subst, ty =
 208          sort_of_prod localise metasenv subst
 209            context orig_s orig_t (name,s) t (s1,s2)
 210        in
 211        metasenv, subst, NCic.Prod(name,s,t), ty
 212     | C.Lambda (n,(s as orig_s),t) ->
 213        let exp_s, exp_ty_t =
 214          match expty with
 215          | None -> None, None
 216          | Some expty ->
 217              match NCicReduction.whd ~subst context expty with
 218              | C.Prod (_,s,t) -> Some s, Some t
 219              | _ -> None, None
 220        in
 221        let metasenv, subst, s, ty_s =
 222          typeof_aux metasenv subst context None s in
 223        let metasenv, subst, _ = force_to_sort metasenv subst context ty_s in
 224        let (metasenv,subst), exp_ty_t =
 225          match exp_s with
 226          | Some exp_s ->
 227              (try NCicUnification.unify metasenv subst context s exp_s,exp_ty_t
 228              with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig_s, Printf.sprintf
 229                "Source type %s was expected to be %s" (NCicPp.ppterm ~metasenv
 230                ~subst ~context s) (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context
 231                exp_s))) exc))
 232          | None -> (metasenv, subst), None
 233        in
 234        (* XXX coerce_to_sort s *)
 235        let context = (n,C.Decl s) :: context in
 236        let metasenv, subst, t, ty_t =
 237          typeof_aux metasenv subst context exp_ty_t t
 238        in
 239        metasenv, subst, C.Lambda(n,s,t), C.Prod (n,s,ty_t)
 240     | C.LetIn (n,ty,t,bo) ->
 241        let metasenv, subst, ty, ty_ty =
 242          typeof_aux metasenv subst context None ty in
 243        let metasenv, subst, _ = force_to_sort metasenv subst context ty_ty in
 244        let metasenv, subst, t, _ =
 245          typeof_aux metasenv subst context (Some ty) t in
 246        let context1 = (n, C.Def (t,ty)) :: context in
 247        let metasenv, subst, bo, bo_ty =
 248          typeof_aux metasenv subst context1 None bo
 249        in
 250        let bo_ty = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true t bo_ty in
 251        metasenv, subst, C.LetIn (n, ty, t, bo), bo_ty
 252     | C.Appl ((he as orig_he)::(_::_ as args)) ->
 253        let metasenv, subst, he, ty_he =
 254          typeof_aux metasenv subst context None he in
 255        eat_prods localise metasenv subst context orig_he he ty_he args
 256    | C.Appl _ -> raise (AssertFailure (lazy "Appl of length < 2"))
 257    | C.Match (Ref.Ref (_,Ref.Ind (_,tyno,_)) as r,
 258           outtype,(term as orig_term),pl) as orig ->
 259       let _, leftno, itl, _, _ = NCicEnvironment.get_checked_indtys r in
 260       let _, _, arity, cl = List.nth itl tyno in
 261       let constructorsno = List.length cl in
 262       let _, metasenv, args =
 263         NCicMetaSubst.saturate metasenv context arity 0 in
 264       let ind = if args = [] then C.Const r else C.Appl (C.Const r::args) in
 265       let metasenv, subst, term, _ =
 266         typeof_aux metasenv subst context (Some ind) term in
 267       let metasenv, subst, outtype, outsort =
 268         typeof_aux metasenv subst context None outtype in
 269       let parameters, arguments = HExtlib.split_nth leftno args in
 270       (* let's control if the sort elimination is allowed: [(I q1 ... qr)|B] *)
 271       let ind =
 272         if parameters = [] then C.Const r
 273         else C.Appl ((C.Const r)::parameters) in
 274       let metasenv, subst, ind, ind_ty =
 275         typeof_aux metasenv subst context None ind in
 276       let metasenv, subst =
 277          check_allowed_sort_elimination localise r orig_term metasenv subst
 278            context ind ind_ty outsort
 279       in
 280       (* let's check if the type of branches are right *)
 281       if List.length pl <> constructorsno then
 282        raise (RefineFailure (lazy (localise orig,
 283          "Wrong number of cases in a match")));
 284       let _, metasenv, subst, pl_rev =
 285         List.fold_left
 286           (fun (j, metasenv, subst, branches) p ->
 287               let cons =
 288                 let cons = Ref.mk_constructor j r in
 289                 if parameters = [] then C.Const cons
 290                 else C.Appl (C.Const cons::parameters)
 291               in
 292               let metasenv, subst, cons, ty_cons =
 293                 typeof_aux metasenv subst context None cons in
 294               let ty_branch =
 295                 NCicTypeChecker.type_of_branch
 296                   ~subst context leftno outtype cons ty_cons in
 297               pp (lazy ("TYPEOFBRANCH: " ^
 298                NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context p ^ " ::: " ^
 299                NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context ty_branch ));
 300               let metasenv, subst, p, _ =
 301                 typeof_aux metasenv subst context (Some ty_branch) p in
 302               j+1, metasenv, subst, p :: branches)
 303           (1, metasenv, subst, []) pl
 304       in
 305       metasenv, subst,
 306       C.Match (r, outtype, term, List.rev pl_rev),
 307       NCicReduction.head_beta_reduce (C.Appl (outtype::arguments@[term]))
 308     | C.Match _ -> assert false
 309     in
 310       force_ty metasenv subst context orig t infty expty
 311     (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 312   in
 313     typeof_aux metasenv subst context expty term
 314
 315 and eat_prods localise metasenv subst context orig_he he ty_he args =
 316   (*D*)inside 'E'; try let rc =
 317   let rec aux metasenv subst args_so_far ty_he = function
 318   | [] -> metasenv, subst, NCic.Appl (he :: List.rev args_so_far), ty_he
 319   | arg::tl ->
 320       match NCicReduction.whd ~subst context ty_he with
 321       | C.Prod (_,s,t) ->
 322           let metasenv, subst, arg, _ =
 323             typeof ~localise metasenv subst context arg (Some s) in
 324           let t = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true arg t in
 325           aux metasenv subst (arg :: args_so_far) t tl
 326       | t ->
 327           let metasenv, subst, arg, ty_arg =
 328             typeof ~localise metasenv subst context arg None in
 329           let metasenv, meta, _ =
 330             NCicMetaSubst.mk_meta metasenv
 331               (("_",C.Decl ty_arg) :: context) `Type
 332           in
 333           let flex_prod = C.Prod ("_", ty_arg, meta) in
 334           pp (lazy ( "UNIFICATION in CTX:\n"^
 335             NCicPp.ppcontext ~metasenv ~subst context
 336             ^ "\nOF: " ^
 337             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t ^  " === " ^
 338             NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context flex_prod ^ "\n"));
 339           let metasenv, subst =
 340              try NCicUnification.unify metasenv subst context t flex_prod
 341              with exc -> raise (wrap_exc (lazy (localise orig_he, Printf.sprintf
 342               ("The term %s is here applied to %d arguments but expects " ^^
 343               "only %d arguments") (NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context he)
 344               (List.length args) (List.length args_so_far))) exc)
 345               (* XXX coerce to funclass *)
 346           in
 347           let meta = NCicSubstitution.subst ~avoid_beta_redexes:true arg meta in
 348           aux metasenv subst (arg :: args_so_far) meta tl
 349   in
 350    aux metasenv subst [] ty_he args
 351   (*D*)in outside(); rc with exc -> outside (); raise exc
 352 ;;
 353 (* vim:set foldmethod=marker: *)