helm/software/components/tactics/closeCoercionGraph.ml

   1 (* Copyright (C) 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://helm.cs.unibo.it/
  24  *)
  25
  26 (* $Id: cicCoercion.ml 7077 2006-12-05 15:44:54Z fguidi $ *)
  27
  28 let debug = false
  29 let debug_print s = if debug then prerr_endline (Lazy.force s) else ()
  30
  31 (* given the new coercion uri from src to tgt returns the list
  32  * of new coercions to create. the list elements are
  33  * (source, list of coercions to follow, target)
  34  *)
  35 let get_closure_coercions src tgt uri coercions =
  36   let enrich (uri,sat,_) tgt =
  37    let arity = match tgt with CoercDb.Fun n -> n | _ -> 0 in
  38     uri,sat,arity
  39   in
  40   let uri = enrich uri tgt in
  41   let eq_carr ?exact s t =
  42     debug_print(lazy(CoercDb.string_of_carr s^" VS "^CoercDb.string_of_carr t));
  43     let rc = CoercDb.eq_carr ?exact s t in
  44     debug_print(lazy(string_of_bool rc));
  45     rc
  46   in
  47   match src,tgt with
  48   | CoercDb.Uri _, CoercDb.Uri _ ->
  49       debug_print (lazy ("Uri, Uri4"));
  50       let c_from_tgt =
  51         List.filter
  52           (fun (f,t,_) ->
  53              debug_print (lazy ("Uri, Uri3"));
  54              eq_carr f tgt)
  55           coercions
  56       in
  57       let c_to_src =
  58         List.filter
  59           (fun (f,t,_) ->
  60              debug_print (lazy ("Uri, Uri2"));
  61              eq_carr t src)
  62           coercions
  63       in
  64         (HExtlib.flatten_map
  65           (fun (_,t,ul) ->
  66              if eq_carr ~exact:true src t then [] else
  67              List.map (fun u -> src,[uri; enrich u t],t) ul) c_from_tgt) @
  68         (HExtlib.flatten_map
  69           (fun (s,t,ul) ->
  70              if eq_carr ~exact:true s tgt then [] else
  71              List.map (fun u -> s,[enrich u t; uri],tgt) ul) c_to_src) @
  72         (HExtlib.flatten_map
  73           (fun (s,t1,u1l) ->
  74             HExtlib.flatten_map
  75               (fun (_,t,u2l) ->
  76                 HExtlib.flatten_map
  77                   (fun u1 ->
  78                   debug_print (lazy ("Uri, Uri1"));
  79                     if  eq_carr ~exact:true s t
  80                      || eq_carr ~exact:true s tgt
  81                      || eq_carr ~exact:true src t
  82                     then [] else
  83                     List.map
  84                       (fun u2 -> (s,[enrich u1 t1;uri;enrich u2 t],t))
  85                       u2l)
  86                   u1l)
  87               c_from_tgt)
  88           c_to_src)
  89   | _ -> [] (* do not close in case source or target is not an indty ?? *)
  90 ;;
  91
  92 let obj_attrs n = [`Class (`Coercion n); `Generated]
  93
  94 exception UnableToCompose
  95
  96 (* generate_composite (c2 (c1 s)) in the universe graph univ
  97    both living in the same context and metasenv
  98
  99     c2 ?p2 (c1 ?p1 ?x ?s1) ?s2
 100
 101     where:
 102      ?pn + 1 + ?sn = count_pi n - arity n
 103 *)
 104 let generate_composite' (c1,sat1,arity1) (c2,sat2,arity2) context metasenv univ=
 105   let original_metasenv = metasenv in
 106   let c1_ty,univ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context c1 univ in
 107   let c2_ty,univ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context c2 univ in
 108   let rec mk_implicits = function
 109     | 0 -> [] | n -> (Cic.Implicit None) :: mk_implicits (n-1)
 110   in
 111   let rec mk_lambda_spine c namer = function
 112     | 0 -> c
 113     | n ->
 114         Cic.Lambda
 115           (namer n,
 116            (Cic.Implicit None),
 117            mk_lambda_spine (CicSubstitution.lift 1 c) namer (n-1))
 118   in
 119   let count_pis t arity =
 120     let rec aux acc n = function
 121       | Cic.Prod (name,src,tgt) -> aux (acc@[name]) (n+1) tgt
 122       | _ -> n,acc
 123     in
 124     let len,names = aux [] 0 t in
 125     let len = len - arity in
 126     List.fold_left
 127       (fun (n,l) x -> if n < len then n+1,l@[x] else n,l) (0,[])
 128       names
 129   in
 130   let compose c1 nc1 c2 nc2 =
 131    Cic.Appl ((*CicSubstitution.lift 1*) c2 :: mk_implicits (nc2 - sat2 - 1) @
 132      Cic.Appl ((*CicSubstitution.lift 1*) c1 :: mk_implicits nc1 ) ::
 133      mk_implicits sat2)
 134   in
 135   let rec create_subst_from_metas_to_rels n = function
 136     | [] -> []
 137     | (metano, ctx, ty)::tl ->
 138         (metano,(ctx,Cic.Rel n,ty)) ::
 139           create_subst_from_metas_to_rels (n-1) tl
 140   in
 141   let split_metasenv metasenv n =
 142     List.partition (fun (_,ctx,_) -> List.length ctx >= n) metasenv
 143   in
 144   let purge_unused_lambdas metasenv t =
 145     let rec aux = function
 146         | Cic.Lambda (_, Cic.Meta (i,_), t) when
 147           List.exists (fun (j,_,_) -> j = i) metasenv ->
 148             aux (CicSubstitution.subst (Cic.Rel ~-100) t)
 149         | Cic.Lambda (name, s, t) ->
 150             Cic.Lambda (name, s, aux t)
 151         | t -> t
 152     in
 153     aux t
 154   in
 155   let order_body_menv term body_metasenv c1_pis c2_pis =
 156     let rec purge_lambdas = function
 157       | Cic.Lambda (_,_,t) -> purge_lambdas t
 158       | t -> t
 159     in
 160     let skip_appl = function | Cic.Appl l -> List.tl l | _ -> assert false in
 161     let rec metas_of_term_and_types t =
 162       let metas = CicUtil.metas_of_term t in
 163       let types =
 164        List.flatten
 165         (List.map
 166           (fun (i,_) -> try
 167             let _,_,ty = CicUtil.lookup_meta i body_metasenv in metas_of_term_and_types ty
 168             with CicUtil.Meta_not_found _ -> [])
 169           metas)
 170       in
 171       metas @ types
 172     in
 173     let sorted_metas_of_term world t =
 174       let metas = metas_of_term_and_types t in
 175       (* this check should be useless *)
 176       let metas = List.filter (fun (i,_)->List.exists (fun (j,_,_) -> j=i) world) metas in
 177       let order_metas metasenv metas =
 178         let module OT = struct type t = int let compare = Pervasives.compare end in
 179         let module S = HTopoSort.Make (OT) in
 180         let dep i =
 181           try
 182             let _,_,ty = List.find (fun (j,_,_) -> j=i) metasenv in
 183             let metas = List.map fst (CicUtil.metas_of_term ty) in
 184             HExtlib.list_uniq (List.sort Pervasives.compare metas)
 185           with Not_found -> []
 186         in
 187           S.topological_sort (List.map (fun (i,_) -> i) metas) dep
 188       in
 189       order_metas world metas
 190     in
 191     let metas_that_saturate l =
 192       List.fold_left
 193         (fun (acc,n) t ->
 194           let metas = sorted_metas_of_term body_metasenv t in
 195           let metas =
 196             List.filter (fun i -> List.for_all (fun (j,_) -> j<>i) acc) metas in
 197           let metas = List.map (fun i -> i,n) metas in
 198           metas @ acc, n+1)
 199         ([],0) l
 200     in
 201     let l_c2 = skip_appl (purge_lambdas term) in
 202     let l_c2_b,l_c2_a =
 203      try
 204       HExtlib.split_nth (c2_pis - sat2 - 1) l_c2
 205      with
 206       Failure _ -> assert false in
 207     let l_c1,l_c2_a =
 208      match l_c2_a with
 209         Cic.Appl (_::l_c1)::tl -> l_c1,tl
 210       | _ -> assert false in
 211     let meta_to_be_coerced =
 212      try
 213       match List.nth l_c1 (c1_pis - sat1 - 1) with
 214        | Cic.Meta (i,_) -> Some i
 215        | t ->
 216           debug_print
 217             (lazy("meta_to_be_coerced: " ^ CicPp.ppterm t));
 218           debug_print
 219             (lazy("c1_pis: " ^ string_of_int c1_pis ^
 220              " sat1:" ^ string_of_int sat1));
 221           None
 222      with
 223       Failure _ -> assert false
 224     in
 225     (* BIG HACK ORRIBLE:
 226      * it should be (l_c2_b @ l_c1 @ l_c2_a), but in this case sym (eq_f) gets
 227      *  \A,B,f,x,y,Exy and not \B,A,f,x,y,Exy
 228      * as an orrible side effect, the other composites get a type lyke
 229      *  \A,x,y,Exy,B,f with 2 saturations
 230      *)
 231     let meta2no = fst (metas_that_saturate (l_c1 @ l_c2_b @ l_c2_a)) in
 232     let sorted =
 233      List.sort
 234       (fun (i,ctx1,ty1) (j,ctx1,ty1) ->
 235           try List.assoc i meta2no -  List.assoc j meta2no
 236           with Not_found -> assert false)
 237       body_metasenv
 238     in
 239     let rec position_of n acc =
 240      function
 241         [] -> assert false
 242       | (i,_,_)::_ when i = n -> acc
 243       | _::tl -> position_of n (acc + 1) tl
 244     in
 245     let saturations_res, position_of_meta_to_be_coerced =
 246       match meta_to_be_coerced with
 247       | None -> 0,0
 248       | Some meta_to_be_coerced ->
 249           debug_print
 250             (lazy ("META_TO_BE_COERCED: " ^ string_of_int meta_to_be_coerced));
 251           let position_of_meta_to_be_coerced =
 252             position_of meta_to_be_coerced 0 sorted in
 253           debug_print (lazy ("POSITION_OF_META_TO_BE_COERCED: " ^
 254             string_of_int position_of_meta_to_be_coerced));
 255           List.length sorted - position_of_meta_to_be_coerced - 1,
 256           position_of_meta_to_be_coerced
 257     in
 258     debug_print (lazy ("SATURATIONS: " ^ string_of_int saturations_res));
 259     sorted, saturations_res, position_of_meta_to_be_coerced
 260   in
 261   let namer l n =
 262     let l = List.map (function Cic.Name s -> s | _ -> "A") l in
 263     let l = List.fold_left
 264       (fun acc s ->
 265         let rec add' s =
 266           if List.exists ((=) s) acc then add' (s^"'") else s
 267         in
 268         acc@[add' s])
 269       [] l
 270     in
 271     let l = List.rev l in
 272     Cic.Name (List.nth l (n-1))
 273   in
 274   debug_print (lazy ("\nCOMPOSING"));
 275   debug_print (lazy (" c1= "^CicPp.ppterm c1 ^"  :  "^ CicPp.ppterm c1_ty));
 276   debug_print (lazy (" c2= "^CicPp.ppterm c2 ^"  :  "^ CicPp.ppterm c2_ty));
 277   let c1_pis, names_c1 = count_pis c1_ty arity1 in
 278   let c2_pis, names_c2 = count_pis c2_ty arity2 in
 279   let c = compose c1 c1_pis c2 c2_pis in
 280   let spine_len = c1_pis + c2_pis in
 281   let c = mk_lambda_spine c (namer (names_c1 @ names_c2)) spine_len in
 282   debug_print (lazy ("COMPOSTA: " ^ CicPp.ppterm c));
 283   let old_insert_coercions = !CicRefine.insert_coercions in
 284   let old_pack_coercions = !CicRefine.pack_coercions in
 285   let c, metasenv, univ, saturationsres, cpos =
 286     try
 287       CicRefine.insert_coercions := false;
 288       CicRefine.pack_coercions := false;
 289       let term, ty, metasenv, ugraph =
 290         CicRefine.type_of_aux' metasenv context c univ
 291       in
 292       debug_print(lazy("COMPOSED REFINED: "^CicPp.ppterm term));
 293       debug_print(lazy("COMPOSED REFINED (pretty): "^
 294         CicMetaSubst.ppterm_in_context [] ~metasenv term context));
 295 (*       let metasenv = order_metasenv metasenv in *)
 296 (*       debug_print(lazy("ORDERED MENV: "^CicMetaSubst.ppmetasenv [] metasenv)); *)
 297       let body_metasenv, lambdas_metasenv =
 298         split_metasenv metasenv (spine_len + List.length context)
 299       in
 300       debug_print(lazy("B_MENV: "^CicMetaSubst.ppmetasenv [] body_metasenv));
 301       debug_print(lazy("L_MENV: "^CicMetaSubst.ppmetasenv [] lambdas_metasenv));
 302       let body_metasenv, saturationsres, cpos =
 303        order_body_menv term body_metasenv c1_pis c2_pis
 304       in
 305       debug_print(lazy("ORDERED_B_MENV: "^CicMetaSubst.ppmetasenv [] body_metasenv));
 306       let subst = create_subst_from_metas_to_rels spine_len body_metasenv in
 307       debug_print (lazy("SUBST: "^CicMetaSubst.ppsubst body_metasenv subst));
 308       let term = CicMetaSubst.apply_subst subst term in
 309       let metasenv = CicMetaSubst.apply_subst_metasenv subst metasenv in
 310       debug_print (lazy ("COMPOSED SUBSTITUTED: " ^ CicPp.ppterm term));
 311       let term, ty, metasenv, ugraph =
 312         CicRefine.type_of_aux' metasenv context term ugraph
 313       in
 314       let body_metasenv, lambdas_metasenv =
 315         split_metasenv metasenv (spine_len + List.length context)
 316       in
 317       let lambdas_metasenv =
 318         List.filter
 319           (fun (i,_,_) ->
 320             List.for_all (fun (j,_,_) -> i <> j) original_metasenv)
 321           lambdas_metasenv
 322       in
 323       let term = purge_unused_lambdas lambdas_metasenv term in
 324       let metasenv =
 325         List.filter
 326           (fun (i,_,_) ->
 327             List.for_all
 328               (fun (j,_,_) ->
 329                 i <> j || List.exists (fun (j,_,_) -> j=i) original_metasenv)
 330               lambdas_metasenv)
 331           metasenv
 332       in
 333       debug_print (lazy ("####################"));
 334       debug_print (lazy ("COMPOSED: " ^ CicPp.ppterm term));
 335       debug_print (lazy ("SATURATIONS: " ^ string_of_int saturationsres));
 336       debug_print (lazy ("MENV: "^CicMetaSubst.ppmetasenv [] metasenv));
 337       debug_print (lazy ("####################"));
 338       CicRefine.insert_coercions := old_insert_coercions;
 339       CicRefine.pack_coercions := old_pack_coercions;
 340       term, metasenv, ugraph, saturationsres, cpos
 341     with
 342     | CicRefine.RefineFailure s
 343     | CicRefine.Uncertain s -> debug_print s;
 344         CicRefine.insert_coercions := old_insert_coercions;
 345         CicRefine.pack_coercions := old_pack_coercions;
 346         raise UnableToCompose
 347     | exn ->
 348         CicRefine.insert_coercions := old_insert_coercions;
 349         CicRefine.pack_coercions := old_pack_coercions;
 350         raise exn
 351   in
 352   c, metasenv, univ, saturationsres, arity2, cpos
 353 ;;
 354
 355 let build_obj c univ arity =
 356   let c_ty,univ =
 357     try
 358       CicTypeChecker.type_of_aux' [] [] c univ
 359     with CicTypeChecker.TypeCheckerFailure s ->
 360       debug_print (lazy (Printf.sprintf "Generated composite coercion:\n%s\n%s"
 361         (CicPp.ppterm c) (Lazy.force s)));
 362       raise UnableToCompose
 363   in
 364   let cleaned_ty =
 365     FreshNamesGenerator.clean_dummy_dependent_types c_ty
 366   in
 367   let obj = Cic.Constant ("xxxx",Some c,cleaned_ty,[],obj_attrs arity) in
 368     obj,univ
 369 ;;
 370
 371 (* removes from l the coercions that are in !coercions *)
 372 let filter_duplicates l coercions =
 373   List.filter (
 374    fun (src,l1,tgt) ->
 375      not (List.exists (fun (s,t,l2) ->
 376        CoercDb.eq_carr s src &&
 377        CoercDb.eq_carr t tgt &&
 378        try
 379          List.for_all2 (fun (u1,_,_) (u2,_,_) -> UriManager.eq u1 u2) l1 l2
 380        with
 381        | Invalid_argument "List.for_all2" ->
 382            debug_print (lazy("XXX")); false)
 383      coercions))
 384   l
 385 ;;
 386
 387 let mangle s t l =
 388   (*List.fold_left
 389     (fun s x -> s ^ "_" ^ x)
 390     (s ^ "_OF_" ^ t ^ "_BY" ^ string_of_int (List.length l)) l*)
 391   s ^ "_OF_" ^ t
 392 ;;
 393
 394 exception ManglingFailed of string
 395
 396 let number_if_already_defined buri name l =
 397   let err () =
 398     raise
 399       (ManglingFailed
 400         ("Unable to give an altenative name to " ^ buri ^ "/" ^ name ^ ".con"))
 401   in
 402   let rec aux n =
 403     let suffix = if n > 0 then string_of_int n else "" in
 404     let suri = buri ^ "/" ^ name ^ suffix ^ ".con" in
 405     let uri = UriManager.uri_of_string suri in
 406     let retry () =
 407       if n < 100 then
 408         begin
 409           HLog.warn ("Uri " ^ suri ^ " already exists.");
 410           aux (n+1)
 411         end
 412       else
 413         err ()
 414     in
 415     if List.exists (UriManager.eq uri) l then retry ()
 416     else
 417       try
 418         let _  = Http_getter.resolve' ~local:true ~writable:true uri in
 419         if Http_getter.exists' ~local:true uri then retry () else uri
 420       with
 421       | Http_getter_types.Key_not_found _ -> uri
 422       | Http_getter_types.Unresolvable_URI _ -> assert false
 423   in
 424   aux 0
 425 ;;
 426
 427 (* given a new coercion uri from src to tgt returns
 428  * a list of (new coercion uri, coercion obj, universe graph)
 429  *)
 430 let close_coercion_graph src tgt uri saturations baseuri =
 431   (* check if the coercion already exists *)
 432   let coercions = CoercDb.to_list () in
 433   let todo_list = get_closure_coercions src tgt (uri,saturations,0) coercions in
 434   debug_print (lazy("composed " ^ string_of_int (List.length todo_list)));
 435   let todo_list = filter_duplicates todo_list coercions in
 436   try
 437     let new_coercions =
 438       List.fold_left
 439         (fun acc (src, l , tgt) ->
 440           try
 441             match l with
 442             | [] -> assert false
 443             | (he,saturations1,arity1) :: tl ->
 444                 let first_step =
 445                   Cic.Constant ("", Some (CicUtil.term_of_uri he),
 446                     Cic.Sort Cic.Prop, [], obj_attrs arity1),
 447                   saturations1,
 448                   arity1,0
 449                 in
 450                 let o,_ =
 451                   List.fold_left (fun (o,univ) (coer,saturations2,arity2) ->
 452                     match o with
 453                     | Cic.Constant (_,Some u,_,[],_),saturations1,arity1,_ ->
 454                         let t, menv, univ, saturationsres, arityres, cposres =
 455                           generate_composite' (u,saturations1,arity1)
 456                             (CicUtil.term_of_uri coer,
 457                              saturations2, arity2) [] [] univ
 458                         in
 459                         if (menv <> []) then
 460                           HLog.warn "MENV non empty after composing coercions";
 461                         let o,univ = build_obj t univ arityres in
 462                          (o,saturationsres,arityres,cposres),univ
 463                     | _ -> assert false
 464                   ) (first_step, CicUniv.oblivion_ugraph) tl
 465                 in
 466                 let name_src = CoercDb.string_of_carr src in
 467                 let name_tgt = CoercDb.string_of_carr tgt in
 468                 let by = List.map (fun u,_,_ -> UriManager.name_of_uri u) l in
 469                 let name = mangle name_tgt name_src by in
 470                 let c_uri =
 471                   number_if_already_defined baseuri name
 472                     (List.map (fun (_,_,u,_,_,_,_) -> u) acc)
 473                 in
 474                 let named_obj,saturations,arity,cpos =
 475                   match o with
 476                   | Cic.Constant (_,bo,ty,vl,attrs),saturations,arity,cpos ->
 477                       Cic.Constant (name,bo,ty,vl,attrs),saturations,arity,cpos
 478                   | _ -> assert false
 479                 in
 480                   (src,tgt,c_uri,saturations,named_obj,arity,cpos)::acc
 481           with UnableToCompose -> acc
 482       ) [] todo_list
 483     in
 484     new_coercions
 485   with ManglingFailed s -> HLog.error s; []
 486 ;;
 487
 488 CicCoercion.set_close_coercion_graph close_coercion_graph;;
 489
 490 (* generate_composite (c2 (c1 s)) in the universe graph univ
 491  * both living in the same context and metasenv *)
 492 let generate_composite c1 c2 context metasenv univ sat1 sat2 =
 493  let a,b,c,_,_,_ =
 494   generate_composite' (c1,sat1,0) (c2,sat2,0) context metasenv univ
 495  in
 496   a,b,c
 497 ;;