helm/software/components/tactics/metadataQuery.ml

   1 (* Copyright (C) 2004, 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 (* $Id$ *)
  27
  28 open Printf
  29
  30 let nonvar uri = not (UriManager.uri_is_var uri)
  31
  32 module Constr = MetadataConstraints
  33
  34 exception Goal_is_not_an_equation
  35
  36 let debug = false
  37 let debug_print s = if debug then prerr_endline (Lazy.force s)
  38
  39 let ( ** ) x y = int_of_float ((float_of_int x) ** (float_of_int y))
  40
  41 let signature_of_hypothesis context metasenv =
  42   let set, _ =
  43     List.fold_right
  44       (fun hyp (set,current_ctx) ->
  45         match hyp with
  46         | None -> set, hyp::current_ctx
  47         | Some (_, Cic.Decl t) ->
  48             Constr.UriManagerSet.union set (Constr.constants_of t),
  49             hyp::current_ctx
  50         | Some (_, Cic.Def (t, _)) ->
  51             try
  52               let ty,_ =
  53                 CicTypeChecker.type_of_aux'
  54                   metasenv current_ctx t CicUniv.oblivion_ugraph
  55               in
  56               let sort,_ =
  57                 CicTypeChecker.type_of_aux'
  58                   metasenv current_ctx ty CicUniv.oblivion_ugraph
  59               in
  60               let set = Constr.UriManagerSet.union set(Constr.constants_of ty)in
  61               match sort with
  62               | Cic.Sort Cic.Prop -> set, hyp::current_ctx
  63               | _ -> Constr.UriManagerSet.union set (Constr.constants_of t),
  64                      hyp::current_ctx
  65             with
  66             | CicTypeChecker.TypeCheckerFailure _ -> set, hyp::current_ctx)
  67       context (Constr.UriManagerSet.empty,[])
  68   in
  69   set
  70 ;;
  71
  72 let intersect uris siguris =
  73   let set1 = List.fold_right Constr.UriManagerSet.add uris Constr.UriManagerSet.empty in
  74   let set2 =
  75     List.fold_right Constr.UriManagerSet.add siguris Constr.UriManagerSet.empty
  76   in
  77   let inter = Constr.UriManagerSet.inter set1 set2 in
  78   List.filter (fun s -> Constr.UriManagerSet.mem s inter) uris
  79
  80 (* Profiling code
  81 let at_most =
  82  let profiler = CicUtil.profile "at_most" in
  83  fun ~dbd ~where uri -> profiler.profile (Constr.at_most ~dbd ~where) uri
  84
  85 let sigmatch =
  86  let profiler = CicUtil.profile "sigmatch" in
  87  fun ~dbd ~facts ~where signature ->
  88   profiler.profile (MetadataConstraints.sigmatch ~dbd ~facts ~where) signature
  89 *)
  90 let at_most = Constr.at_most
  91 let sigmatch = MetadataConstraints.sigmatch
  92
  93 let filter_uris_forward ~dbd (main, constants) uris =
  94   let main_uris =
  95     match main with
  96     | None -> []
  97     | Some (main, types) -> main :: types
  98   in
  99   let full_signature =
 100     List.fold_right Constr.UriManagerSet.add main_uris constants
 101   in
 102   List.filter (at_most ~dbd ~where:`Statement full_signature) uris
 103
 104 let filter_uris_backward ~dbd ~facts signature uris =
 105   let siguris =
 106     List.map snd
 107       (sigmatch ~dbd ~facts ~where:`Statement signature)
 108   in
 109     intersect uris siguris
 110
 111 let compare_goal_list proof goal1 goal2 =
 112   let _,metasenv, _subst, _,_, _ = proof in
 113   let (_, ey1, ty1) = CicUtil.lookup_meta goal1 metasenv in
 114   let (_, ey2, ty2) =  CicUtil.lookup_meta goal2 metasenv in
 115   let ty_sort1,_ =
 116     CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey1 ty1 CicUniv.oblivion_ugraph
 117   in
 118   let ty_sort2,_ =
 119     CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey2 ty2 CicUniv.oblivion_ugraph
 120   in
 121   let prop1 =
 122     let b,_ =
 123       CicReduction.are_convertible
 124         ey1 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort1 CicUniv.oblivion_ugraph
 125     in
 126       if b then 0
 127       else 1
 128   in
 129   let prop2 =
 130     let b,_ =
 131       CicReduction.are_convertible
 132         ey2 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort2 CicUniv.oblivion_ugraph
 133     in
 134       if b then 0
 135       else 1
 136   in
 137   prop1 - prop2
 138
 139 (* experimental_hint is a version of hint for experimental
 140     purposes. It uses auto_tac_verbose instead of auto tac.
 141     Auto_tac verbose also returns a substitution - for the moment
 142     as a function from cic to cic, to be changed into an association
 143     list in the future -. This substitution is used to build a
 144     hash table of the inspected goals with their associated proofs.
 145     The cose is a cut and paste of the previous one: at the end
 146     of the experimentation we shall make a choice. *)
 147
 148 let close_with_types s metasenv context =
 149   Constr.UriManagerSet.fold
 150     (fun e bag ->
 151       let t = CicUtil.term_of_uri e in
 152       let ty, _ =
 153         CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context t CicUniv.oblivion_ugraph
 154       in
 155       Constr.UriManagerSet.union bag (Constr.constants_of ty))
 156     s s
 157
 158 let close_with_constructors s metasenv context =
 159   Constr.UriManagerSet.fold
 160     (fun e bag ->
 161       let t = CicUtil.term_of_uri e in
 162       match t with
 163           Cic.MutInd (uri,_,_)
 164         | Cic.MutConstruct (uri,_,_,_) ->
 165             (match fst (CicEnvironment.get_obj CicUniv.oblivion_ugraph uri) with
 166                  Cic.InductiveDefinition(tl,_,_,_) ->
 167                    snd
 168                      (List.fold_left
 169                         (fun (i,s) (_,_,_,cl) ->
 170                            let _,s =
 171                              List.fold_left
 172                                (fun (j,s) _ ->
 173                                   let curi = UriManager.uri_of_uriref uri i (Some j) in
 174                                     prerr_endline ("adding " ^ (UriManager.string_of_uri curi));
 175                                     j+1,Constr.UriManagerSet.add curi s) (1,s) cl in
 176                              (i+1,s)) (0,bag) tl)
 177                | _ -> assert false)
 178         | _ -> bag)
 179     s s
 180
 181 (* Profiling code
 182 let apply_tac_verbose =
 183  let profiler = CicUtil.profile "apply_tac_verbose" in
 184   fun ~term status -> profiler.profile (PrimitiveTactics.apply_tac_verbose ~term) status
 185
 186 let sigmatch =
 187  let profiler = CicUtil.profile "sigmatch" in
 188  fun ~dbd ~facts ?(where=`Conclusion) signature -> profiler.profile (Constr.sigmatch ~dbd ~facts ~where) signature
 189
 190 let cmatch' =
 191  let profiler = CicUtil.profile "cmatch'" in
 192  fun ~dbd ~facts signature -> profiler.profile (Constr.cmatch' ~dbd ~facts) signature
 193 *)
 194 let apply_tac_verbose = PrimitiveTactics.apply_tac_verbose
 195 let cmatch' = Constr.cmatch'
 196
 197 (* used only by te old auto *)
 198 let signature_of_goal ~(dbd:HSql.dbd) ((proof, goal) as _status) =
 199  let (_, metasenv, _subst, _, _, _) = proof in
 200  let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 201  let main, sig_constants = Constr.signature_of ty in
 202  let set = signature_of_hypothesis context metasenv in
 203  let set =
 204   match main with
 205      None -> set
 206    | Some (main,l) ->
 207       List.fold_right Constr.UriManagerSet.add (main::l) set in
 208  let set = Constr.UriManagerSet.union set sig_constants in
 209  let all_constants_closed = close_with_types set metasenv context in
 210  let uris =
 211   sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement (None,all_constants_closed) in
 212  let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 213  let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 214   uris
 215
 216 let is_predicate u =
 217     let ty, _ =
 218       try CicTypeChecker.type_of_aux' [] []
 219         (CicUtil.term_of_uri u) CicUniv.oblivion_ugraph
 220       with CicTypeChecker.TypeCheckerFailure _ -> assert false
 221     in
 222     let rec check_last_pi = function
 223       | Cic.Prod (_,_,tgt) -> check_last_pi tgt
 224       | Cic.Sort Cic.Prop -> true
 225       | _ -> false
 226     in
 227     check_last_pi ty
 228 ;;
 229
 230 let only constants uri =
 231   prerr_endline (UriManager.string_of_uri uri);
 232   let t = CicUtil.term_of_uri uri in (* FIXME: write ty_of_term *)
 233   let ty,_ = CicTypeChecker.type_of_aux' [] [] t CicUniv.oblivion_ugraph in
 234   let consts = Constr.constants_of ty in
 235 (*
 236   prerr_endline ("XXX " ^ UriManager.string_of_uri uri);
 237   Constr.UriManagerSet.iter (fun u -> prerr_endline (" - " ^
 238  UriManager.string_of_uri u)) consts;
 239   Constr.UriManagerSet.iter (fun u -> prerr_endline (" + " ^
 240   UriManager.string_of_uri u)) constants;*)
 241   Constr.UriManagerSet.subset consts constants
 242 ;;
 243
 244 let rec types_of_equality = function
 245   | Cic.Appl [Cic.MutInd (uri, _, _); ty; _; _]
 246     when (LibraryObjects.is_eq_URI uri) ->
 247       let uri_set = Constr.constants_of ty in
 248       if Constr.UriManagerSet.equal uri_set Constr.UriManagerSet.empty then
 249         Constr.SetSet.empty
 250       else Constr.SetSet.singleton uri_set
 251   | Cic.Prod (_, s, t) ->
 252       Constr.SetSet.union (types_of_equality s) (types_of_equality t)
 253   | _ -> Constr.SetSet.empty
 254 ;;
 255
 256 let types_for_equality metasenv goal =
 257   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 258   let all = types_of_equality ty in
 259   let _, all =
 260     List.fold_left
 261       (fun (i,acc) _ ->
 262          let ty, _ =
 263            CicTypeChecker.type_of_aux'
 264              metasenv context (Cic.Rel i) CicUniv.oblivion_ugraph in
 265          let newty = types_of_equality ty in
 266            (i+1,Constr.SetSet.union newty acc))
 267       (1,all) context
 268   in all
 269 ;;
 270
 271 let signature_of metasenv goal =
 272   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 273   let ty_set = Constr.constants_of ty in
 274   let hyp_set = signature_of_hypothesis context metasenv in
 275   let set = Constr.UriManagerSet.union ty_set hyp_set in
 276     close_with_constructors (close_with_types set metasenv context)
 277     metasenv context
 278
 279
 280 let universe_of_goal ~(dbd:HSql.dbd) apply_only metasenv goal =
 281   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 282   let ty_set = Constr.constants_of ty in
 283   let hyp_set = signature_of_hypothesis context metasenv in
 284   let set = Constr.UriManagerSet.union ty_set hyp_set in
 285   let all_constants_closed = close_with_types set metasenv context in
 286   (* we split predicates from the rest *)
 287   let predicates, rest =
 288     Constr.UriManagerSet.partition is_predicate all_constants_closed
 289   in
 290   let uris =
 291     Constr.UriManagerSet.fold
 292       (fun u acc ->
 293          debug_print (lazy ("processing "^(UriManager.string_of_uri u)));
 294          let set_for_sigmatch =
 295            Constr.UriManagerSet.remove u all_constants_closed in
 296          if LibraryObjects.is_eq_URI (UriManager.strip_xpointer u) then
 297            (* equality has a special treatment *)
 298            (debug_print (lazy "special treatment");
 299            let tfe =
 300              Constr.SetSet.elements (types_for_equality metasenv goal)
 301            in
 302              List.fold_left
 303                (fun acc l ->
 304                   let tyl = Constr.UriManagerSet.elements l in
 305                   debug_print (lazy ("tyl: "^(String.concat "\n"
 306                         (List.map UriManager.string_of_uri tyl))));
 307                   let set_for_sigmatch =
 308                     Constr.UriManagerSet.diff set_for_sigmatch l in
 309                   let uris =
 310                     sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement
 311                       (Some (u,tyl),set_for_sigmatch) in
 312                     acc @ uris)
 313                acc tfe)
 314          else
 315            (debug_print (lazy "normal treatment");
 316            let uris =
 317              sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement
 318                (Some (u,[]),set_for_sigmatch)
 319            in
 320              acc @ uris))
 321       predicates []
 322   in
 323 (*
 324   let uris =
 325     sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement (None,all_constants_closed)
 326   in
 327 *)
 328   let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 329   let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 330   if apply_only then
 331     List.filter (only all_constants_closed) uris
 332   else uris
 333 ;;
 334
 335 let filter_out_predicate set ctx menv =
 336   Constr.UriManagerSet.filter (fun u -> not (is_predicate u)) set
 337 ;;
 338
 339 let equations_for_goal ~(dbd:HSql.dbd) ?signature ((proof, goal) as _status) =
 340 (*
 341   let to_string set =
 342     "{\n" ^
 343       (String.concat "\n"
 344          (Constr.UriManagerSet.fold
 345             (fun u l -> ("  "^UriManager.string_of_uri u)::l) set []))
 346     ^ "\n}"
 347   in
 348 *)
 349  let (_, metasenv, _subst, _, _, _) = proof in
 350  let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 351  let main, sig_constants =
 352    match signature with
 353    | None -> Constr.signature_of ty
 354    | Some s -> s
 355  in
 356 (*  Printf.printf "\nsig_constants: %s\n\n" (to_string sig_constants); *)
 357 (*  match main with *)
 358 (*      None -> raise Goal_is_not_an_equation *)
 359 (*    | Some (m,l) -> *)
 360  let l =
 361    let eq_URI =
 362     match LibraryObjects.eq_URI () with
 363        None -> None
 364      | Some s ->
 365         Some
 366          (UriManager.uri_of_string
 367           (UriManager.string_of_uri s ^ "#xpointer(1/1)"))
 368    in
 369    match eq_URI,main with
 370    | Some eq_URI, Some (m, l) when UriManager.eq m eq_URI -> m::l
 371    | _ -> []
 372  in
 373  (*Printf.printf "\nSome (m, l): %s, [%s]\n\n"
 374    (UriManager.string_of_uri (List.hd l))
 375    (String.concat "; " (List.map UriManager.string_of_uri (List.tl l)));
 376  *)
 377  (*        if m == UriManager.uri_of_string HelmLibraryObjects.Logic.eq_XURI then ( *)
 378  let set = signature_of_hypothesis context metasenv in
 379  (*          Printf.printf "\nsignature_of_hypothesis: %s\n\n" (to_string set); *)
 380  let set = Constr.UriManagerSet.union set sig_constants in
 381  let set = filter_out_predicate set context metasenv in
 382  let set = close_with_types set metasenv context in
 383  (*          Printf.printf "\ndopo close_with_types: %s\n\n" (to_string set); *)
 384  let set = close_with_constructors set metasenv context in
 385  (*          Printf.printf "\ndopo close_with_constructors: %s\n\n" (to_string set); *)
 386  let set_for_sigmatch = List.fold_right Constr.UriManagerSet.remove l set in
 387  let uris =
 388    sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement (main,set_for_sigmatch) in
 389  let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 390  let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 391  let set = List.fold_right Constr.UriManagerSet.add l set in
 392  let uris = List.filter (only set) uris in
 393  uris
 394    (*        ) *)
 395    (*        else raise Goal_is_not_an_equation *)
 396
 397 let experimental_hint
 398   ~(dbd:HSql.dbd) ?(facts=false) ?signature ((proof, goal) as status) =
 399   let (_, metasenv, _subst, _, _, _) = proof in
 400   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 401   let (uris, (main, sig_constants)) =
 402     match signature with
 403     | Some signature ->
 404         (sigmatch ~dbd ~facts signature, signature)
 405     | None ->
 406         (cmatch' ~dbd ~facts ty, Constr.signature_of ty)
 407   in
 408   let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 409   let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 410   let types_constants =
 411     match main with
 412     | None -> Constr.UriManagerSet.empty
 413     | Some (main, types) ->
 414         List.fold_right Constr.UriManagerSet.add (main :: types)
 415           Constr.UriManagerSet.empty
 416   in
 417   let all_constants =
 418     let hyp_and_sug =
 419       Constr.UriManagerSet.union
 420         (signature_of_hypothesis context metasenv)
 421         sig_constants
 422     in
 423     let main =
 424       match main with
 425       | None -> Constr.UriManagerSet.empty
 426       | Some (main,_) ->
 427           let ty, _ =
 428             CicTypeChecker.type_of_aux'
 429               metasenv context (CicUtil.term_of_uri main)
 430               CicUniv.oblivion_ugraph
 431           in
 432           Constr.constants_of ty
 433     in
 434     Constr.UriManagerSet.union main hyp_and_sug
 435   in
 436 (* Constr.UriManagerSet.iter debug_print hyp_constants; *)
 437   let all_constants_closed = close_with_types all_constants metasenv context in
 438   let other_constants =
 439     Constr.UriManagerSet.diff all_constants_closed types_constants
 440   in
 441   debug_print (lazy "all_constants_closed");
 442   if debug then Constr.UriManagerSet.iter (fun s -> debug_print (lazy (UriManager.string_of_uri s))) all_constants_closed;
 443   debug_print (lazy "other_constants");
 444   if debug then Constr.UriManagerSet.iter (fun s -> debug_print (lazy (UriManager.string_of_uri s))) other_constants;
 445   let uris =
 446     let pow = 2 ** (Constr.UriManagerSet.cardinal other_constants) in
 447     if ((List.length uris < pow) or (pow <= 0))
 448     then begin
 449       debug_print (lazy "MetadataQuery: large sig, falling back to old method");
 450       filter_uris_forward ~dbd (main, other_constants) uris
 451     end else
 452       filter_uris_backward ~dbd ~facts (main, other_constants) uris
 453   in
 454   let rec aux = function
 455     | [] -> []
 456     | uri :: tl ->
 457         (let status' =
 458             try
 459               let (subst,(proof, goal_list)) =
 460                   (* debug_print (lazy ("STO APPLICANDO" ^ uri)); *)
 461                   apply_tac_verbose
 462                     ~term:(CicUtil.term_of_uri uri)
 463                   status
 464               in
 465               let goal_list =
 466                 List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list
 467               in
 468               Some (uri, (subst,(proof, goal_list)))
 469             with ProofEngineTypes.Fail _ -> None
 470           in
 471           match status' with
 472           | None -> aux tl
 473           | Some status' -> status' :: aux tl)
 474   in
 475   List.stable_sort
 476     (fun (_,(_, (_, goals1))) (_,(_, (_, goals2))) ->
 477       Pervasives.compare (List.length goals1) (List.length goals2))
 478     (aux uris)
 479
 480 let new_experimental_hint
 481   ~(dbd:HSql.dbd) ?(facts=false) ?signature ~universe
 482   ((proof, goal) as status)
 483 =
 484   let (_, metasenv,  _subst, _, _, _) = proof in
 485   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 486   let (uris, (main, sig_constants)) =
 487     match signature with
 488     | Some signature ->
 489         (sigmatch ~dbd ~facts signature, signature)
 490     | None ->
 491         (cmatch' ~dbd ~facts ty, Constr.signature_of ty) in
 492   let universe =
 493    List.fold_left
 494     (fun res u -> Constr.UriManagerSet.add u res)
 495     Constr.UriManagerSet.empty universe in
 496   let uris =
 497    List.fold_left
 498     (fun res (_,u) -> Constr.UriManagerSet.add u res)
 499     Constr.UriManagerSet.empty uris in
 500   let uris = Constr.UriManagerSet.inter uris universe in
 501   let uris = Constr.UriManagerSet.elements uris in
 502   let rec aux = function
 503     | [] -> []
 504     | uri :: tl ->
 505         (let status' =
 506             try
 507               let (subst,(proof, goal_list)) =
 508                   (* debug_print (lazy ("STO APPLICANDO" ^ uri)); *)
 509                   apply_tac_verbose
 510                     ~term:(CicUtil.term_of_uri uri)
 511                   status
 512               in
 513               let goal_list =
 514                 List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list
 515               in
 516               Some (uri, (subst,(proof, goal_list)))
 517             with ProofEngineTypes.Fail _ -> None
 518           in
 519           match status' with
 520           | None -> aux tl
 521           | Some status' -> status' :: aux tl)
 522   in
 523   List.stable_sort
 524     (fun (_,(_, (_, goals1))) (_,(_, (_, goals2))) ->
 525       Pervasives.compare (List.length goals1) (List.length goals2))
 526     (aux uris)
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