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
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  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                                     j+1,Constr.UriManagerSet.add curi s) (1,s) cl in
 175                              (i+1,s)) (0,bag) tl)
 176                | _ -> assert false)
 177         | _ -> bag)
 178     s s
 179
 180 (* Profiling code
 181 let apply_tac_verbose =
 182  let profiler = CicUtil.profile "apply_tac_verbose" in
 183   fun ~term status -> profiler.profile (PrimitiveTactics.apply_tac_verbose ~term) status
 184
 185 let sigmatch =
 186  let profiler = CicUtil.profile "sigmatch" in
 187  fun ~dbd ~facts ?(where=`Conclusion) signature -> profiler.profile (Constr.sigmatch ~dbd ~facts ~where) signature
 188
 189 let cmatch' =
 190  let profiler = CicUtil.profile "cmatch'" in
 191  fun ~dbd ~facts signature -> profiler.profile (Constr.cmatch' ~dbd ~facts) signature
 192 *)
 193 let apply_tac_verbose = PrimitiveTactics.apply_tac_verbose
 194 let cmatch' = Constr.cmatch'
 195
 196 (* used only by te old auto *)
 197 let signature_of_goal ~(dbd:HSql.dbd) ((proof, goal) as _status) =
 198  let (_, metasenv, _subst, _, _, _) = proof in
 199  let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 200  let main, sig_constants = Constr.signature_of ty in
 201  let set = signature_of_hypothesis context metasenv in
 202  let set =
 203   match main with
 204      None -> set
 205    | Some (main,l) ->
 206       List.fold_right Constr.UriManagerSet.add (main::l) set in
 207  let set = Constr.UriManagerSet.union set sig_constants in
 208  let all_constants_closed = close_with_types set metasenv context in
 209  let uris =
 210   sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement (None,all_constants_closed) in
 211  let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 212  let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 213   uris
 214
 215 let is_predicate u =
 216     let ty, _ =
 217       try CicTypeChecker.type_of_aux' [] []
 218         (CicUtil.term_of_uri u) CicUniv.oblivion_ugraph
 219       with CicTypeChecker.TypeCheckerFailure _ -> assert false
 220     in
 221     let rec check_last_pi = function
 222       | Cic.Prod (_,_,tgt) -> check_last_pi tgt
 223       | Cic.Sort Cic.Prop -> true
 224       | _ -> false
 225     in
 226     check_last_pi ty
 227 ;;
 228
 229 let only constants uri =
 230   prerr_endline (UriManager.string_of_uri uri);
 231   let t = CicUtil.term_of_uri uri in (* FIXME: write ty_of_term *)
 232   let ty,_ = CicTypeChecker.type_of_aux' [] [] t CicUniv.oblivion_ugraph in
 233   let consts = Constr.constants_of ty in
 234 (*
 235   prerr_endline ("XXX " ^ UriManager.string_of_uri uri);
 236   Constr.UriManagerSet.iter (fun u -> prerr_endline (" - " ^
 237  UriManager.string_of_uri u)) consts;
 238   Constr.UriManagerSet.iter (fun u -> prerr_endline (" + " ^
 239   UriManager.string_of_uri u)) constants;*)
 240   Constr.UriManagerSet.subset consts constants
 241 ;;
 242
 243 let rec types_of_equality = function
 244   | Cic.Appl [Cic.MutInd (uri, _, _); ty; _; _]
 245     when (LibraryObjects.is_eq_URI uri) ->
 246       let uri_set = Constr.constants_of ty in
 247       if Constr.UriManagerSet.equal uri_set Constr.UriManagerSet.empty then
 248         Constr.SetSet.empty
 249       else Constr.SetSet.singleton uri_set
 250   | Cic.Prod (_, s, t) ->
 251       Constr.SetSet.union (types_of_equality s) (types_of_equality t)
 252   | _ -> Constr.SetSet.empty
 253 ;;
 254
 255 let types_for_equality metasenv goal =
 256   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 257   let all = types_of_equality ty in
 258   let _, all =
 259     List.fold_left
 260       (fun (i,acc) _ ->
 261          let ty, _ =
 262            CicTypeChecker.type_of_aux'
 263              metasenv context (Cic.Rel i) CicUniv.oblivion_ugraph in
 264          let newty = types_of_equality ty in
 265            (i+1,Constr.SetSet.union newty acc))
 266       (1,all) context
 267   in all
 268 ;;
 269
 270 let signature_of metasenv goal =
 271   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 272   let ty_set = Constr.constants_of ty in
 273   let hyp_set = signature_of_hypothesis context metasenv in
 274   let set = Constr.UriManagerSet.union ty_set hyp_set in
 275     close_with_types set metasenv context
 276
 277
 278 let universe_of_goal ~(dbd:HSql.dbd) apply_only metasenv goal =
 279   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 280   let ty_set = Constr.constants_of ty in
 281   let hyp_set = signature_of_hypothesis context metasenv in
 282   let set = Constr.UriManagerSet.union ty_set hyp_set in
 283   let all_constants_closed = close_with_types set metasenv context in
 284   (* we split predicates from the rest *)
 285   let predicates, rest =
 286     Constr.UriManagerSet.partition is_predicate all_constants_closed
 287   in
 288   let uris =
 289     Constr.UriManagerSet.fold
 290       (fun u acc ->
 291          debug_print (lazy ("processing "^(UriManager.string_of_uri u)));
 292          let set_for_sigmatch =
 293            Constr.UriManagerSet.remove u all_constants_closed in
 294          if LibraryObjects.is_eq_URI (UriManager.strip_xpointer u) then
 295            (* equality has a special treatment *)
 296            (debug_print (lazy "special treatment");
 297            let tfe =
 298              Constr.SetSet.elements (types_for_equality metasenv goal)
 299            in
 300              List.fold_left
 301                (fun acc l ->
 302                   let tyl = Constr.UriManagerSet.elements l in
 303                   debug_print (lazy ("tyl: "^(String.concat "\n"
 304                         (List.map UriManager.string_of_uri tyl))));
 305                   let set_for_sigmatch =
 306                     Constr.UriManagerSet.diff set_for_sigmatch l in
 307                   let uris =
 308                     sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement
 309                       (Some (u,tyl),set_for_sigmatch) in
 310                     acc @ uris)
 311                acc tfe)
 312          else
 313            (debug_print (lazy "normal treatment");
 314            let uris =
 315              sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement
 316                (Some (u,[]),set_for_sigmatch)
 317            in
 318              acc @ uris))
 319       predicates []
 320   in
 321 (*
 322   let uris =
 323     sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement (None,all_constants_closed)
 324   in
 325 *)
 326   let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 327   let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 328   if apply_only then
 329     List.filter (only all_constants_closed) uris
 330   else uris
 331 ;;
 332
 333 let filter_out_predicate set ctx menv =
 334   Constr.UriManagerSet.filter (fun u -> not (is_predicate u)) set
 335 ;;
 336
 337 let equations_for_goal ~(dbd:HSql.dbd) ?signature ((proof, goal) as _status) =
 338 (*
 339   let to_string set =
 340     "{\n" ^
 341       (String.concat "\n"
 342          (Constr.UriManagerSet.fold
 343             (fun u l -> ("  "^UriManager.string_of_uri u)::l) set []))
 344     ^ "\n}"
 345   in
 346 *)
 347  let (_, metasenv, _subst, _, _, _) = proof in
 348  let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 349  let main, sig_constants =
 350    match signature with
 351    | None -> Constr.signature_of ty
 352    | Some s -> s
 353  in
 354 (*  Printf.printf "\nsig_constants: %s\n\n" (to_string sig_constants); *)
 355 (*  match main with *)
 356 (*      None -> raise Goal_is_not_an_equation *)
 357 (*    | Some (m,l) -> *)
 358  let l =
 359    let eq_URI =
 360     match LibraryObjects.eq_URI () with
 361        None -> None
 362      | Some s ->
 363         Some
 364          (UriManager.uri_of_string
 365           (UriManager.string_of_uri s ^ "#xpointer(1/1)"))
 366    in
 367    match eq_URI,main with
 368    | Some eq_URI, Some (m, l) when UriManager.eq m eq_URI -> m::l
 369    | _ -> []
 370  in
 371  (*Printf.printf "\nSome (m, l): %s, [%s]\n\n"
 372    (UriManager.string_of_uri (List.hd l))
 373    (String.concat "; " (List.map UriManager.string_of_uri (List.tl l)));
 374  *)
 375  (*        if m == UriManager.uri_of_string HelmLibraryObjects.Logic.eq_XURI then ( *)
 376  let set = signature_of_hypothesis context metasenv in
 377  (*          Printf.printf "\nsignature_of_hypothesis: %s\n\n" (to_string set); *)
 378  let set = Constr.UriManagerSet.union set sig_constants in
 379  let set = filter_out_predicate set context metasenv in
 380  let set = close_with_types set metasenv context in
 381  (*          Printf.printf "\ndopo close_with_types: %s\n\n" (to_string set); *)
 382  let set = close_with_constructors set metasenv context in
 383  (*          Printf.printf "\ndopo close_with_constructors: %s\n\n" (to_string set); *)
 384  let set_for_sigmatch = List.fold_right Constr.UriManagerSet.remove l set in
 385  let uris =
 386    sigmatch ~dbd ~facts:false ~where:`Statement (main,set_for_sigmatch) in
 387  let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 388  let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 389  let set = List.fold_right Constr.UriManagerSet.add l set in
 390  let uris = List.filter (only set) uris in
 391  uris
 392    (*        ) *)
 393    (*        else raise Goal_is_not_an_equation *)
 394
 395 let experimental_hint
 396   ~(dbd:HSql.dbd) ?(facts=false) ?signature ((proof, goal) as status) =
 397   let (_, metasenv, _subst, _, _, _) = proof in
 398   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 399   let (uris, (main, sig_constants)) =
 400     match signature with
 401     | Some signature ->
 402         (sigmatch ~dbd ~facts signature, signature)
 403     | None ->
 404         (cmatch' ~dbd ~facts ty, Constr.signature_of ty)
 405   in
 406   let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 407   let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 408   let types_constants =
 409     match main with
 410     | None -> Constr.UriManagerSet.empty
 411     | Some (main, types) ->
 412         List.fold_right Constr.UriManagerSet.add (main :: types)
 413           Constr.UriManagerSet.empty
 414   in
 415   let all_constants =
 416     let hyp_and_sug =
 417       Constr.UriManagerSet.union
 418         (signature_of_hypothesis context metasenv)
 419         sig_constants
 420     in
 421     let main =
 422       match main with
 423       | None -> Constr.UriManagerSet.empty
 424       | Some (main,_) ->
 425           let ty, _ =
 426             CicTypeChecker.type_of_aux'
 427               metasenv context (CicUtil.term_of_uri main)
 428               CicUniv.oblivion_ugraph
 429           in
 430           Constr.constants_of ty
 431     in
 432     Constr.UriManagerSet.union main hyp_and_sug
 433   in
 434 (* Constr.UriManagerSet.iter debug_print hyp_constants; *)
 435   let all_constants_closed = close_with_types all_constants metasenv context in
 436   let other_constants =
 437     Constr.UriManagerSet.diff all_constants_closed types_constants
 438   in
 439   debug_print (lazy "all_constants_closed");
 440   if debug then Constr.UriManagerSet.iter (fun s -> debug_print (lazy (UriManager.string_of_uri s))) all_constants_closed;
 441   debug_print (lazy "other_constants");
 442   if debug then Constr.UriManagerSet.iter (fun s -> debug_print (lazy (UriManager.string_of_uri s))) other_constants;
 443   let uris =
 444     let pow = 2 ** (Constr.UriManagerSet.cardinal other_constants) in
 445     if ((List.length uris < pow) or (pow <= 0))
 446     then begin
 447       debug_print (lazy "MetadataQuery: large sig, falling back to old method");
 448       filter_uris_forward ~dbd (main, other_constants) uris
 449     end else
 450       filter_uris_backward ~dbd ~facts (main, other_constants) uris
 451   in
 452   let rec aux = function
 453     | [] -> []
 454     | uri :: tl ->
 455         (let status' =
 456             try
 457               let (subst,(proof, goal_list)) =
 458                   (* debug_print (lazy ("STO APPLICANDO" ^ uri)); *)
 459                   apply_tac_verbose
 460                     ~term:(CicUtil.term_of_uri uri)
 461                   status
 462               in
 463               let goal_list =
 464                 List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list
 465               in
 466               Some (uri, (subst,(proof, goal_list)))
 467             with ProofEngineTypes.Fail _ -> None
 468           in
 469           match status' with
 470           | None -> aux tl
 471           | Some status' -> status' :: aux tl)
 472   in
 473   List.stable_sort
 474     (fun (_,(_, (_, goals1))) (_,(_, (_, goals2))) ->
 475       Pervasives.compare (List.length goals1) (List.length goals2))
 476     (aux uris)
 477
 478 let new_experimental_hint
 479   ~(dbd:HSql.dbd) ?(facts=false) ?signature ~universe
 480   ((proof, goal) as status)
 481 =
 482   let (_, metasenv,  _subst, _, _, _) = proof in
 483   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 484   let (uris, (main, sig_constants)) =
 485     match signature with
 486     | Some signature ->
 487         (sigmatch ~dbd ~facts signature, signature)
 488     | None ->
 489         (cmatch' ~dbd ~facts ty, Constr.signature_of ty) in
 490   let universe =
 491    List.fold_left
 492     (fun res u -> Constr.UriManagerSet.add u res)
 493     Constr.UriManagerSet.empty universe in
 494   let uris =
 495    List.fold_left
 496     (fun res (_,u) -> Constr.UriManagerSet.add u res)
 497     Constr.UriManagerSet.empty uris in
 498   let uris = Constr.UriManagerSet.inter uris universe in
 499   let uris = Constr.UriManagerSet.elements uris in
 500   let rec aux = function
 501     | [] -> []
 502     | uri :: tl ->
 503         (let status' =
 504             try
 505               let (subst,(proof, goal_list)) =
 506                   (* debug_print (lazy ("STO APPLICANDO" ^ uri)); *)
 507                   apply_tac_verbose
 508                     ~term:(CicUtil.term_of_uri uri)
 509                   status
 510               in
 511               let goal_list =
 512                 List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list
 513               in
 514               Some (uri, (subst,(proof, goal_list)))
 515             with ProofEngineTypes.Fail _ -> None
 516           in
 517           match status' with
 518           | None -> aux tl
 519           | Some status' -> status' :: aux tl)
 520   in
 521   List.stable_sort
 522     (fun (_,(_, (_, goals1))) (_,(_, (_, goals2))) ->
 523       Pervasives.compare (List.length goals1) (List.length goals2))
 524     (aux uris)
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