helm/software/components/tactics/paramodulation/inference.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://cs.unibo.it/helm/.
  24  *)
  25
  26 (* $Id$ *)
  27
  28 open Utils;;
  29 open Printf;;
  30
  31 let check_disjoint_invariant subst metasenv msg =
  32   if (List.exists
  33         (fun (i,_,_) -> (Equality.is_in_subst i subst)) metasenv)
  34   then
  35     begin
  36       prerr_endline ("not disjoint: " ^ msg);
  37       assert false
  38     end
  39 ;;
  40
  41 let rec check_irl start = function
  42   | [] -> true
  43   | None::tl -> check_irl (start+1) tl
  44   | (Some (Cic.Rel x))::tl ->
  45       if x = start then check_irl (start+1) tl else false
  46   | _ -> false
  47 ;;
  48
  49 let rec is_simple_term = function
  50   | Cic.Appl ((Cic.Meta _)::_) -> false
  51   | Cic.Appl l -> List.for_all is_simple_term l
  52   | Cic.Meta (i, l) -> check_irl 1 l
  53   | Cic.Rel _ -> true
  54   | Cic.Const _ -> true
  55   | Cic.MutInd (_, _, []) -> true
  56   | Cic.MutConstruct (_, _, _, []) -> true
  57   | _ -> false
  58 ;;
  59
  60 let locked menv i =
  61   List.exists (fun (j,_,_) -> i = j) menv
  62 ;;
  63
  64 let unification_simple locked_menv metasenv context t1 t2 ugraph =
  65   let module C = Cic in
  66   let module M = CicMetaSubst in
  67   let module U = CicUnification in
  68   let lookup = Equality.lookup_subst in
  69   let rec occurs_check subst what where =
  70     match where with
  71     | t when what = t -> true
  72     | C.Appl l -> List.exists (occurs_check subst what) l
  73     | C.Meta _ ->
  74         let t = lookup where subst in
  75         if t <> where then occurs_check subst what t else false
  76     | _ -> false
  77   in
  78   let rec unif subst menv s t =
  79     let s = match s with C.Meta _ -> lookup s subst | _ -> s
  80     and t = match t with C.Meta _ -> lookup t subst | _ -> t
  81
  82     in
  83     match s, t with
  84     | s, t when s = t -> subst, menv
  85     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _)
  86         when (locked locked_menv i) &&(locked locked_menv j) ->
  87         raise
  88           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
  89     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _) when (locked locked_menv i) ->
  90         unif subst menv t s
  91     | C.Meta (i, _), C.Meta (j, _) when (i > j) && not (locked locked_menv j) ->
  92         unif subst menv t s
  93     | C.Meta _, t when occurs_check subst s t ->
  94         raise
  95           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
  96     | C.Meta (i, l), t when (locked locked_menv i) ->
  97         raise
  98           (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
  99     | C.Meta (i, l), t -> (
 100         try
 101           let _, _, ty = CicUtil.lookup_meta i menv in
 102           assert (not (Equality.is_in_subst i subst));
 103           let subst = Equality.buildsubst i context t ty subst in
 104           let menv = menv in (* List.filter (fun (m, _, _) -> i <> m) menv in *)
 105           subst, menv
 106         with CicUtil.Meta_not_found m ->
 107           let names = names_of_context context in
 108           (*debug_print
 109             (lazy*) prerr_endline
 110                (Printf.sprintf "Meta_not_found %d!: %s %s\n%s\n\n%s" m
 111                   (CicPp.pp t1 names) (CicPp.pp t2 names)
 112                   (print_metasenv menv) (print_metasenv metasenv));
 113           assert false
 114       )
 115     | _, C.Meta _ -> unif subst menv t s
 116     | C.Appl (hds::_), C.Appl (hdt::_) when hds <> hdt ->
 117         raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 118     | C.Appl (hds::tls), C.Appl (hdt::tlt) -> (
 119         try
 120           List.fold_left2
 121             (fun (subst', menv) s t -> unif subst' menv s t)
 122             (subst, menv) tls tlt
 123         with Invalid_argument _ ->
 124           raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 125       )
 126     | _, _ ->
 127         raise (U.UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 128   in
 129   let subst, menv = unif Equality.empty_subst metasenv t1 t2 in
 130   let menv = Equality.filter subst menv in
 131   subst, menv, ugraph
 132 ;;
 133
 134 let profiler = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[flatten]"
 135 let profiler2 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[flatten_fast]"
 136 let profiler3 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[resolve_meta]"
 137 let profiler4 = HExtlib.profile "P/Inference.unif_simple[filter]"
 138
 139 let unification_aux b metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph =
 140   let metasenv = metasenv1 @ metasenv2 in
 141   let subst, menv, ug =
 142     if not (is_simple_term t1) || not (is_simple_term t2) then (
 143       debug_print
 144         (lazy
 145            (Printf.sprintf "NOT SIMPLE TERMS: %s %s"
 146               (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t2)));
 147       raise (CicUnification .UnificationFailure (lazy "Inference.unification.unif"))
 148     ) else
 149       if b then
 150         (* full unification *)
 151         unification_simple [] metasenv context t1 t2 ugraph
 152       else
 153         (* matching: metasenv1 is locked *)
 154         unification_simple metasenv1 metasenv context t1 t2 ugraph
 155   in
 156   if Utils.debug_res then
 157             ignore(check_disjoint_invariant subst menv "unif");
 158   (* let flatten subst =
 159     List.map
 160       (fun (i, (context, term, ty)) ->
 161          let context = apply_subst_context subst context in
 162          let term = apply_subst subst term in
 163          let ty = apply_subst subst ty in
 164            (i, (context, term, ty))) subst
 165   in
 166   let flatten subst = profiler.HExtlib.profile flatten subst in
 167   let subst = flatten subst in *)
 168     subst, menv, ug
 169 ;;
 170
 171 exception MatchingFailure;;
 172
 173 let matching1 metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph =
 174   try
 175     unification_aux false metasenv1 metasenv2 context t1 t2 ugraph
 176   with
 177     CicUnification .UnificationFailure _ ->
 178       raise MatchingFailure
 179 ;;
 180
 181 let unification = unification_aux true
 182 ;;
 183
 184 (** matching takes in input the _disjoint_ metasenv of t1 and  t2;
 185 it perform unification in the union metasenv, then check that
 186 the first metasenv has not changed *)
 187
 188 let matching = matching1;;
 189
 190 let check_eq context msg eq =
 191   let w, proof, (eq_ty, left, right, order), metas = eq in
 192   if not (fst (CicReduction.are_convertible ~metasenv:metas context eq_ty
 193    (fst (CicTypeChecker.type_of_aux' metas context  left CicUniv.empty_ugraph))
 194    CicUniv.empty_ugraph))
 195   then
 196     begin
 197       prerr_endline msg;
 198       assert false;
 199     end
 200   else ()
 201 ;;
 202
 203 let find_equalities context proof =
 204   let module C = Cic in
 205   let module S = CicSubstitution in
 206   let module T = CicTypeChecker in
 207   let eq_uri = LibraryObjects.eq_URI () in
 208   let newmeta = ProofEngineHelpers.new_meta_of_proof ~proof in
 209   let ok_types ty menv =
 210     List.for_all (fun (_, _, mt) -> mt = ty) menv
 211   in
 212   let rec aux index newmeta = function
 213     | [] -> [], newmeta
 214     | (Some (_, C.Decl (term)))::tl ->
 215         let do_find context term =
 216           match term with
 217           | C.Prod (name, s, t) ->
 218               let (head, newmetas, args, newmeta) =
 219                 ProofEngineHelpers.saturate_term newmeta []
 220                   context (S.lift index term) 0
 221               in
 222               let p =
 223                 if List.length args = 0 then
 224                   C.Rel index
 225                 else
 226                   C.Appl ((C.Rel index)::args)
 227               in (
 228                 match head with
 229                 | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 230                     when (UriManager.eq uri eq_uri) && (ok_types ty newmetas) ->
 231                     debug_print
 232                       (lazy
 233                          (Printf.sprintf "OK: %s" (CicPp.ppterm term)));
 234                     let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 235                     let stat = (ty,t1,t2,o) in
 236                     let w = compute_equality_weight stat in
 237                     let proof_old =
 238                       Equality.BasicProof (Equality.empty_subst,p) in
 239                     let proof_new = Equality.Exact p in
 240                     let proof = proof_new , proof_old in
 241                     let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, newmetas) in
 242                     Some e, (newmeta+1)
 243                 | _ -> None, newmeta
 244               )
 245           | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 246               when UriManager.eq uri eq_uri ->
 247               let ty = S.lift index ty in
 248               let t1 = S.lift index t1 in
 249               let t2 = S.lift index t2 in
 250               let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 251               let stat = (ty,t1,t2,o) in
 252               let w = compute_equality_weight stat in
 253               let p = C.Rel index in
 254               let proof_old = Equality.BasicProof (Equality.empty_subst,p) in
 255               let proof_new = Equality.Exact p in
 256               let proof = proof_new, proof_old in
 257               let e = Equality.mk_equality (w, proof,stat,[]) in
 258               Some e, (newmeta+1)
 259           | _ -> None, newmeta
 260         in (
 261           match do_find context term with
 262           | Some p, newmeta ->
 263               let tl, newmeta' = (aux (index+1) newmeta tl) in
 264               if newmeta' < newmeta then
 265                 prerr_endline "big trouble";
 266               (index, p)::tl, newmeta' (* max???? *)
 267           | None, _ ->
 268               aux (index+1) newmeta tl
 269         )
 270     | _::tl ->
 271         aux (index+1) newmeta tl
 272   in
 273   let il, maxm = aux 1 newmeta context in
 274   let indexes, equalities = List.split il in
 275   (* ignore (List.iter (check_eq context "find") equalities); *)
 276   indexes, equalities, maxm
 277 ;;
 278
 279
 280 (*
 281 let equations_blacklist =
 282   List.fold_left
 283     (fun s u -> UriManager.UriSet.add (UriManager.uri_of_string u) s)
 284     UriManager.UriSet.empty [
 285       "cic:/Coq/Init/Logic/eq.ind#xpointer(1/1/1)";
 286       "cic:/Coq/Init/Logic/trans_eq.con";
 287       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal.con";
 288       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal2.con";
 289       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal3.con";
 290       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal4.con";
 291       "cic:/Coq/Init/Logic/f_equal5.con";
 292       "cic:/Coq/Init/Logic/sym_eq.con";
 293       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_ind.con";
 294       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_ind_r.con";
 295       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rec.con";
 296       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rec_r.con";
 297       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rect.con";
 298       "cic:/Coq/Init/Logic/eq_rect_r.con";
 299       "cic:/Coq/Logic/Eqdep/UIP.con";
 300       "cic:/Coq/Logic/Eqdep/UIP_refl.con";
 301       "cic:/Coq/Logic/Eqdep_dec/eq2eqT.con";
 302       "cic:/Coq/ZArith/Zcompare/rename.con";
 303       (* ALB !!!! questo e` imbrogliare, ma x ora lo lasciamo cosi`...
 304          perche' questo cacchio di teorema rompe le scatole :'( *)
 305       "cic:/Rocq/SUBST/comparith/mult_n_2.con";
 306
 307       "cic:/matita/logic/equality/eq_f.con";
 308       "cic:/matita/logic/equality/eq_f2.con";
 309       "cic:/matita/logic/equality/eq_rec.con";
 310       "cic:/matita/logic/equality/eq_rect.con";
 311     ]
 312 ;;
 313 *)
 314 let equations_blacklist = UriManager.UriSet.empty;;
 315
 316
 317 let find_library_equalities dbd context status maxmeta =
 318   let module C = Cic in
 319   let module S = CicSubstitution in
 320   let module T = CicTypeChecker in
 321   let blacklist =
 322     List.fold_left
 323       (fun s u -> UriManager.UriSet.add u s)
 324       equations_blacklist
 325       [eq_XURI (); sym_eq_URI (); trans_eq_URI (); eq_ind_URI ();
 326        eq_ind_r_URI ()]
 327   in
 328   let candidates =
 329     List.fold_left
 330       (fun l uri ->
 331          if UriManager.UriSet.mem uri blacklist then
 332            l
 333          else
 334            let t = CicUtil.term_of_uri uri in
 335            let ty, _ =
 336              CicTypeChecker.type_of_aux' [] context t CicUniv.empty_ugraph
 337            in
 338            (uri, t, ty)::l)
 339       []
 340       (let t1 = Unix.gettimeofday () in
 341        let eqs = (MetadataQuery.equations_for_goal ~dbd status) in
 342        let t2 = Unix.gettimeofday () in
 343        (debug_print
 344           (lazy
 345              (Printf.sprintf "Tempo di MetadataQuery.equations_for_goal: %.9f\n"
 346                 (t2 -. t1))));
 347        eqs)
 348   in
 349   let eq_uri1 = eq_XURI ()
 350   and eq_uri2 = LibraryObjects.eq_URI () in
 351   let iseq uri =
 352     (UriManager.eq uri eq_uri1) || (UriManager.eq uri eq_uri2)
 353   in
 354   let ok_types ty menv =
 355     List.for_all (fun (_, _, mt) -> mt = ty) menv
 356   in
 357   let rec has_vars = function
 358     | C.Meta _ | C.Rel _ | C.Const _ -> false
 359     | C.Var _ -> true
 360     | C.Appl l -> List.exists has_vars l
 361     | C.Prod (_, s, t) | C.Lambda (_, s, t)
 362     | C.LetIn (_, s, t) | C.Cast (s, t) ->
 363         (has_vars s) || (has_vars t)
 364     | _ -> false
 365  in
 366   let rec aux newmeta = function
 367     | [] -> [], newmeta
 368     | (uri, term, termty)::tl ->
 369         debug_print
 370           (lazy
 371              (Printf.sprintf "Examining: %s (%s)"
 372                 (CicPp.ppterm term) (CicPp.ppterm termty)));
 373         let res, newmeta =
 374           match termty with
 375           | C.Prod (name, s, t) when not (has_vars termty) ->
 376               let head, newmetas, args, newmeta =
 377                 ProofEngineHelpers.saturate_term newmeta [] context termty 0
 378               in
 379               let p =
 380                 if List.length args = 0 then
 381                   term
 382                 else
 383                   C.Appl (term::args)
 384               in (
 385                   match head with
 386                     | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 387                         when (iseq uri) && (ok_types ty newmetas) ->
 388                     debug_print
 389                       (lazy
 390                          (Printf.sprintf "OK: %s" (CicPp.ppterm term)));
 391                     let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 392                     let stat = (ty,t1,t2,o) in
 393                     let w = compute_equality_weight stat in
 394                     let proof_old =
 395                       Equality.BasicProof (Equality.empty_subst,p) in
 396                     let proof_new = Equality.Exact p in
 397                     let proof = proof_new, proof_old in
 398                     let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, newmetas) in
 399                     Some e, (newmeta+1)
 400                 | _ -> None, newmeta
 401               )
 402           | C.Appl [C.MutInd (uri, _, _); ty; t1; t2]
 403               when iseq uri && not (has_vars termty) ->
 404               let o = !Utils.compare_terms t1 t2 in
 405               let stat = (ty,t1,t2,o) in
 406               let w = compute_equality_weight stat in
 407               let old_proof = Equality.BasicProof (Equality.empty_subst,term) in
 408               let new_proof = Equality.Exact term in
 409               let proof = new_proof, old_proof in
 410               let e = Equality.mk_equality (w, proof, stat, []) in
 411               Some e, (newmeta+1)
 412           | _ -> None, newmeta
 413         in
 414         match res with
 415         | Some e ->
 416             let tl, newmeta' = aux newmeta tl in
 417               if newmeta' < newmeta then
 418                 prerr_endline "big trouble";
 419               (uri, e)::tl, newmeta' (* max???? *)
 420         | None ->
 421             aux newmeta tl
 422   in
 423   let found, maxm = aux maxmeta candidates in
 424   let uriset, eqlist =
 425     let mceq = Equality.meta_convertibility_eq in
 426     (List.fold_left
 427        (fun (s, l) (u, e) ->
 428           if List.exists (mceq e) (List.map snd l) then (
 429             debug_print
 430               (lazy
 431                  (Printf.sprintf "NO!! %s already there!"
 432                     (Equality.string_of_equality e)));
 433             (UriManager.UriSet.add u s, l)
 434           ) else (UriManager.UriSet.add u s, (u, e)::l))
 435        (UriManager.UriSet.empty, []) found)
 436   in
 437   uriset, eqlist, maxm
 438 ;;
 439
 440
 441 let find_library_theorems dbd env status equalities_uris =
 442   let module C = Cic in
 443   let module S = CicSubstitution in
 444   let module T = CicTypeChecker in
 445   let blacklist =
 446     let refl_equal =
 447       UriManager.uri_of_string "cic:/Coq/Init/Logic/eq.ind#xpointer(1/1/1)" in
 448     let s =
 449       UriManager.UriSet.remove refl_equal
 450         (UriManager.UriSet.union equalities_uris equations_blacklist)
 451     in
 452     List.fold_left
 453       (fun s u -> UriManager.UriSet.add u s)
 454       s [eq_XURI () ;sym_eq_URI (); trans_eq_URI (); eq_ind_URI ();
 455          eq_ind_r_URI ()]
 456   in
 457   let metasenv, context, ugraph = env in
 458   let candidates =
 459     List.fold_left
 460       (fun l uri ->
 461          if UriManager.UriSet.mem uri blacklist then l
 462          else
 463            let t = CicUtil.term_of_uri uri in
 464            let ty, _ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context t ugraph in
 465            (t, ty, [])::l)
 466       [] (MetadataQuery.signature_of_goal ~dbd status)
 467   in
 468   let refl_equal =
 469     let u = eq_XURI () in
 470     let t = CicUtil.term_of_uri u in
 471     let ty, _ = CicTypeChecker.type_of_aux' [] [] t CicUniv.empty_ugraph in
 472     (t, ty, [])
 473   in
 474   refl_equal::candidates
 475 ;;
 476
 477
 478 let find_context_hypotheses env equalities_indexes =
 479   let metasenv, context, ugraph = env in
 480   let _, res =
 481     List.fold_left
 482       (fun (n, l) entry ->
 483          match entry with
 484          | None -> (n+1, l)
 485          | Some _ ->
 486              if List.mem n equalities_indexes then
 487                (n+1, l)
 488              else
 489                let t = Cic.Rel n in
 490                let ty, _ =
 491                  CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context t ugraph in
 492                (n+1, (t, ty, [])::l))
 493       (1, []) context
 494   in
 495   res
 496 ;;
 497