helm/software/components/tactics/tacticals.ml

   1 (* Copyright (C) 2002, 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
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  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 CicReduction
  29 open ProofEngineTypes
  30 open UriManager *)
  31
  32 (** DEBUGGING *)
  33
  34   (** perform debugging output? *)
  35 let debug = false
  36 let debug_print = fun _ -> ()
  37
  38   (** debugging print *)
  39 let info s = debug_print (lazy ("TACTICALS INFO: " ^ (Lazy.force s)))
  40
  41 module PET = ProofEngineTypes
  42
  43 let id_tac =
  44  let id_tac (proof,goal) =
  45   let _, metasenv, _, _, _, _ = proof in
  46   let _, _, _ = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
  47   (proof,[goal])
  48  in
  49   PET.mk_tactic id_tac
  50
  51 let fail_tac =
  52  let fail_tac (proof,goal) =
  53   let _, metasenv, _, _ , _, _ = proof in
  54   let _, _, _ = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
  55    raise (PET.Fail (lazy "fail tactical"))
  56  in
  57   PET.mk_tactic fail_tac
  58
  59 type goal = PET.goal
  60
  61     (** TODO needed until tactics start returning both opened and closed goals
  62      * First part of the function performs a diff among goals ~before tactic
  63      * application and ~after it. Second part will add as both opened and closed
  64      * the goals which are returned as opened by the tactic *)
  65 let goals_diff ~before ~after ~opened =
  66   let sort_opened opened add =
  67     opened @ (List.filter (fun g -> not (List.mem g opened)) add)
  68   in
  69   let remove =
  70     List.fold_left
  71       (fun remove e -> if List.mem e after then remove else e :: remove)
  72       [] before
  73   in
  74   let add =
  75     List.fold_left
  76       (fun add e -> if List.mem e before then add else e :: add)
  77       []
  78       after
  79   in
  80   let add, remove = (* adds goals which have been both opened _and_ closed *)
  81     List.fold_left
  82       (fun (add, remove) opened_goal ->
  83         if List.mem opened_goal before
  84         then opened_goal :: add, opened_goal :: remove
  85         else add, remove)
  86       (add, remove)
  87       opened
  88   in
  89   sort_opened opened add, remove
  90
  91 module ProofEngineStatus =
  92 struct
  93   module Stack = Continuationals.Stack
  94
  95   (* The stack is used and saved only at the very end of the eval function;
  96      it is read only at the beginning of the eval;
  97      we need it just to apply several times in a row this machine to an
  98      initial stack, i.e. to chain several applications of the machine together,
  99      i.e. to dump and restore the state of the machine.
 100      The stack is never used by the tactics: each tactic of type
 101      PET.tactic ignore the stack. To make a tactic from the eval function
 102      of a machine we apply the eval on a fresh stack (via the mk_tactic). *)
 103   type input_status =
 104     PET.status (* (proof, goal) *) * Stack.t
 105
 106   type output_status =
 107     (PET.proof * goal list * goal list) * Stack.t
 108
 109   type tactic = PET.tactic
 110
 111   (* f is an eval function of a machine;
 112      the machine is applied to a fresh stack and the final stack is read
 113      back to obtain the result of the tactic *)
 114   let mk_tactic f =
 115     PET.mk_tactic
 116       (fun ((proof, goal) as pstatus) ->
 117         let stack = [ [ 1, Stack.Open goal ], [], [], `NoTag ] in
 118         let istatus = pstatus, stack in
 119         let (proof, _, _), stack = f istatus in
 120         let opened = Continuationals.Stack.open_goals stack in
 121         proof, opened)
 122
 123   (* it applies a tactic ignoring (and preserving) the stack *)
 124   let apply_tactic tac ((proof, _) as pstatus, stack) =
 125     let proof', opened = PET.apply_tactic tac pstatus in
 126     let before = PET.goals_of_proof proof in
 127     let after = PET.goals_of_proof proof' in
 128     let opened_goals, closed_goals = goals_diff ~before ~after ~opened in
 129     (proof', opened_goals, closed_goals), stack
 130
 131   let goals ((_, opened, closed), _) = opened, closed
 132
 133   (* Done only at the beginning of the eval of the machine *)
 134   let get_stack = snd
 135   (* Done only at the end of the eval of the machine *)
 136   let set_stack stack (opstatus, _) = opstatus, stack
 137
 138   let inject ((proof, _), stack) = ((proof, [], []), stack)
 139   let focus goal ((proof, _, _), stack) = (proof, goal), stack
 140 end
 141
 142 module S = ProofEngineStatus
 143 module C = Continuationals.Make (S)
 144
 145 type tactic = S.tactic
 146
 147 let fold_eval status ts =
 148   let istatus =
 149     List.fold_left (fun istatus t -> S.focus ~-1 (C.eval t istatus)) status ts
 150   in
 151   S.inject istatus
 152
 153 (* Tacticals implemented on top of tynycals *)
 154
 155 let thens ~start ~continuations =
 156   S.mk_tactic
 157     (fun istatus ->
 158       fold_eval istatus
 159         ([ C.Tactical (C.Tactic start); C.Branch ]
 160         @ (HExtlib.list_concat ~sep:[ C.Shift ]
 161             (List.map (fun t -> [ C.Tactical (C.Tactic t) ]) continuations))
 162         @ [ C.Merge ]))
 163
 164 let then_ ~start ~continuation =
 165   S.mk_tactic
 166     (fun istatus ->
 167       let ostatus = C.eval (C.Tactical (C.Tactic start)) istatus in
 168       let opened,closed = S.goals ostatus in
 169        match opened with
 170           [] -> ostatus
 171         | _ ->
 172           fold_eval (S.focus ~-1 ostatus)
 173             [ C.Semicolon;
 174               C.Tactical (C.Tactic continuation) ])
 175
 176 let seq ~tactics =
 177   S.mk_tactic
 178     (fun istatus ->
 179       fold_eval istatus
 180         (HExtlib.list_concat ~sep:[ C.Semicolon ]
 181           (List.map (fun t -> [ C.Tactical (C.Tactic t) ]) tactics)))
 182
 183 (* Tacticals that cannot be implemented on top of tynycals *)
 184
 185 let const_tac res = PET.mk_tactic (fun _ -> res)
 186
 187 let if_ ~start ~continuation ~fail =
 188    let if_ status =
 189       let xoutput =
 190          try
 191             let result = PET.apply_tactic start status in
 192             info (lazy ("Tacticals.if_: succedeed!!!"));
 193             Some result
 194          with PET.Fail _ -> None
 195       in
 196       let tactic = match xoutput with
 197          | Some res -> then_ ~start:(const_tac res) ~continuation
 198          | None     -> fail
 199       in
 200       PET.apply_tactic tactic status
 201    in
 202    PET.mk_tactic if_
 203
 204 let ifs ~start ~continuations ~fail =
 205    let ifs status =
 206       let xoutput =
 207          try
 208             let result = PET.apply_tactic start status in
 209             info (lazy ("Tacticals.ifs: succedeed!!!"));
 210             Some result
 211          with PET.Fail _ -> None
 212       in
 213       let tactic = match xoutput with
 214          | Some res -> thens ~start:(const_tac res) ~continuations
 215          | None     -> fail
 216       in
 217       PET.apply_tactic tactic status
 218    in
 219    PET.mk_tactic ifs
 220
 221 let first ~tactics =
 222   let rec first ~(tactics: tactic list) status =
 223     info (lazy "in Tacticals.first");
 224     match tactics with
 225       [] -> raise (PET.Fail (lazy "first: no tactics left"))
 226     | tac::tactics ->
 227         try
 228          let res = PET.apply_tactic tac status in
 229           info (lazy ("Tacticals.first: succedeed!!!"));
 230           res
 231         with
 232          PET.Fail _ -> first ~tactics status
 233   in
 234   PET.mk_tactic (first ~tactics)
 235
 236 let rec do_tactic ~n ~tactic =
 237  PET.mk_tactic
 238   (function status ->
 239     if n = 0 then
 240      PET.apply_tactic id_tac status
 241     else
 242      PET.apply_tactic
 243       (then_ ~start:tactic ~continuation:(do_tactic ~n:(n-1) ~tactic))
 244       status)
 245
 246 (* This applies tactic and catches its possible failure *)
 247 let try_tactic ~tactic =
 248  let try_tactic status =
 249   try
 250     PET.apply_tactic tactic status
 251   with (PET.Fail _) as e ->
 252     info (lazy (
 253       "Tacticals.try_tactic failed with exn: " ^ Printexc.to_string e));
 254     PET.apply_tactic id_tac status
 255  in
 256   PET.mk_tactic try_tactic
 257
 258 let rec repeat_tactic ~tactic =
 259  ProofEngineTypes.mk_tactic
 260   (fun status ->
 261     ProofEngineTypes.apply_tactic
 262      (then_ ~start:tactic
 263        ~continuation:(try_tactic (repeat_tactic ~tactic))) status)
 264
 265 (* This tries tactics until one of them solves the goal *)
 266 let solve_tactics ~tactics =
 267  let rec solve_tactics ~(tactics: tactic list) status =
 268   info (lazy "in Tacticals.solve_tactics");
 269   match tactics with
 270   | currenttactic::moretactics ->
 271       (try
 272         let (proof, opened) as output_status =
 273          PET.apply_tactic currenttactic status
 274         in
 275         match opened with
 276           | [] -> info (lazy ("Tacticals.solve_tactics: solved the goal!!!"));
 277                   output_status
 278           | _ -> info (lazy ("Tacticals.solve_tactics: try the next tactic"));
 279                  raise (PET.Fail (lazy "Goal not solved"))
 280        with (PET.Fail _) as e ->
 281          info (lazy (
 282             "Tacticals.solve_tactics: current tactic failed with exn: "
 283             ^ Printexc.to_string e));
 284          solve_tactics ~tactics:moretactics status)
 285   | [] ->
 286       raise (PET.Fail
 287         (lazy "solve_tactics cannot solve the goal"))
 288  in
 289   PET.mk_tactic (solve_tactics ~tactics)
 290
 291 let progress_tactic ~tactic =
 292   let msg = lazy "Failed to progress" in
 293   let progress_tactic (((_,metasenv,_,_,_,_),g) as istatus) =
 294     let ((_,metasenv',_,_,_,_),opened) as ostatus =
 295      PET.apply_tactic tactic istatus
 296     in
 297     match opened with
 298     | [g1] ->
 299         let _,oc,oldty = CicUtil.lookup_meta g metasenv in
 300         let _,nc,newty = CicUtil.lookup_meta g1 metasenv' in
 301         if oldty = newty && oc = nc then
 302           raise (PET.Fail msg)
 303         else
 304           ostatus
 305     | _ -> ostatus
 306   in
 307   PET.mk_tactic progress_tactic