matita/components/binaries/matitaprover/matitaprover.ml

   1 (*
   2     ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
   3     ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science
   4     ||T||  Department, University of Bologna, Italy.
   5     ||I||
   6     ||T||  HELM is free software; you can redistribute it and/or
   7     ||A||  modify it under the terms of the GNU General Public License
   8     \   /  version 2 or (at your option) any later version.
   9      \ /   This software is distributed as is, NO WARRANTY.
  10       V_______________________________________________________________ *)
  11
  12 (* $Id: orderings.ml 9869 2009-06-11 22:52:38Z denes $ *)
  13
  14 module OT = struct type t = string  let compare = Pervasives.compare end
  15 module HC = Map.Make(OT)
  16 module TS = HTopoSort.Make(OT)
  17
  18 type leaf = int * string
  19
  20 let cache = ref HC.empty
  21 let num = ref 100
  22
  23 let hash s =
  24   try HC.find s !cache
  25   with Not_found ->
  26           cache := HC.add s (!num,s) !cache;
  27           decr num;
  28           HC.find s !cache
  29 ;;
  30
  31 hash "==";;
  32 hash "_";;
  33
  34 let problem_file = ref "no-file-given";;
  35 let tptppath = ref "/";;
  36 let seconds = ref 0;;
  37
  38 let fail_msg () =
  39       print_endline ("% SZS status Timeout for " ^
  40         Filename.basename !problem_file)
  41 ;;
  42
  43 module type LeafComparer =
  44   sig
  45     val cmp : leaf -> leaf -> int
  46   end
  47 ;;
  48
  49 module MakeBlob(C:LeafComparer) : Terms.Blob
  50   with type t = leaf and type input = Ast.term = struct
  51         type t = leaf
  52         let eq a b = a == b
  53         let compare a b = C.cmp a b
  54         let eqP = hash "=="
  55         let pp (_,a) =  a
  56         type input = Ast.term
  57         let rec embed m = function
  58             | Ast.Variable name ->
  59                 (try m, List.assoc name m
  60                  with Not_found ->
  61                     let t = Terms.Var ~-(List.length m) in
  62                     (name,t)::m, t)
  63             | Ast.Constant name -> m, Terms.Leaf (hash name)
  64             | Ast.Function (name,args) ->
  65                 let m, args =
  66                   HExtlib.list_mapi_acc
  67                     (fun x _ m -> embed m x) m args
  68                 in
  69                 m, Terms.Node (Terms.Leaf (hash name):: args)
  70         let is_eq = function
  71           | Terms.Node [ Terms.Leaf eqt ; ty; l; r ] when eq eqP eqt ->
  72               Some (ty,l,r)
  73           | _ -> None
  74         let saturate bo ty =
  75           let vars, ty = embed [] ty in
  76           let _, bo = embed vars bo in
  77           let bo = Terms.Node (bo :: List.map snd (List.rev vars)) in
  78           bo, ty
  79         ;;
  80         let embed t = snd(embed [] t);;
  81
  82   end
  83 ;;
  84
  85 let success_msg bag l (pp : ?margin:int -> leaf Terms.unit_clause -> string) ord =
  86   (* TODO: do some sort of poor man lock (open + OEXCL) so that
  87    *       just one thread at a time prints the proof *)
  88   print_endline ("% SZS status Unsatisfiable for " ^
  89     Filename.basename !problem_file);
  90   print_endline ("% SZS output start CNFRefutation for " ^
  91     Filename.basename !problem_file);
  92   flush stdout;
  93   List.iter (fun x ->
  94     let (cl,_,_) = Terms.get_from_bag x bag in
  95     print_endline (pp ~margin:max_int
  96       cl)) l;
  97   print_endline ("% SZS output end CNFRefutation for " ^
  98     Filename.basename !problem_file);
  99   let prefix = string_of_int (Unix.getpid ()) in
 100   let prerr_endline s = prerr_endline (prefix ^ ": " ^ s) in
 101   let times = Unix.times () in
 102   prerr_endline ("solved " ^ !problem_file ^ " in " ^ string_of_float
 103     (times.Unix.tms_utime +. times.Unix.tms_stime) ^ "(Process Time) using " ^ ord);
 104 ;;
 105
 106 let start_msg stats passives g_passives (pp : ?margin:int -> leaf Terms.unit_clause -> string) oname =
 107   let prefix = string_of_int (Unix.getpid ()) in
 108   let prerr_endline s = prerr_endline (prefix ^ ": " ^ s) in
 109   prerr_endline "Facts:";
 110   List.iter (fun x -> prerr_endline (" " ^ pp x)) passives;
 111   prerr_endline "Goal:";
 112   prerr_endline (" " ^ pp g_passives);
 113 (*  prerr_endline "Order:";
 114   prerr_endline ("  " ^ oname);
 115   prerr_endline "Leaf order:";
 116   List.iter (fun ((_,name), (a,b,c,gp,l)) ->
 117      prerr_endline (" " ^name ^ " " ^ string_of_int a ^ " " ^
 118        string_of_int b ^ " " ^
 119        string_of_int c ^ " " ^
 120        String.concat "," (List.map string_of_int gp) ^
 121        String.concat "," (List.map snd l))) stats;*)
 122 ;;
 123
 124 let report_error s =  prerr_endline (string_of_int (Unix.getpid())^": "^s);;
 125
 126
 127 module Main(P : Paramod.Paramod with type t = leaf) = struct
 128
 129   (*let mk_clause bag maxvar (t,ty) =
 130     let (proof,ty) = B.saturate t ty in
 131     let c, maxvar = Utils.mk_unit_clause maxvar ty proof in
 132     let bag, c = Terms.add_to_bag c bag in
 133       (bag, maxvar), c
 134   ;;
 135
 136   let mk_passive (bag,maxvar) = mk_clause bag maxvar;;
 137   let mk_goal (bag,maxvar) = mk_clause bag maxvar;;*)
 138
 139  let run ~useage ~printmsg stats goal hypotheses pp_unit_clause name =
 140    let bag = Terms.empty_bag, 0 in
 141    let bag, g_passives = P.mk_goal bag goal in
 142    let bag, passives =
 143      HExtlib.list_mapi_acc (fun x _ b -> P.mk_passive b x) bag hypotheses
 144    in
 145    if printmsg then start_msg stats passives g_passives pp_unit_clause name;
 146    match
 147      P.paramod ~useage
 148       ~max_steps:max_int bag ~g_passives:[g_passives] ~passives
 149    with
 150    | P.Error s -> report_error s; 3
 151    | P.Unsatisfiable ((bag,_,_,l)::_) ->
 152          success_msg bag l pp_unit_clause name; 0
 153    | P.Unsatisfiable ([]) ->
 154          report_error "Unsatisfiable but no solution output"; 3
 155    | P.GaveUp -> 2
 156    | P.Timeout _ -> 1
 157  ;;
 158 end
 159
 160  let compute_stats goal hypotheses =
 161    let module C =
 162      struct type t = leaf let cmp (a,_) (b,_) = Pervasives.compare a b end
 163    in
 164    let module B = MakeBlob(C) in
 165    let module Pp = Pp.Pp(B) in
 166    let module O = Orderings.NRKBO(B) in
 167    let module P = Paramod.Paramod(O) in
 168    let module Stats = Stats.Stats(O) in
 169    let bag = Terms.empty_bag, 0 in
 170    let bag, g_passives = P.mk_goal bag goal in
 171    let bag, passives =
 172      HExtlib.list_mapi_acc (fun x _ b -> P.mk_passive b x) bag hypotheses
 173    in
 174    let data = Stats.parse_symbols passives g_passives in
 175    let data =
 176      List.map
 177        (fun (name, n_occ, arity, n_gocc, g_pos) ->
 178           name, (n_occ, arity, n_gocc, g_pos, Stats.dependencies name passives))
 179        data
 180    in
 181    let oplist = List.map (fun ((_,x),_) -> x) data in
 182    let deps op =
 183      (let _,(_,_,_,_,d) = List.find (fun ((_,op'),_) -> op = op') data
 184       in List.map snd d)
 185    in
 186    let oplist = TS.topological_sort oplist deps in
 187    List.sort
 188      (fun ((_,n1),(o1,a1,go1,p1,_)) ((_,n2),(o2,a2,go2,p2,_)) ->
 189         if a1 = 0 && a2 = 0 then 0
 190         else if a1 = 0 then -1
 191         else if a2 = 0 then 1
 192         else let res = Pervasives.compare (a1,o1,-go1,p1) (a2,o2,-go2,p2)
 193              in if res = 0 then Pervasives.compare (HExtlib.list_index ((=) n1) oplist) (HExtlib.list_index ((=) n2) oplist)
 194                 else res)
 195      data
 196  ;;
 197
 198 let worker order ~useage ~printmsg goal hypotheses =
 199    let stats = compute_stats goal hypotheses in
 200    let module C =
 201      struct
 202       let cmp =
 203         let raw = List.map snd stats in
 204         let rec pos x = function
 205           | ((y,_)::tl) when y = x -> 0
 206           | _::tl -> 1 + pos x tl
 207           | [] -> assert false
 208         in
 209         if List.length raw =
 210            List.length (HExtlib.list_uniq raw)
 211         then
 212           ((*prerr_endline "NO CLASH, using fixed ground order";*)
 213            fun a b ->
 214             Pervasives.compare
 215               (pos a stats)
 216               (pos b stats))
 217         else
 218           ((*prerr_endline "CLASH, statistics insufficient";*)
 219             fun (a,_) (b,_) -> Pervasives.compare a b)
 220       ;;
 221      end
 222    in
 223    let module B = MakeBlob(C) in
 224    let module Pp = Pp.Pp(B) in
 225    match order with
 226    | `NRKBO ->
 227        let module O = Orderings.NRKBO(B) in
 228        let module Main = Main(Paramod.Paramod(O)) in
 229        Main.run ~useage ~printmsg stats goal hypotheses Pp.pp_unit_clause O.name
 230    | `KBO ->
 231        let module O = Orderings.KBO(B) in
 232        let module Main = Main(Paramod.Paramod(O)) in
 233        Main.run ~useage ~printmsg stats goal hypotheses Pp.pp_unit_clause O.name
 234    | `LPO ->
 235        let module O = Orderings.LPO(B) in
 236        let module Main = Main(Paramod.Paramod(O)) in
 237        Main.run ~useage ~printmsg stats goal hypotheses Pp.pp_unit_clause O.name
 238 ;;
 239
 240 let print_status p =
 241   let print_endline s = () in (* prerr_endline (string_of_int p ^ ": " ^ s) in*)
 242     function
 243     | Unix.WEXITED 0 ->
 244         print_endline ("status Unsatisfiable for " ^
 245           Filename.basename !problem_file);
 246     | Unix.WEXITED 1 ->
 247         print_endline ("status Timeout for " ^
 248           Filename.basename !problem_file);
 249     | Unix.WEXITED 2 ->
 250         print_endline ("status GaveUp for " ^
 251           Filename.basename !problem_file);
 252     | Unix.WEXITED 3 ->
 253         print_endline ("status Error for " ^
 254           Filename.basename !problem_file);
 255     | Unix.WEXITED _ -> assert false
 256     | Unix.WSIGNALED s -> print_endline ("killed by signal " ^ string_of_int s)
 257     | Unix.WSTOPPED _ -> print_endline "stopped"
 258  ;;
 259
 260 let killall l =
 261   List.iter (fun pid -> try Unix.kill pid 9 with _ -> ()) l
 262 ;;
 263
 264 let main () =
 265   let childs = ref [] in
 266   let _ =
 267     Sys.signal 24 (Sys.Signal_handle
 268       (fun _ -> fail_msg (); killall !childs; exit 1))
 269   in
 270   let _ =
 271     Sys.signal Sys.sigalrm
 272       (Sys.Signal_handle (fun _ -> prerr_endline "Alarm!"; fail_msg (); killall !childs; exit 1))
 273   in
 274   Arg.parse [
 275    "--tptppath", Arg.String (fun p -> tptppath := p),
 276      ("[path]  TPTP lib root, default " ^ !tptppath);
 277    "--timeout", Arg.Int (fun p -> seconds := p),
 278      ("[seconds]  timeout, default none");
 279    ] (fun x -> problem_file := x) "
 280 Matitaprover is the first order automatic prover that equips the
 281 Matita interactive theorem prover (http://matita.cs.unibo.it).
 282
 283 Developed by A.Asperti, M.Denes and E.Tassi, released under GPL version 2
 284 or at your option any later version.
 285
 286 If --tptppath is given, instead of the problem file you can just give the
 287 problem name with the .p suffix (e.g. BOO001-1.p)
 288
 289 If --tptppath is not given, included files (i.e. axiom sets) are searched
 290 in the current directory only.
 291
 292 usage: matitaprover [options] problemfile";
 293   let hypotheses, goals = Tptp_cnf.parse ~tptppath:!tptppath !problem_file in
 294   let goal = match goals with [x] -> x | _ -> assert false in
 295   let _ = if !seconds > 0 then Unix.alarm !seconds else 0 in
 296   childs :=
 297     List.map
 298       (fun f ->
 299          let pid = Unix.fork () in
 300          if pid = 0 then (exit (f ())) else pid)
 301     [
 302       (fun () -> worker `NRKBO ~useage:true ~printmsg:true goal hypotheses)
 303     ;
 304       (fun () -> worker `KBO ~useage:true ~printmsg:false goal hypotheses)
 305     ;
 306       (fun () -> worker `LPO ~useage:true ~printmsg:false goal hypotheses)
 307     ;
 308       (fun () -> worker `NRKBO ~useage:false ~printmsg:false goal hypotheses)
 309     ];
 310   let rec aux () =
 311     if List.length !childs = 0 then
 312       (fail_msg (); exit 1)
 313     else
 314      match Unix.wait () with
 315      | p, (Unix.WEXITED 0 as s) ->
 316          print_status p s;
 317          killall !childs; exit 0;
 318      | p, s ->
 319          print_status p s;
 320          childs := List.filter ((<>)p) !childs; aux ()
 321   in
 322    aux ()
 323 ;;
 324
 325 main ()