matita/components/ng_cic_content/interpretations.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://helm.cs.unibo.it/
  24  *)
  25
  26 (* $Id$ *)
  27
  28 open Printf
  29
  30 module Ast = NotationPt
  31
  32
  33 let debug = false
  34 let debug_print s = if debug then prerr_endline (Lazy.force s) else ()
  35
  36 type id = string
  37 let hide_coercions = ref true;;
  38
  39 type cic_id = string
  40
  41 type term_info =
  42   { sort: (cic_id, Ast.sort_kind) Hashtbl.t;
  43     uri: (cic_id, NReference.reference) Hashtbl.t;
  44   }
  45
  46 module IntMap = Map.Make(struct type t = int let compare = compare end);;
  47 module StringMap = Map.Make(String);;
  48
  49 type db = {
  50   counter: int;
  51   pattern32_matrix: (bool * NotationPt.cic_appl_pattern * int) list;
  52   level2_patterns32:
  53    (string * string * NotationPt.argument_pattern list *
  54      NotationPt.cic_appl_pattern) IntMap.t;
  55   interpretations: int list StringMap.t; (* symb -> id list *)
  56   compiled32:
  57    (NCic.term -> ((string * NCic.term) list * NCic.term list * int) option)
  58     Lazy.t
  59 }
  60
  61 let initial_db = {
  62    counter = -1;
  63    pattern32_matrix = [];
  64    level2_patterns32 = IntMap.empty;
  65    interpretations = StringMap.empty;
  66    compiled32 = lazy (Ncic2astMatcher.Matcher32.compiler [])
  67 }
  68
  69 class type g_status =
  70   object
  71     inherit NCicCoercion.g_status
  72     method interp_db: db
  73   end
  74
  75 class status =
  76  object
  77    inherit NCicCoercion.status
  78    val interp_db = initial_db
  79    method interp_db = interp_db
  80    method set_interp_db v = {< interp_db = v >}
  81    method set_interp_status
  82     : 'status. #g_status as 'status -> 'self
  83     = fun o -> {< interp_db = o#interp_db >}#set_coercion_status o
  84  end
  85
  86 let idref register_ref =
  87  let id = ref 0 in
  88   fun ?reference t ->
  89    incr id;
  90    let id = "i" ^ string_of_int !id in
  91     (match reference with None -> () | Some r -> register_ref id r);
  92     Ast.AttributedTerm (`IdRef id, t)
  93 ;;
  94
  95 let level_of_uri u =
  96   let name = NUri.name_of_uri u in
  97   assert(String.length name > String.length "Type");
  98   String.sub name 4 (String.length name - 4)
  99 ;;
 100
 101 let find_level2_patterns32 status pid =
 102  IntMap.find pid status#interp_db.level2_patterns32
 103
 104 let add_idrefs =
 105   List.fold_right (fun idref t -> Ast.AttributedTerm (`IdRef idref, t))
 106
 107 let instantiate32 idrefs env symbol args =
 108   let rec instantiate_arg = function
 109     | Ast.IdentArg (n, name) ->
 110         let t =
 111           try List.assoc name env
 112           with Not_found -> prerr_endline ("name not found in env: "^name);
 113                             assert false
 114         in
 115         let rec count_lambda = function
 116           | Ast.AttributedTerm (_, t) -> count_lambda t
 117           | Ast.Binder (`Lambda, _, body) -> 1 + count_lambda body
 118           | _ -> 0
 119         in
 120         let rec add_lambda t n =
 121           if n > 0 then
 122             let name = NotationUtil.fresh_name () in
 123             Ast.Binder (`Lambda, (Ast.Ident (name, None), None),
 124               Ast.Appl [add_lambda t (n - 1); Ast.Ident (name, None)])
 125           else
 126             t
 127         in
 128         add_lambda t (n - count_lambda t)
 129   in
 130   let head =
 131     let symbol = Ast.Symbol (symbol, 0) in
 132     add_idrefs idrefs symbol
 133   in
 134   if args = [] then head
 135   else Ast.Appl (head :: List.map instantiate_arg args)
 136
 137 let fresh_id status =
 138   let counter = status#interp_db.counter+1 in
 139    status#set_interp_db ({ status#interp_db with counter = counter  }), counter
 140
 141 let load_patterns32 status t =
 142  let t =
 143   HExtlib.filter_map (function (true, ap, id) -> Some (ap, id) | _ -> None) t
 144  in
 145   status#set_interp_db
 146    {status#interp_db with
 147      compiled32 = lazy (Ncic2astMatcher.Matcher32.compiler t) }
 148 ;;
 149
 150 let add_interpretation status dsc (symbol, args) appl_pattern =
 151   let status,id = fresh_id status in
 152   let ids =
 153    try
 154     id::StringMap.find symbol status#interp_db.interpretations
 155    with Not_found -> [id] in
 156   let status =
 157    status#set_interp_db { status#interp_db with
 158     level2_patterns32 =
 159       IntMap.add id (dsc, symbol, args, appl_pattern)
 160        status#interp_db.level2_patterns32;
 161     pattern32_matrix = (true,appl_pattern,id)::status#interp_db.pattern32_matrix;
 162     interpretations = StringMap.add symbol ids status#interp_db.interpretations
 163    }
 164   in
 165    load_patterns32 status status#interp_db.pattern32_matrix
 166
 167 let toggle_active_interpretations status b =
 168   status#set_interp_db { status#interp_db with
 169    pattern32_matrix =
 170      List.map (fun (_,ap,id) -> b,ap,id) status#interp_db.pattern32_matrix }
 171
 172 exception Interpretation_not_found
 173
 174 let lookup_interpretations status ?(sorted=true) symbol =
 175   try
 176     let raw =
 177       List.map (
 178         fun id ->
 179           let (dsc, _, args, appl_pattern) =
 180             try IntMap.find id status#interp_db.level2_patterns32
 181             with Not_found -> assert false
 182           in
 183           dsc, args, appl_pattern
 184       ) (StringMap.find symbol status#interp_db.interpretations)
 185     in
 186     if sorted then HExtlib.list_uniq (List.sort Pervasives.compare raw)
 187               else raw
 188   with Not_found -> raise Interpretation_not_found
 189
 190 let instantiate_appl_pattern
 191   ~mk_appl ~mk_implicit ~term_of_nref env appl_pattern
 192 =
 193   let lookup name =
 194     try List.assoc name env
 195     with Not_found ->
 196       prerr_endline (sprintf "Name %s not found" name);
 197       assert false
 198   in
 199   let rec aux = function
 200     | Ast.NRefPattern nref -> term_of_nref nref
 201     | Ast.ImplicitPattern -> mk_implicit false
 202     | Ast.VarPattern name -> lookup name
 203     | Ast.ApplPattern terms -> mk_appl (List.map aux terms)
 204   in
 205   aux appl_pattern
 206
 207 let destroy_nat =
 208   let is_nat_URI = NUri.eq (NUri.uri_of_string
 209   "cic:/matita/arithmetics/nat/nat.ind") in
 210   let is_zero = function
 211     | NCic.Const (NReference.Ref (uri, NReference.Con (0, 1, 0))) when
 212        is_nat_URI uri -> true
 213     | _ -> false
 214   in
 215   let is_succ = function
 216     | NCic.Const (NReference.Ref (uri, NReference.Con (0, 2, 0))) when
 217        is_nat_URI uri -> true
 218     | _ -> false
 219   in
 220   let rec aux acc = function
 221     | NCic.Appl [he ; tl] when is_succ he -> aux (acc + 1) tl
 222     | t when is_zero t -> Some acc
 223     | _ -> None
 224   in
 225    aux 0
 226
 227 (* CODICE c&p da NCicPp *)
 228 let nast_of_cic0 status
 229  ~(idref:
 230     ?reference:NReference.reference -> NotationPt.term -> NotationPt.term)
 231  ~output_type ~metasenv ~subst k ~context =
 232   function
 233     | NCic.Rel n ->
 234        (try
 235          let name,_ = List.nth context (n-1) in
 236          let name = if name = "_" then "__"^string_of_int n else name in
 237           idref (Ast.Ident (name,None))
 238         with Failure "nth" | Invalid_argument "List.nth" ->
 239          idref (Ast.Ident ("-" ^ string_of_int (n - List.length context),None)))
 240     | NCic.Const r -> idref ~reference:r (Ast.Ident (NCicPp.r2s true r, None))
 241     | NCic.Meta (n,lc) when List.mem_assoc n subst ->
 242         let _,_,t,_ = List.assoc n subst in
 243          k ~context (NCicSubstitution.subst_meta lc t)
 244     | NCic.Meta (n,(s,l)) ->
 245        (* CSC: qua non dovremmo espandere *)
 246        let l = NCicUtils.expand_local_context l in
 247         idref (Ast.Meta
 248          (n, List.map (fun x -> Some (k ~context (NCicSubstitution.lift s x))) l))
 249     | NCic.Sort NCic.Prop -> idref (Ast.Sort `Prop)
 250     | NCic.Sort NCic.Type [] -> idref (Ast.Sort `Set)
 251     | NCic.Sort NCic.Type ((`Type,u)::_) ->
 252               idref(Ast.Sort (`NType (level_of_uri u)))
 253     | NCic.Sort NCic.Type ((`CProp,u)::_) ->
 254               idref(Ast.Sort (`NCProp (level_of_uri u)))
 255     | NCic.Sort NCic.Type ((`Succ,u)::_) ->
 256               idref(Ast.Sort (`NType (level_of_uri u ^ "+1")))
 257     | NCic.Implicit `Hole -> idref (Ast.UserInput)
 258     | NCic.Implicit `Vector -> idref (Ast.Implicit `Vector)
 259     | NCic.Implicit _ -> idref (Ast.Implicit `JustOne)
 260     | NCic.Prod (n,s,t) ->
 261         let n = if n.[0] = '_' then "_" else n in
 262         let binder_kind = `Forall in
 263          idref (Ast.Binder (binder_kind, (Ast.Ident (n,None), Some (k ~context s)),
 264           k ~context:((n,NCic.Decl s)::context) t))
 265     | NCic.Lambda (n,s,t) ->
 266         idref (Ast.Binder (`Lambda,(Ast.Ident (n,None), Some (k ~context s)),
 267          k ~context:((n,NCic.Decl s)::context) t))
 268     | NCic.LetIn (n,s,ty,NCic.Rel 1) ->
 269         idref (Ast.Cast (k ~context ty, k ~context s))
 270     | NCic.LetIn (n,s,ty,t) ->
 271         idref (Ast.LetIn ((Ast.Ident (n,None), Some (k ~context s)), k ~context
 272           ty, k ~context:((n,NCic.Decl s)::context) t))
 273     | NCic.Appl (NCic.Meta (n,lc) :: args) when List.mem_assoc n subst ->
 274        let _,_,t,_ = List.assoc n subst in
 275        let hd = NCicSubstitution.subst_meta lc t in
 276         k ~context
 277          (NCicReduction.head_beta_reduce ~upto:(List.length args)
 278            (match hd with
 279            | NCic.Appl l -> NCic.Appl (l@args)
 280            | _ -> NCic.Appl (hd :: args)))
 281     | NCic.Appl args as t ->
 282        (match destroy_nat t with
 283          | Some n -> idref (Ast.Num (string_of_int n, -1))
 284          | None ->
 285             let args =
 286              if not !hide_coercions then args
 287              else
 288               match
 289                NCicCoercion.match_coercion status ~metasenv ~context ~subst t
 290               with
 291                | None -> args
 292                | Some (_,sats,cpos) ->
 293 (* CSC: sats e' il numero di pi, ma non so cosa farmene! voglio il numero di
 294    argomenti da saltare, come prima! *)
 295                   if cpos < List.length args - 1 then
 296                    List.nth args (cpos + 1) ::
 297                     try snd (HExtlib.split_nth (cpos+sats+2) args)
 298                     with Failure _->[]
 299                   else
 300                    args
 301             in
 302              (match args with
 303                  [arg] -> idref (k ~context arg)
 304                | _ -> idref (Ast.Appl (List.map (k ~context) args))))
 305     | NCic.Match (NReference.Ref (uri,_) as r,outty,te,patterns) ->
 306         let name = NUri.name_of_uri uri in
 307 (* CSC
 308         let uri_str = UriManager.string_of_uri uri in
 309         let puri_str = sprintf "%s#xpointer(1/%d)" uri_str (typeno+1) in
 310         let ctor_puri j =
 311           UriManager.uri_of_string
 312             (sprintf "%s#xpointer(1/%d/%d)" uri_str (typeno+1) j)
 313         in
 314 *)
 315         let case_indty =
 316          name, None(*CSC Some (UriManager.uri_of_string puri_str)*) in
 317         let constructors, leftno =
 318          let _,leftno,tys,_,n = NCicEnvironment.get_checked_indtys r in
 319          let _,_,_,cl  = List.nth tys n in
 320           cl,leftno
 321         in
 322         let rec eat_branch n ctx ty pat =
 323           match (ty, pat) with
 324           | NCic.Prod (name, s, t), _ when n > 0 ->
 325              eat_branch (pred n) ctx t pat
 326           | NCic.Prod (_, _, t), NCic.Lambda (name, s, t') ->
 327               let cv, rhs = eat_branch 0 ((name,NCic.Decl s)::ctx) t t' in
 328               (Ast.Ident (name,None), Some (k ~context:ctx s)) :: cv, rhs
 329           | _, _ -> [], k ~context:ctx pat
 330         in
 331         let j = ref 0 in
 332         let patterns =
 333           try
 334             List.map2
 335               (fun (_, name, ty) pat ->
 336                 incr j;
 337                 let name,(capture_variables,rhs) =
 338                  match output_type with
 339                     `Term -> name, eat_branch leftno context ty pat
 340                   | `Pattern -> "_", ([], k ~context pat)
 341                 in
 342                  Ast.Pattern (name, None(*CSC Some (ctor_puri !j)*), capture_variables), rhs
 343               ) constructors patterns
 344           with Invalid_argument _ -> assert false
 345         in
 346         let indty =
 347          match output_type with
 348             `Pattern -> None
 349           | `Term -> Some case_indty
 350         in
 351          idref (Ast.Case (k ~context te, indty, Some (k ~context outty), patterns))
 352 ;;
 353
 354 let rec nast_of_cic1 status ~idref ~output_type ~metasenv ~subst ~context term =
 355   match Lazy.force status#interp_db.compiled32 term with
 356   | None ->
 357      nast_of_cic0 status ~idref ~output_type ~metasenv ~subst
 358       (nast_of_cic1 status ~idref ~output_type ~metasenv ~subst) ~context term
 359   | Some (env, ctors, pid) ->
 360       let idrefs =
 361        List.map
 362         (fun term ->
 363           let attrterm =
 364            idref
 365             ~reference:
 366               (match term with NCic.Const nref -> nref | _ -> assert false)
 367            (NotationPt.Ident ("dummy",None))
 368           in
 369            match attrterm with
 370               Ast.AttributedTerm (`IdRef id, _) -> id
 371             | _ -> assert false
 372         ) ctors
 373       in
 374       let env =
 375        List.map
 376         (fun (name, term) ->
 377           name,
 378            nast_of_cic1 status ~idref ~output_type ~subst ~metasenv ~context
 379             term
 380         ) env
 381       in
 382       let _, symbol, args, _ =
 383         try
 384          find_level2_patterns32 status pid
 385         with Not_found -> assert false
 386       in
 387       let ast = instantiate32 idrefs env symbol args in
 388       idref ast (*Ast.AttributedTerm (`IdRef (idref term), ast)*)
 389 ;;
 390
 391 let nmap_sequent0 status ~idref ~metasenv ~subst (i,(n,context,ty)) =
 392  let module K = Content in
 393  let nast_of_cic =
 394   nast_of_cic1 status ~idref ~output_type:`Term ~metasenv ~subst in
 395  let context',_ =
 396   List.fold_right
 397    (fun item (res,context) ->
 398      match item with
 399       | name,NCic.Decl t ->
 400          Some
 401           (* We should call build_decl_item, but we have not computed *)
 402           (* the inner-types ==> we always produce a declaration      *)
 403           (`Declaration
 404             { K.dec_name = (Some name);
 405               K.dec_id = "-1";
 406               K.dec_inductive = false;
 407               K.dec_aref = "-1";
 408               K.dec_type = nast_of_cic ~context t
 409             })::res,item::context
 410       | name,NCic.Def (t,ty) ->
 411          Some
 412           (* We should call build_def_item, but we have not computed *)
 413           (* the inner-types ==> we always produce a declaration     *)
 414           (`Definition
 415              { K.def_name = (Some name);
 416                K.def_id = "-1";
 417                K.def_aref = "-1";
 418                K.def_term = nast_of_cic ~context t;
 419                K.def_type = nast_of_cic ~context ty
 420              })::res,item::context
 421    ) context ([],[])
 422  in
 423   ("-1",i,context',nast_of_cic ~context ty)
 424 ;;
 425
 426 let nmap_sequent status ~metasenv ~subst conjecture =
 427  let module K = Content in
 428  let ids_to_refs = Hashtbl.create 211 in
 429  let register_ref = Hashtbl.add ids_to_refs in
 430   nmap_sequent0 status ~idref:(idref register_ref) ~metasenv ~subst conjecture,
 431   ids_to_refs
 432 ;;
 433
 434 let object_prefix = "obj:";;
 435 let declaration_prefix = "decl:";;
 436 let definition_prefix = "def:";;
 437 let inductive_prefix = "ind:";;
 438 let joint_prefix = "joint:";;
 439
 440 let get_id =
 441  function
 442     Ast.AttributedTerm (`IdRef id, _) -> id
 443   | _ -> assert false
 444 ;;
 445
 446 let gen_id prefix seed =
 447  let res = prefix ^ string_of_int !seed in
 448   incr seed ;
 449   res
 450 ;;
 451
 452 let build_def_item seed context metasenv id n t ty =
 453  let module K = Content in
 454 (*
 455   try
 456    let sort = Hashtbl.find ids_to_inner_sorts id in
 457    if sort = `Prop then
 458        (let p =
 459         (acic2content seed context metasenv ?name:(name_of n) ~ids_to_inner_sorts  ~ids_to_inner_types t)
 460        in
 461         `Proof p;)
 462    else
 463 *)
 464       `Definition
 465         { K.def_name = Some n;
 466           K.def_id = gen_id definition_prefix seed;
 467           K.def_aref = id;
 468           K.def_term = t;
 469           K.def_type = ty
 470         }
 471 (*
 472   with
 473    Not_found -> assert false
 474 *)
 475
 476 let build_decl_item seed id n s =
 477  let module K = Content in
 478 (*
 479  let sort =
 480    try
 481     Some (Hashtbl.find ids_to_inner_sorts (Cic2acic.source_id_of_id id))
 482    with Not_found -> None
 483  in
 484  match sort with
 485  | Some `Prop ->
 486     `Hypothesis
 487       { K.dec_name = name_of n;
 488         K.dec_id = gen_id declaration_prefix seed;
 489         K.dec_inductive = false;
 490         K.dec_aref = id;
 491         K.dec_type = s
 492       }
 493  | _ ->
 494 *)
 495     `Declaration
 496       { K.dec_name = Some n;
 497         K.dec_id = gen_id declaration_prefix seed;
 498         K.dec_inductive = false;
 499         K.dec_aref = id;
 500         K.dec_type = s
 501       }
 502 ;;
 503
 504 let nmap_obj status (uri,_,metasenv,subst,kind) =
 505   let module K = Content in
 506   let ids_to_refs = Hashtbl.create 211 in
 507   let register_ref = Hashtbl.add ids_to_refs in
 508   let idref = idref register_ref in
 509   let nast_of_cic =
 510    nast_of_cic1 status ~idref ~output_type:`Term ~metasenv ~subst in
 511   let seed = ref 0 in
 512   let conjectures =
 513    match metasenv with
 514       [] -> None
 515     | _ -> (*Some (List.map (map_conjectures seed) metasenv)*)
 516       (*CSC: used to be the previous line, that uses seed *)
 517       Some (List.map (nmap_sequent0 status ~idref ~metasenv ~subst) metasenv)
 518   in
 519 let  build_constructors seed l =
 520       List.map
 521        (fun (_,n,ty) ->
 522            let ty = nast_of_cic ~context:[] ty in
 523            { K.dec_name = Some n;
 524              K.dec_id = gen_id declaration_prefix seed;
 525              K.dec_inductive = false;
 526              K.dec_aref = "";
 527              K.dec_type = ty
 528            }) l
 529 in
 530 let build_inductive b seed =
 531       fun (_,n,ty,cl) ->
 532         let ty = nast_of_cic ~context:[] ty in
 533         `Inductive
 534           { K.inductive_id = gen_id inductive_prefix seed;
 535             K.inductive_name = n;
 536             K.inductive_kind = b;
 537             K.inductive_type = ty;
 538             K.inductive_constructors = build_constructors seed cl
 539            }
 540 in
 541 let build_fixpoint b seed =
 542       fun (_,n,_,ty,t) ->
 543         let t = nast_of_cic ~context:[] t in
 544         let ty = nast_of_cic ~context:[] ty in
 545         `Definition
 546           { K.def_id = gen_id inductive_prefix seed;
 547             K.def_name = Some n;
 548             K.def_aref = "";
 549             K.def_type = ty;
 550             K.def_term = t;
 551            }
 552 in
 553   let res =
 554    match kind with
 555     | NCic.Fixpoint (is_rec, ifl, _) ->
 556          (gen_id object_prefix seed, conjectures,
 557             `Joint
 558               { K.joint_id = gen_id joint_prefix seed;
 559                 K.joint_kind =
 560                    if is_rec then
 561                         `Recursive (List.map (fun (_,_,i,_,_) -> i) ifl)
 562                    else `CoRecursive;
 563                 K.joint_defs = List.map (build_fixpoint is_rec seed) ifl
 564               })
 565     | NCic.Inductive (is_ind, lno, itl, _) ->
 566          (gen_id object_prefix seed, conjectures,
 567             `Joint
 568               { K.joint_id = gen_id joint_prefix seed;
 569                 K.joint_kind =
 570                    if is_ind then `Inductive lno else `CoInductive lno;
 571                 K.joint_defs = List.map (build_inductive is_ind seed) itl
 572               })
 573     | NCic.Constant (_,_,Some bo,ty,_) ->
 574        let ty = nast_of_cic ~context:[] ty in
 575        let bo = nast_of_cic ~context:[] bo in
 576         (gen_id object_prefix seed, conjectures,
 577           `Def (K.Const,ty,
 578             build_def_item seed [] [] (get_id bo) (NUri.name_of_uri uri) bo ty))
 579     | NCic.Constant (_,_,None,ty,_) ->
 580        let ty = nast_of_cic ~context:[] ty in
 581          (gen_id object_prefix seed, conjectures,
 582            `Decl (K.Const,
 583              (*CSC: ??? get_id ty here used to be the id of the axiom! *)
 584              build_decl_item seed (get_id ty) (NUri.name_of_uri uri) ty))
 585  in
 586   res,ids_to_refs
 587 ;;