]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/gTopLevel/primitiveTactics.ml
- added Ring tactic on reals
[helm.git] / helm / gTopLevel / primitiveTactics.ml
diff --git a/helm/gTopLevel/primitiveTactics.ml b/helm/gTopLevel/primitiveTactics.ml
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b52fb78
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,543 @@
+(* Copyright (C) 2002, HELM Team.
+ * 
+ * This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
+ * Library of Mathematics, developed at the Computer Science
+ * Department, University of Bologna, Italy.
+ * 
+ * HELM is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License
+ * as published by the Free Software Foundation; either version 2
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ * 
+ * HELM is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with HELM; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
+ * MA  02111-1307, USA.
+ * 
+ * For details, see the HELM World-Wide-Web page,
+ * http://cs.unibo.it/helm/.
+ *)
+
+open ProofEngineHelpers
+open ProofEngineTypes
+
+exception NotAnInductiveTypeToEliminate
+exception NotTheRightEliminatorShape
+exception NoHypothesesFound
+
+(* TODO problemone del fresh_name, aggiungerlo allo status? *)
+let fresh_name () = "FOO"
+
+(* lambda_abstract newmeta ty *)
+(* returns a triple [bo],[context],[ty'] where              *)
+(* [ty] = Pi/LetIn [context].[ty'] ([context] is a vector!) *)
+(* and [bo] = Lambda/LetIn [context].(Meta [newmeta])       *)
+(* So, lambda_abstract is the core of the implementation of *)
+(* the Intros tactic.                                       *)
+let lambda_abstract context newmeta ty name =
+ let module C = Cic in
+  let rec collect_context context =
+   function
+      C.Cast (te,_)   -> collect_context context te
+    | C.Prod (n,s,t)  ->
+       let n' =
+        match n with
+           C.Name _ -> n
+(*CSC: generatore di nomi? Chiedere il nome? *)
+         | C.Anonimous -> C.Name name
+       in
+        let (context',ty,bo) =
+         collect_context ((Some (n',(C.Decl s)))::context) t
+        in
+         (context',ty,C.Lambda(n',s,bo))
+    | C.LetIn (n,s,t) ->
+       let (context',ty,bo) =
+        collect_context ((Some (n,(C.Def s)))::context) t
+       in
+        (context',ty,C.LetIn(n,s,bo))
+    | _ as t ->
+      let irl = identity_relocation_list_for_metavariable context in
+       context, t, (C.Meta (newmeta,irl))
+  in
+   collect_context context ty
+
+let eta_expand metasenv context t arg =
+ let module T = CicTypeChecker in
+ let module S = CicSubstitution in
+ let module C = Cic in
+  let rec aux n =
+   function
+      t' when t' = S.lift n arg -> C.Rel (1 + n)
+    | C.Rel m  -> if m <= n then C.Rel m else C.Rel (m+1)
+    | C.Var _
+    | C.Meta _
+    | C.Sort _
+    | C.Implicit as t -> t
+    | C.Cast (te,ty) -> C.Cast (aux n te, aux n ty)
+    | C.Prod (nn,s,t) -> C.Prod (nn, aux n s, aux (n+1) t)
+    | C.Lambda (nn,s,t) -> C.Lambda (nn, aux n s, aux (n+1) t)
+    | C.LetIn (nn,s,t) -> C.LetIn (nn, aux n s, aux (n+1) t)
+    | C.Appl l -> C.Appl (List.map (aux n) l)
+    | C.Const _ as t -> t
+    | C.MutInd _
+    | C.MutConstruct _ as t -> t
+    | C.MutCase (sp,cookingsno,i,outt,t,pl) ->
+       C.MutCase (sp,cookingsno,i,aux n outt, aux n t,
+        List.map (aux n) pl)
+    | C.Fix (i,fl) ->
+       let tylen = List.length fl in
+        let substitutedfl =
+         List.map
+          (fun (name,i,ty,bo) -> (name, i, aux n ty, aux (n+tylen) bo))
+           fl
+        in
+         C.Fix (i, substitutedfl)
+    | C.CoFix (i,fl) ->
+       let tylen = List.length fl in
+        let substitutedfl =
+         List.map
+          (fun (name,ty,bo) -> (name, aux n ty, aux (n+tylen) bo))
+           fl
+        in
+         C.CoFix (i, substitutedfl)
+  in
+   let argty =
+    T.type_of_aux' metasenv context arg
+   in
+    (C.Appl [C.Lambda ((C.Name "dummy"),argty,aux 0 t) ; arg])
+
+(*CSC: The call to the Intros tactic is embedded inside the code of the *)
+(*CSC: Elim tactic. Do we already need tacticals?                       *)
+(* Auxiliary function for apply: given a type (a backbone), it returns its   *)
+(* head, a META environment in which there is new a META for each hypothesis,*)
+(* a list of arguments for the new applications and the indexes of the first *)
+(* and last new METAs introduced. The nth argument in the list of arguments  *)
+(* is the nth new META lambda-abstracted as much as possible. Hence, this    *)
+(* functions already provides the behaviour of Intros on the new goals.      *)
+let new_metasenv_for_apply_intros proof context ty =
+ let module C = Cic in
+ let module S = CicSubstitution in
+  let rec aux newmeta =
+   function
+      C.Cast (he,_) -> aux newmeta he
+    | C.Prod (name,s,t) ->
+       let newcontext,ty',newargument =
+         lambda_abstract context newmeta s (fresh_name ())
+       in
+        let (res,newmetasenv,arguments,lastmeta) =
+         aux (newmeta + 1) (S.subst newargument t)
+        in
+         res,(newmeta,newcontext,ty')::newmetasenv,newargument::arguments,lastmeta
+    | t -> t,[],[],newmeta
+  in
+   let newmeta = new_meta ~proof in
+    (* WARNING: here we are using the invariant that above the most *)
+    (* recente new_meta() there are no used metas.                  *)
+    let (res,newmetasenv,arguments,lastmeta) = aux newmeta ty in
+     res,newmetasenv,arguments,newmeta,lastmeta
+
+(*CSC: ma serve solamente la prima delle new_uninst e l'unione delle due!!! *)
+let classify_metas newmeta in_subst_domain subst_in metasenv =
+ List.fold_right
+  (fun (i,canonical_context,ty) (old_uninst,new_uninst) ->
+    if in_subst_domain i then
+     old_uninst,new_uninst
+    else
+     let ty' = subst_in canonical_context ty in
+      let canonical_context' =
+       List.fold_right
+        (fun entry canonical_context' ->
+          let entry' =
+           match entry with
+              Some (n,Cic.Decl s) ->
+               Some (n,Cic.Decl (subst_in canonical_context' s))
+            | Some (n,Cic.Def s) ->
+               Some (n,Cic.Def (subst_in canonical_context' s))
+            | None -> None
+          in
+           entry'::canonical_context'
+        ) canonical_context []
+     in
+      if i < newmeta then
+       ((i,canonical_context',ty')::old_uninst),new_uninst
+      else
+       old_uninst,((i,canonical_context',ty')::new_uninst)
+  ) metasenv ([],[])
+
+(* Auxiliary function for apply: given a type (a backbone), it returns its   *)
+(* head, a META environment in which there is new a META for each hypothesis,*)
+(* a list of arguments for the new applications and the indexes of the first *)
+(* and last new METAs introduced. The nth argument in the list of arguments  *)
+(* is just the nth new META.                                                 *)
+let new_metasenv_for_apply proof context ty =
+ let module C = Cic in
+ let module S = CicSubstitution in
+  let rec aux newmeta =
+   function
+      C.Cast (he,_) -> aux newmeta he
+    | C.Prod (name,s,t) ->
+       let irl = identity_relocation_list_for_metavariable context in
+        let newargument = C.Meta (newmeta,irl) in
+         let (res,newmetasenv,arguments,lastmeta) =
+          aux (newmeta + 1) (S.subst newargument t)
+         in
+          res,(newmeta,context,s)::newmetasenv,newargument::arguments,lastmeta
+    | t -> t,[],[],newmeta
+  in
+   let newmeta = new_meta ~proof in
+    (* WARNING: here we are using the invariant that above the most *)
+    (* recente new_meta() there are no used metas.                  *)
+    let (res,newmetasenv,arguments,lastmeta) = aux newmeta ty in
+     res,newmetasenv,arguments,newmeta,lastmeta
+
+let apply_tac ~status:(proof, goal) ~term =
+  (* Assumption: The term "term" must be closed in the current context *)
+ let module T = CicTypeChecker in
+ let module R = CicReduction in
+ let module C = Cic in
+  let metasenv =
+   match proof with
+      None -> assert false
+    | Some (_,metasenv,_,_) -> metasenv
+  in
+  let metano,context,ty =
+   match goal with
+      None -> assert false
+    | Some metano ->
+       List.find (function (m,_,_) -> m=metano) metasenv
+  in
+   let termty = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context term in
+    (* newmeta is the lowest index of the new metas introduced *)
+    let (consthead,newmetas,arguments,newmeta,_) =
+     new_metasenv_for_apply proof context termty
+    in
+     let newmetasenv = newmetas@metasenv in
+      let subst,newmetasenv' =
+       CicUnification.fo_unif newmetasenv context consthead ty
+      in
+       let in_subst_domain i = List.exists (function (j,_) -> i=j) subst in
+       let apply_subst = CicUnification.apply_subst subst in
+        let old_uninstantiatedmetas,new_uninstantiatedmetas =
+         (* subst_in doesn't need the context. Hence the underscore. *)
+         let subst_in _ = CicUnification.apply_subst subst in
+          classify_metas newmeta in_subst_domain subst_in newmetasenv'
+        in
+         let bo' =
+          if List.length newmetas = 0 then
+           term
+          else
+           let arguments' = List.map apply_subst arguments in
+            Cic.Appl (term::arguments')
+         in
+          let newmetasenv'' = new_uninstantiatedmetas@old_uninstantiatedmetas in
+          let (newproof, newmetasenv''') =
+           let subst_in = CicUnification.apply_subst ((metano,bo')::subst) in
+            subst_meta_and_metasenv_in_proof
+              proof metano subst_in newmetasenv''
+          in
+           (newproof,
+            (match newmetasenv''' with
+            | [] -> None
+            | (i,_,_)::_ -> Some i))
+
+  (* TODO per implementare i tatticali e' necessario che tutte le tattiche
+  sollevino _solamente_ Fail *)
+let apply_tac ~status ~term =
+  try
+    apply_tac ~status ~term
+      (* TODO cacciare anche altre eccezioni? *)
+  with CicUnification.UnificationFailed as e ->
+    raise (Fail (Printexc.to_string e))
+
+let intros_tac ~status:(proof, goal) ~name =
+ let module C = Cic in
+ let module R = CicReduction in
+  let metasenv =
+   match proof with
+      None -> assert false
+    | Some (_,metasenv,_,_) -> metasenv
+  in
+  let metano,context,ty =
+   match goal with
+      None -> assert false
+    | Some metano -> List.find (function (m,_,_) -> m=metano) metasenv
+  in
+   let newmeta = new_meta ~proof in
+    let (context',ty',bo') = lambda_abstract context newmeta ty name in
+     let (newproof, _) =
+       subst_meta_in_proof proof metano bo' [newmeta,context',ty']
+     in
+      let newgoal = Some newmeta in
+       (newproof, newgoal)
+
+let cut_tac ~status:(proof, goal) ~term =
+ let module C = Cic in
+  let curi,metasenv,pbo,pty =
+   match proof with
+      None -> assert false
+    | Some (curi,metasenv,bo,ty) -> curi,metasenv,bo,ty
+  in
+  let metano,context,ty =
+   match goal with
+      None -> assert false
+    | Some metano -> List.find (function (m,_,_) -> m=metano) metasenv
+  in
+   let newmeta1 = new_meta ~proof in
+   let newmeta2 = newmeta1 + 1 in
+   let context_for_newmeta1 =
+    (Some (C.Name "dummy_for_cut",C.Decl term))::context in
+   let irl1 =
+    identity_relocation_list_for_metavariable context_for_newmeta1 in
+   let irl2 = identity_relocation_list_for_metavariable context in
+    let newmeta1ty = CicSubstitution.lift 1 ty in
+    let bo' =
+     C.Appl
+      [C.Lambda (C.Name "dummy_for_cut",term,C.Meta (newmeta1,irl1)) ;
+       C.Meta (newmeta2,irl2)]
+    in
+     let (newproof, _) =
+      subst_meta_in_proof proof metano bo'
+       [newmeta2,context,term; newmeta1,context_for_newmeta1,newmeta1ty];
+     in
+      let newgoal = Some newmeta1 in
+       (newproof, newgoal)
+
+let letin_tac ~status:(proof, goal) ~term =
+ let module C = Cic in
+  let curi,metasenv,pbo,pty =
+   match proof with
+      None -> assert false
+    | Some (curi,metasenv,bo,ty) -> curi,metasenv,bo,ty
+  in
+  let metano,context,ty =
+   match goal with
+      None -> assert false
+    | Some metano -> List.find (function (m,_,_) -> m=metano) metasenv
+  in
+   let _ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context term in
+    let newmeta = new_meta ~proof in
+    let context_for_newmeta =
+     (Some (C.Name "dummy_for_letin",C.Def term))::context in
+    let irl =
+     identity_relocation_list_for_metavariable context_for_newmeta in
+     let newmetaty = CicSubstitution.lift 1 ty in
+     let bo' = C.LetIn (C.Name "dummy_for_letin",term,C.Meta (newmeta,irl)) in
+      let (newproof, _) =
+        subst_meta_in_proof
+          proof metano bo'[newmeta,context_for_newmeta,newmetaty]
+      in
+       let newgoal = Some newmeta in
+        (newproof, newgoal)
+
+  (** functional part of the "exact" tactic *)
+let exact_tac ~status:(proof, goal) ~term =
+ (* Assumption: the term bo must be closed in the current context *)
+ let metasenv =
+  match proof with
+     None -> assert false
+   | Some (_,metasenv,_,_) -> metasenv
+ in
+ let metano,context,ty =
+  match goal with
+     None -> assert false
+   | Some metano -> List.find (function (m,_,_) -> m=metano) metasenv
+ in
+ let module T = CicTypeChecker in
+ let module R = CicReduction in
+ if R.are_convertible context (T.type_of_aux' metasenv context term) ty then
+  begin
+   let (newproof, metasenv') =
+     subst_meta_in_proof proof metano term [] in
+   let newgoal =
+    (match metasenv' with
+       [] -> None
+     | (n,_,_)::_ -> Some n)
+   in
+   (newproof, newgoal)
+  end
+ else
+  raise (Fail "The type of the provided term is not the one expected.")
+
+
+(* not really "primite" tactics .... *)
+
+let elim_intros_simpl_tac ~status:(proof, goal) ~term =
+ let module T = CicTypeChecker in
+ let module U = UriManager in
+ let module R = CicReduction in
+ let module C = Cic in
+  let curi,metasenv =
+   match proof with
+      None -> assert false
+    | Some (curi,metasenv,_,_) -> curi,metasenv
+  in
+  let metano,context,ty =
+   match goal with
+      None -> assert false
+    | Some metano ->
+       List.find (function (m,_,_) -> m=metano) metasenv
+  in
+   let termty = T.type_of_aux' metasenv context term in
+   let uri,cookingno,typeno,args =
+    match termty with
+       C.MutInd (uri,cookingno,typeno) -> (uri,cookingno,typeno,[])
+     | C.Appl ((C.MutInd (uri,cookingno,typeno))::args) ->
+         (uri,cookingno,typeno,args)
+     | _ ->
+         prerr_endline ("MALFATTORE" ^ (CicPp.ppterm termty));
+         flush stderr;
+         raise NotAnInductiveTypeToEliminate
+   in
+    let eliminator_uri =
+     let buri = U.buri_of_uri uri in
+     let name = 
+      match CicEnvironment.get_cooked_obj uri cookingno with
+         C.InductiveDefinition (tys,_,_) ->
+          let (name,_,_,_) = List.nth tys typeno in
+           name
+       | _ -> assert false
+     in
+     let ext =
+      match T.type_of_aux' metasenv context ty with
+         C.Sort C.Prop -> "_ind"
+       | C.Sort C.Set  -> "_rec"
+       | C.Sort C.Type -> "_rect"
+       | _ -> assert false
+     in
+      U.uri_of_string (buri ^ "/" ^ name ^ ext ^ ".con")
+    in
+     let eliminator_cookingno =
+      UriManager.relative_depth curi eliminator_uri 0
+     in
+     let eliminator_ref = C.Const (eliminator_uri,eliminator_cookingno) in
+      let ety =
+       T.type_of_aux' [] [] eliminator_ref
+      in
+       let (econclusion,newmetas,arguments,newmeta,lastmeta) =
+(*
+        new_metasenv_for_apply context ety
+*)
+        new_metasenv_for_apply_intros proof context ety
+       in
+        (* Here we assume that we have only one inductive hypothesis to *)
+        (* eliminate and that it is the last hypothesis of the theorem. *)
+        (* A better approach would be fingering the hypotheses in some  *)
+        (* way.                                                         *)
+        let meta_of_corpse =
+         let (_,canonical_context,_) =
+          List.find (function (m,_,_) -> m=(lastmeta - 1)) newmetas
+         in
+          let irl =
+           identity_relocation_list_for_metavariable canonical_context
+          in
+           Cic.Meta (lastmeta - 1, irl)
+        in
+        let newmetasenv = newmetas @ metasenv in
+        let subst1,newmetasenv' =
+         CicUnification.fo_unif newmetasenv context term meta_of_corpse
+        in
+         let ueconclusion = CicUnification.apply_subst subst1 econclusion in
+          (* The conclusion of our elimination principle is *)
+          (*  (?i farg1 ... fargn)                         *)
+          (* The conclusion of our goal is ty. So, we can   *)
+          (* eta-expand ty w.r.t. farg1 .... fargn to get   *)
+          (* a new ty equal to (P farg1 ... fargn). Now     *)
+          (* ?i can be instantiated with P and we are ready *)
+          (* to refine the term.                            *)
+          let emeta, fargs =
+           match ueconclusion with
+(*CSC: Code to be used for Apply
+              C.Appl ((C.Meta (emeta,_))::fargs) -> emeta,fargs
+            | C.Meta (emeta,_) -> emeta,[]
+*)
+(*CSC: Code to be used for ApplyIntros *)
+              C.Appl (he::fargs) ->
+               let rec find_head =
+                function
+                   C.Meta (emeta,_) -> emeta
+                 | C.Lambda (_,_,t) -> find_head t
+                 | C.LetIn (_,_,t) -> find_head t
+                 | _ ->raise NotTheRightEliminatorShape
+               in
+                find_head he,fargs
+            | C.Meta (emeta,_) -> emeta,[]
+(* *)
+            | _ -> raise NotTheRightEliminatorShape
+          in
+           let ty' = CicUnification.apply_subst subst1 ty in
+           let eta_expanded_ty =
+(*CSC: newmetasenv' era metasenv ??????????? *)
+            List.fold_left (eta_expand newmetasenv' context) ty' fargs
+           in
+            let subst2,newmetasenv'' =
+(*CSC: passo newmetasenv', ma alcune variabili sono gia' state sostituite
+da subst1!!!! Dovrei rimuoverle o sono innocue?*)
+             CicUnification.fo_unif
+              newmetasenv' context ueconclusion eta_expanded_ty
+            in
+             let in_subst_domain i =
+              let eq_to_i = function (j,_) -> i=j in
+               List.exists eq_to_i subst1 ||
+               List.exists eq_to_i subst2
+             in
+(*CSC: codice per l'elim
+              (* When unwinding the META that corresponds to the elimination *)
+              (* predicate (which is emeta), we must also perform one-step   *)
+              (* beta-reduction. apply_subst doesn't need the context. Hence *)
+              (* the underscore.                                             *)
+              let apply_subst _ t =
+               let t' = CicUnification.apply_subst subst1 t in
+                CicUnification.apply_subst_reducing
+                 subst2 (Some (emeta,List.length fargs)) t'
+              in
+*)
+(*CSC: codice per l'elim_intros_simpl. Non effettua semplificazione. *)
+              let apply_subst context t =
+               let t' = CicUnification.apply_subst (subst1@subst2) t in
+                ProofEngineReduction.simpl context t'
+              in
+(* *)
+                let old_uninstantiatedmetas,new_uninstantiatedmetas =
+                 classify_metas newmeta in_subst_domain apply_subst
+                  newmetasenv''
+                in
+                 let arguments' = List.map (apply_subst context) arguments in
+                  let bo' = Cic.Appl (eliminator_ref::arguments') in
+                   let newmetasenv''' =
+                    new_uninstantiatedmetas@old_uninstantiatedmetas
+                   in
+                    let (newproof, newmetasenv'''') =
+                     (* When unwinding the META that corresponds to the *)
+                     (* elimination predicate (which is emeta), we must *)
+                     (* also perform one-step beta-reduction.           *)
+                     (* The only difference w.r.t. apply_subst is that  *)
+                     (* we also substitute metano with bo'.             *)
+                     (*CSC: Nota: sostituire nuovamente subst1 e' superfluo, *)
+                     (*CSC: no?                                              *)
+(*CSC: codice per l'elim
+                     let apply_subst' t =
+                      let t' = CicUnification.apply_subst subst1 t in
+                       CicUnification.apply_subst_reducing
+                        ((metano,bo')::subst2)
+                        (Some (emeta,List.length fargs)) t'
+                     in
+*)
+(*CSC: codice per l'elim_intros_simpl *)
+                     let apply_subst' t =
+                      CicUnification.apply_subst
+                       ((metano,bo')::(subst1@subst2)) t
+                     in
+(* *)
+                      subst_meta_and_metasenv_in_proof
+                        proof metano apply_subst' newmetasenv'''
+                    in
+                     (newproof,
+                      (match newmetasenv'''' with
+                      | [] -> None
+                      | (i,_,_)::_ -> Some i))
+