]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/ocaml/cic_unification/cicRefine.ml
bumped version (tag soon)
[helm.git] / helm / ocaml / cic_unification / cicRefine.ml
index d822ec34112215e198d8f9c239dac2caa0a30c79..fbbb10a6eefecebf6af669bf81e41be57330d8c1 100644 (file)
  * http://cs.unibo.it/helm/.
  *)
 
+open Printf
+
+exception RefineFailure of string;;
+
 exception Impossible of int;;
 exception NotRefinable of string;;
 exception Uncertain of string;;
@@ -31,9 +35,6 @@ exception WrongUriToVariable of string;;
 exception ListTooShort;;
 exception WrongUriToMutualInductiveDefinitions of string;;
 exception RelToHiddenHypothesis;;
-exception MetasenvInconsistency;;
-exception MutCaseFixAndCofixRefineNotImplemented;;
-exception FreeMetaFound of int;;
 exception WrongArgumentNumber;;
 
 let fdebug = ref 0;;
@@ -48,6 +49,8 @@ let debug t context =
    (*print_endline ("\n" ^ List.fold_right debug_aux (t::context) "") ; flush stdout*)
 ;;
 
+let debug_print = prerr_endline
+
 let rec split l n =
  match (l,n) with
     (l,0) -> ([], l)
@@ -103,22 +106,22 @@ and type_of_mutual_inductive_constr uri i j =
    try to synthesize it from the above information, that is in general
    a second order unification problem. *)
  
-and check_branch context metasenv subst left_args_no actualtype term expectedtype =
+and check_branch context metasenv subst left_args_no actualtype term expectedtype =
   let module C = Cic in
-  let module R = CicReduction in
+  let module R = CicMetaSubst in
   let module Un = CicUnification in 
-  match R.whd context expectedtype with
+  match R.whd subst context expectedtype with
      C.MutInd (_,_,_) ->
-       (actualtype, [term]), subst, metasenv
+       (n,context,actualtype, [term]), subst, metasenv
    | C.Appl (C.MutInd (_,_,_)::tl) ->
        let (_,arguments) = split tl left_args_no in
-       (actualtype, arguments@[term]), subst, metasenv
+       (n,context,actualtype, arguments@[term]), subst, metasenv
    | C.Prod (name,so,de) ->
       (* we expect that the actual type of the branch has the due 
          number of Prod *)
-      (match R.whd context actualtype with
+      (match R.whd subst context actualtype with
            C.Prod (name',so',de') ->
-             let subst,metsaenv = 
+             let subst, metasenv = 
                 Un.fo_unif_subst subst context metasenv so so' in
              let term' =
                (match CicSubstitution.lift 1 term with
@@ -126,7 +129,7 @@ and check_branch context metasenv subst left_args_no actualtype term expectedtyp
                  | t -> C.Appl [t ; C.Rel 1]) in
              (* we should also check that the name variable is anonymous in
              the actual type de' ?? *)
-             check_branch ((Some (name,(C.Decl so)))::context) metasenv subst left_args_no de' term' de 
+             check_branch (n+1) ((Some (name,(C.Decl so)))::context) metasenv subst left_args_no de' term' de 
         | _ -> raise WrongArgumentNumber)
   | _ -> raise (NotRefinable "Prod or MutInd expected")
 
@@ -143,7 +146,6 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
             Some (_,C.Decl t) -> S.lift n t,subst,metasenv
           | Some (_,C.Def (_,Some ty)) -> S.lift n ty,subst,metasenv
           | Some (_,C.Def (bo,None)) ->
-             prerr_endline "##### DA INVESTIGARE E CAPIRE" ;
              type_of_aux subst metasenv context (S.lift n bo)
          | None -> raise RelToHiddenHypothesis
         with
@@ -159,25 +161,20 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
        decr fdebug ;
        ty,subst',metasenv'
     | C.Meta (n,l) -> 
-       let (_,canonical_context,ty) =
-        try
-         List.find (function (m,_,_) -> n = m) metasenv
-        with
-         Not_found -> raise (FreeMetaFound n)
-       in
+       let (_,canonical_context,ty) = CicUtil.lookup_meta n metasenv in
         let subst',metasenv' =
-         check_metasenv_consistency subst metasenv context canonical_context l
+         check_metasenv_consistency subst metasenv context canonical_context l
         in
-         CicSubstitution.lift_meta l ty, subst', metasenv'
+        CicSubstitution.lift_meta l ty, subst', metasenv'
     | C.Sort s ->
        C.Sort C.Type, (*CSC manca la gestione degli universi!!! *)
         subst,metasenv
-    | C.Implicit -> raise (Impossible 21)
+    | C.Implicit -> raise (Impossible 21)
     | C.Cast (te,ty) ->
        let _,subst',metasenv' =
         type_of_aux subst metasenv context ty in
        let inferredty,subst'',metasenv'' =
-        type_of_aux subst' metasenv' context ty
+        type_of_aux subst' metasenv' context te
        in
         (try
           let subst''',metasenv''' =
@@ -264,7 +261,7 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
             raise
              (WrongUriToMutualInductiveDefinitions (U.string_of_uri uri)) in
        let rec count_prod t =
-         match CicReduction.whd context t with
+         match CicMetaSubst.whd subst context t with
              C.Prod (_, _, t) -> 1 + (count_prod t)
            | _ -> 0 in 
        let no_args = count_prod arity in
@@ -286,11 +283,13 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
        (* check consistency with the actual type of term *)
        let actual_type,subst,metasenv = 
          type_of_aux subst metasenv context term in
+       let _, subst, metasenv =
+         type_of_aux subst metasenv context expected_type
+       in
+       let actual_type = CicMetaSubst.whd subst context actual_type in
        let subst,metasenv =
-         Un.fo_unif_subst 
-           subst 
-           context 
-           metasenv expected_type (CicReduction.whd context actual_type) in
+         Un.fo_unif_subst subst context metasenv expected_type actual_type
+       in
        (* TODO: check if the sort elimination is allowed: [(I q1 ... qr)|B] *)
        let (_,outtypeinstances,subst,metasenv) =
           List.fold_left
@@ -299,8 +298,7 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
               if left_args = [] then
                (C.MutConstruct (uri,i,j,exp_named_subst))
               else
-               (C.Appl 
-                 (C.MutConstruct (uri,i,j,exp_named_subst)::left_args))
+               (C.Appl (C.MutConstruct (uri,i,j,exp_named_subst)::left_args))
              in
              let actual_type,subst,metasenv = 
                type_of_aux subst metasenv context p in
@@ -308,7 +306,7 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
                type_of_aux subst metasenv context constructor in
              let outtypeinstance,subst,metasenv =
                check_branch 
-                context metasenv subst 
+                context metasenv subst 
                 no_left_params actual_type constructor expected_type in
              (j+1,outtypeinstance::outtypeinstances,subst,metasenv))
             (1,[],subst,metasenv) pl in
@@ -317,22 +315,83 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
            to a trivial check. Otherwise, we should guess a type from
            its instances *)
         (* easy case *)
+        let _, subst, metasenv =
+          type_of_aux subst metasenv context
+            (C.Appl ((outtype :: right_args) @ [term]))
+        in
         let (subst,metasenv) = 
           List.fold_left
-            (fun (subst,metasenv) (instance,args) ->
-               let instance' = 
-                 CicReduction.whd context (C.Appl(outtype::args)) in
+            (fun (subst,metasenv) (constructor_args_no,context,instance,args) ->
+              let instance' = 
+                let appl =
+                  let outtype' =
+                    CicSubstitution.lift constructor_args_no outtype
+                  in
+                  C.Appl (outtype'::args)
+                in
+(*
+                (* if appl is not well typed then the type_of below solves the
+                 * problem *)
+                let (_, subst, metasenv) =
+                  type_of_aux subst metasenv context appl
+                in
+*)
+                CicMetaSubst.whd subst context appl
+              in
                Un.fo_unif_subst subst context metasenv instance instance')
              (subst,metasenv) outtypeinstances in
-        CicReduction.whd 
+        CicMetaSubst.whd subst
           context (C.Appl(outtype::right_args@[term])),subst,metasenv
-   | C.Fix _
-   | C.CoFix _ -> raise MutCaseFixAndCofixRefineNotImplemented
+   | C.Fix (i,fl) ->
+      let subst,metasenv,types =
+       List.fold_left
+        (fun (subst,metasenv,types) (n,_,ty,_) ->
+          let _,subst',metasenv' = type_of_aux subst metasenv context ty in
+           subst',metasenv', Some (C.Name n,(C.Decl ty)) :: types
+        ) (subst,metasenv,[]) fl
+      in
+       let len = List.length types in
+       let context' = types@context in
+       let subst,metasenv =
+        List.fold_left
+         (fun (subst,metasenv) (name,x,ty,bo) ->
+           let ty_of_bo,subst,metasenv =
+            type_of_aux subst metasenv context' bo
+           in
+            Un.fo_unif_subst subst context' metasenv
+              ty_of_bo (CicMetaSubst.lift subst len ty)
+         ) (subst,metasenv) fl in
+        let (_,_,ty,_) = List.nth fl i in
+         ty,subst,metasenv
+   | C.CoFix (i,fl) ->
+      let subst,metasenv,types =
+       List.fold_left
+        (fun (subst,metasenv,types) (n,ty,_) ->
+          let _,subst',metasenv' = type_of_aux subst metasenv context ty in
+           subst',metasenv', Some (C.Name n,(C.Decl ty)) :: types
+        ) (subst,metasenv,[]) fl
+      in
+       let len = List.length types in
+       let context' = types@context in
+       let subst,metasenv =
+        List.fold_left
+         (fun (subst,metasenv) (name,ty,bo) ->
+           let ty_of_bo,subst,metasenv =
+            type_of_aux subst metasenv context' bo
+           in
+            Un.fo_unif_subst subst context' metasenv
+              ty_of_bo (CicMetaSubst.lift subst len ty)
+         ) (subst,metasenv) fl in
+      
+        let (_,ty,_) = List.nth fl i in
+         ty,subst,metasenv
 
  (* check_metasenv_consistency checks that the "canonical" context of a
  metavariable is consitent - up to relocation via the relocation list l -
  with the actual context *)
- and check_metasenv_consistency subst metasenv context canonical_context l =
+ and check_metasenv_consistency
+  metano subst metasenv context canonical_context l
+ =
    let module C = Cic in
    let module R = CicReduction in
    let module S = CicSubstitution in
@@ -345,26 +404,35 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
        | (Some (n,C.Def (t,None)))::tl ->
           (Some (n,C.Def ((S.lift_meta l (S.lift i t)),None)))::(aux (i+1) tl)
        | None::tl -> None::(aux (i+1) tl)
-       | (Some (_,C.Def (_,Some _)))::_ -> assert false
+       | (Some (n,C.Def (t,Some ty)))::tl ->
+           (Some (n,
+            C.Def ((S.lift_meta l (S.lift i t)),
+              Some (S.lift_meta l (S.lift i ty))))) :: (aux (i+1) tl)
      in
       aux 1 canonical_context
     in
      List.fold_left2 
       (fun (subst,metasenv) t ct -> 
         match (t,ct) with
-           _,None -> subst,metasenv
+           _,None ->
+             subst,metasenv
          | Some t,Some (_,C.Def (ct,_)) ->
             (try
               CicUnification.fo_unif_subst subst context metasenv t ct
-             with _ -> raise MetasenvInconsistency)
+             with e -> raise (NotRefinable (sprintf "The local context is not consistent with the canonical context, since %s cannot be unified with %s. Reason: %s" (CicMetaSubst.ppterm subst t) (CicMetaSubst.ppterm subst ct) (match e with CicUnification.AssertFailure msg -> msg | _ -> (Printexc.to_string e)))))
          | Some t,Some (_,C.Decl ct) ->
             let inferredty,subst',metasenv' =
              type_of_aux subst metasenv context t
             in
              (try
-               CicUnification.fo_unif_subst subst context metasenv inferredty ct
-             with _ -> raise MetasenvInconsistency)
-         | _, _  -> raise MetasenvInconsistency
+               CicUnification.fo_unif_subst
+                subst' context metasenv' inferredty ct
+             with e -> raise (NotRefinable (sprintf "The local context is not consistent with the canonical context, since the type %s of %s cannot be unified with the expected type %s. Reason: %s" (CicMetaSubst.ppterm subst' inferredty) (CicMetaSubst.ppterm subst' t) (CicMetaSubst.ppterm subst' ct) (match e with CicUnification.AssertFailure msg -> msg | _ -> (Printexc.to_string e)))))
+         | None, Some _  ->
+             raise (NotRefinable (sprintf
+              "Not well typed metavariable instance %s: the local context does not instantiate an hypothesis even if the hypothesis is not restricted in the canonical context %s"
+              (CicMetaSubst.ppterm subst (Cic.Meta (metano, l)))
+              (CicMetaSubst.ppcontext subst canonical_context)))
       ) (subst,metasenv) l lifted_canonical_context 
 
  and check_exp_named_subst metasubst metasenv context =
@@ -398,97 +466,148 @@ and type_of_aux' metasenv context t =
 
  and sort_of_prod subst metasenv context (name,s) (t1, t2) =
   let module C = Cic in
-   (* ti could be a metavariable in the domain of the substitution *)
-   let subst',metasenv' = CicUnification.unwind_subst metasenv subst in
-   let t1' = CicUnification.apply_subst subst' t1 in
-   let t2' = CicUnification.apply_subst subst' t2 in
-    let t1'' = CicReduction.whd context t1' in
-    let t2'' = CicReduction.whd ((Some (name,C.Decl s))::context) t2' in
+    let context_for_t2 = (Some (name,C.Decl s))::context in
+    let t1'' = CicMetaSubst.whd subst context t1 in
+    let t2'' = CicMetaSubst.whd subst context_for_t2 t2 in
     match (t1'', t2'') with
        (C.Sort s1, C.Sort s2)
-         when (s2 = C.Prop or s2 = C.Set or s2 = C.CProp) -> (* different from Coq manual!!! *)
-          C.Sort s2,subst',metasenv'
+         when (s2 = C.Prop or s2 = C.Set or s2 = C.CProp) -> (* different than Coq manual!!! *)
+          C.Sort s2,subst,metasenv
      | (C.Sort s1, C.Sort s2) ->
          (*CSC manca la gestione degli universi!!! *)
-         C.Sort C.Type,subst',metasenv'
-     | (C.Meta _,_)
-     | (_,C.Meta _) ->
-       raise
-        (Uncertain
-          ("Two sorts were expected, found " ^ CicPp.ppterm t1'' ^ " and " ^
-           CicPp.ppterm t2''))
+         C.Sort C.Type,subst,metasenv
+     | (C.Meta _, C.Sort _) -> t2'',subst,metasenv
+     | (C.Sort _,C.Meta _) | (C.Meta _,C.Meta _) ->
+         (* TODO how can we force the meta to become a sort? If we don't we
+          * brake the invariant that refine produce only well typed terms *)
+         (* TODO if we check the non meta term and if it is a sort then we are
+          * likely to know the exact value of the result e.g. if the rhs is a
+          * Sort (Prop | Set | CProp) then the result is the rhs *)
+         let (metasenv,idx) =
+          CicMkImplicit.mk_implicit_sort metasenv in
+         let (subst, metasenv) =
+          CicUnification.fo_unif_subst subst context_for_t2 metasenv
+           (C.Meta (idx,[])) t2''
+         in
+          t2'',subst,metasenv
      | (_,_) ->
-       raise
-        (NotRefinable
-         ("Prod: sort1= "^ CicPp.ppterm t1'' ^ " ; sort2= "^ CicPp.ppterm t2''))
+         raise (NotRefinable (sprintf
+          "Two types were expected, found %s (that reduces to %s) and %s (that reduces to %s)"
+          (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t1'') (CicPp.ppterm t2)
+          (CicPp.ppterm t2'')))
+
+ and eat_prods subst metasenv context hetype tlbody_and_type =
+  let rec aux context' args (resty,subst,metasenv) =
+   function
+      [] -> resty,subst,metasenv
+    | (arg,argty)::tl ->
+       let args' =
+        List.map
+         (function
+             None -> assert false
+           | Some t -> Some (CicMetaSubst.lift subst 1 t)
+         ) args in
+       let argty' = CicMetaSubst.lift subst (List.length args) argty in
+       let name =
+        (* The name must be fresh for (context'@context).      *)
+        (* Nevertheless, argty is well-typed only in context.  *)
+        (* Thus I generate a name (name_hint) in context and   *)
+        (* then I generate a name --- using the hint name_hint *)
+        (* --- that is fresh in (context'@context).            *)
+        let name_hint =
+         FreshNamesGenerator.mk_fresh_name
+          (CicMetaSubst.apply_subst_metasenv subst metasenv)
+          (CicMetaSubst.apply_subst_context subst context)
+          Cic.Anonymous
+          (CicMetaSubst.apply_subst subst argty)
+        in
+         (* [] and (Cic.Sort Cic.prop) are dummy: they will not be used *)
+         FreshNamesGenerator.mk_fresh_name
+          [] (context'@context) name_hint (Cic.Sort Cic.Prop)
+       in
+       let context'' = Some (name, Cic.Decl argty') :: context' in
+       let (metasenv, idx) =
+        CicMkImplicit.mk_implicit_type metasenv (context'' @ context) in
+       let irl =
+         (Some (Cic.Rel 1))::args' @
+          (CicMkImplicit.identity_relocation_list_for_metavariable ~start:2
+            context)
+       in
+       let newmeta = Cic.Meta (idx, irl) in
+       let prod = Cic.Prod (name, argty, newmeta) in
+       let (_, subst, metasenv) = type_of_aux subst metasenv context prod in
+       let (subst, metasenv) =
+         CicUnification.fo_unif_subst subst context metasenv resty prod
+       in
+        aux context'' (Some arg :: args)
+         (CicMetaSubst.subst subst arg newmeta, subst, metasenv) tl
+  in
+   aux [] [] (hetype,subst,metasenv) tlbody_and_type
 
- and eat_prods subst metasenv context hetype =
-  function
-     [] -> hetype,subst,metasenv
-   | (hete, hety)::tl ->
-    (match (CicReduction.whd context hetype) with
-        Cic.Prod (n,s,t) ->
-         let subst',metasenv' =
-          try
-           CicUnification.fo_unif_subst subst context metasenv s hety
-          with _ ->
-           raise (NotRefinable "Appl: wrong parameter-type")
-         in
-          CicReduction.fdebug := -1 ;
-          eat_prods subst' metasenv' context (CicSubstitution.subst hete t) tl
-      | Cic.Meta _ as t ->
-         raise
-          (Uncertain
-            ("Prod expected, " ^ CicPp.ppterm t ^ " found"))
-      | _ -> raise (NotRefinable "Appl: wrong Prod-type")
-    )
  in
   let ty,subst',metasenv' =
    type_of_aux [] metasenv context t
   in
-   let subst'',metasenv'' = CicUnification.unwind_subst metasenv' subst' in
-   (* we get rid of the metavariables that have been instantiated *)
-   let metasenv''' =
-    List.filter
-     (function (i,_,_) -> not (List.exists (function (j,_) -> j=i) subst''))
-     metasenv''
+   let substituted_t = CicMetaSubst.apply_subst subst' t in
+   let substituted_ty = CicMetaSubst.apply_subst subst' ty in
+   let substituted_metasenv =
+    CicMetaSubst.apply_subst_metasenv subst' metasenv'
    in
-    CicUnification.apply_subst subst'' t,
-     CicUnification.apply_subst subst'' ty,
-     subst'', metasenv'''
+    let cleaned_t =
+     FreshNamesGenerator.clean_dummy_dependent_types substituted_t in
+    let cleaned_ty =
+     FreshNamesGenerator.clean_dummy_dependent_types substituted_ty in
+    let cleaned_metasenv =
+     List.map
+      (function (n,context,ty) ->
+        let ty' = FreshNamesGenerator.clean_dummy_dependent_types ty in
+        let context' =
+         List.map
+          (function
+              None -> None
+            | Some (n, Cic.Decl t) ->
+               Some (n,
+                Cic.Decl (FreshNamesGenerator.clean_dummy_dependent_types t))
+            | Some (n, Cic.Def (bo,ty)) ->
+               let bo' = FreshNamesGenerator.clean_dummy_dependent_types bo in
+               let ty' =
+                match ty with
+                   None -> None
+                 | Some ty ->
+                    Some (FreshNamesGenerator.clean_dummy_dependent_types ty)
+               in
+                Some (n, Cic.Def (bo',ty'))
+          ) context
+        in
+         (n,context',ty')
+      ) substituted_metasenv
+    in
+     (cleaned_t,cleaned_ty,cleaned_metasenv)
+
 ;;
 
 (* DEBUGGING ONLY *)
 let type_of_aux' metasenv context term =
  try
-  let (t,ty,s,m) =
-   type_of_aux' metasenv context term
-  in
-   List.iter
-    (function (i,t) ->
-      prerr_endline ("+ ?" ^ string_of_int i ^ " := " ^ CicPp.ppterm t)) s ;
-   List.iter
-    (function (i,_,t) ->
-      prerr_endline ("+ ?" ^ string_of_int i ^ " : " ^ CicPp.ppterm t)) m ;
-   prerr_endline
-    ("@@@ REFINE SUCCESSFUL: " ^ CicPp.ppterm t ^ " : " ^ CicPp.ppterm ty) ;
-   (t,ty,s,m)
+  let (t,ty,m) = type_of_aux' metasenv context term in
+   debug_print
+    ("@@@ REFINE SUCCESSFUL: " ^ CicPp.ppterm t ^ " : " ^ CicPp.ppterm ty);
+(*
+   debug_print
+    ("@@@ REFINE SUCCESSFUL (metasenv):\n" ^ CicMetaSubst.ppmetasenv m s);
+*)
+   (t,ty,m)
  with
-  e ->
-   List.iter
-    (function (i,_,t) ->
-      prerr_endline ("+ ?" ^ string_of_int i ^ " : " ^ CicPp.ppterm t))
-    metasenv ;
-   prerr_endline ("@@@ REFINE FAILED: " ^ Printexc.to_string e) ;
+ | CicUnification.AssertFailure msg as e ->
+     debug_print "@@@ REFINE FAILED: CicUnification.AssertFailure:";
+     debug_print msg;
+     raise e
+ | CicUnification.UnificationFailure msg as e ->
+     debug_print "@@@ REFINE FAILED: CicUnification.UnificationFailure:";
+     debug_print msg;
+     raise e
+ | e ->
+   debug_print ("@@@ REFINE FAILED: " ^ Printexc.to_string e) ;
    raise e
 ;;
 
-
-
-
-
-
-
-
-
-