]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/software/components/ng_paramodulation/paramod.ml
New age selection
[helm.git] / helm / software / components / ng_paramodulation / paramod.ml
index 73e9809d3ae2d0569761aaac9b00d90bffcdeeae..983dd53e84bd28e567904e2c51c74fe8209db52a 100644 (file)
-(* LOOPING : COL057-1.ma *)
-
-let debug s =
-   () (* prerr_endline s *)
-;;
-
-let nparamod rdb metasenv subst context t table =
-  let max_nb_iter = 999999999 in
-  let amount_of_time = 300.0 in
-  let module C = struct
-    let metasenv = metasenv
-    let subst = subst
-    let context = context
-  end
-  in
-  let nb_iter = ref 0 in
-  let module B = NCicBlob.NCicBlob(C) in
-  let module Pp = Pp.Pp (B) in
-  let module FU = FoUnif.Founif(B) in
-  let module IDX = Index.Index(B) in
-  let module Sup = Superposition.Superposition(B) in
-  let module Utils = FoUtils.Utils(B) in
+(*
+    ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic        
+    ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science     
+    ||T||  Department, University of Bologna, Italy.                     
+    ||I||                                                                
+    ||T||  HELM is free software; you can redistribute it and/or         
+    ||A||  modify it under the terms of the GNU General Public License   
+    \   /  version 2 or (at your option) any later version.      
+     \ /   This software is distributed as is, NO WARRANTY.     
+      V_______________________________________________________________ *)
+
+(* $Id: orderings.ml 9869 2009-06-11 22:52:38Z denes $ *)
+
+let debug s = prerr_endline s ;;
+let debug _ = ();;
+
+let monster = 100;;
     
-  let module OrderedPassives =
+module Paramod (B : Terms.Blob) = struct
+  type szsontology = 
+    | Unsatisfiable of (B.t Terms.bag * int * int list) list
+    | GaveUp 
+    | Error of string 
+    | Timeout of int * B.t Terms.bag
+  exception Stop of szsontology
+  type bag = B.t Terms.bag * int
+  module Pp = Pp.Pp (B) 
+  module FU = FoUnif.Founif(B) 
+  module IDX = Index.Index(B) 
+  module Sup = Superposition.Superposition(B) 
+  module Utils = FoUtils.Utils(B) 
+  module Order = Orderings.Orderings(B)
+  module WeightOrderedPassives =
+      struct
+        type t = B.t Terms.passive_clause
+        let compare = Utils.compare_passive_clauses_weight
+      end
+
+  module AgeOrderedPassives =
       struct
-       type t = B.t Terms.passive_clause
-           
-       let compare = Utils.compare_passive_clauses
+        type t = B.t Terms.passive_clause
+        let compare = Utils.compare_passive_clauses_age
       end
-  in
-  let module PassiveSet = Set.Make(OrderedPassives)
-  in
-  let add_passive_clause passives cl =
-    PassiveSet.add (Utils.mk_passive_clause cl) passives
-  in
-  let timeout = Unix.gettimeofday () +. amount_of_time in 
-
-    (* TODO : fairness condition *)
-  let select passives g_passives =
-    if PassiveSet.is_empty passives then begin
-      assert (not (PassiveSet.is_empty g_passives));
-      let g_cl = PassiveSet.min_elt g_passives in
-       (true,snd g_cl,passives,PassiveSet.remove g_cl g_passives)
+  
+  module WeightPassiveSet = Set.Make(WeightOrderedPassives)
+  module AgePassiveSet = Set.Make(AgeOrderedPassives)
+
+  let add_passive_clause ?(no_weight=false) (passives_w,passives_a) cl =
+    let cl = if no_weight then (0,cl)
+    else Utils.mk_passive_clause cl in
+    WeightPassiveSet.add cl passives_w, AgePassiveSet.add cl passives_a
+  ;;
+
+  let add_passive_goal ?(no_weight=false) (passives_w,passives_a) g =
+    let g = if no_weight then (0,g)
+    else Utils.mk_passive_goal g in
+    WeightPassiveSet.add g passives_w, AgePassiveSet.add g passives_a
+  ;;
+
+  let remove_passive_clause (passives_w,passives_a) cl =
+    let passives_w = WeightPassiveSet.remove cl passives_w in
+    let passives_a = AgePassiveSet.remove cl passives_a in
+      passives_w,passives_a
+  ;;
+
+  let add_passive_clauses ?(no_weight=false)
+      (passives_w,passives_a) new_clauses =
+    let new_clauses_w,new_clauses_a =
+      List.fold_left (add_passive_clause ~no_weight)
+      (WeightPassiveSet.empty,AgePassiveSet.empty) new_clauses
+    in
+      (WeightPassiveSet.union new_clauses_w passives_w,
+       AgePassiveSet.union new_clauses_a passives_a)
+  ;;
+
+  let add_passive_goals ?(no_weight=false)
+      (passives_w,passives_a) new_clauses =
+    let new_clauses_w,new_clauses_a =
+      List.fold_left (add_passive_goal ~no_weight)
+      (WeightPassiveSet.empty,AgePassiveSet.empty) new_clauses
+    in
+      (WeightPassiveSet.union new_clauses_w passives_w,
+       AgePassiveSet.union new_clauses_a passives_a)
+  ;;
+
+  let is_passive_set_empty (passives_w,passives_a) =
+    if (WeightPassiveSet.is_empty passives_w) then begin
+      assert (AgePassiveSet.is_empty passives_a); true
+    end else begin
+      assert (not (AgePassiveSet.is_empty passives_a)); false
+    end
+  ;;
+
+  let passive_set_cardinal (passives_w,_) = WeightPassiveSet.cardinal passives_w
+  
+  let passive_empty_set =
+    (WeightPassiveSet.empty,AgePassiveSet.empty)
+  ;;
+
+  let pick_min_passive ~use_age (passives_w,passives_a) =
+    if use_age then AgePassiveSet.min_elt passives_a
+    else WeightPassiveSet.min_elt passives_w
+  ;;
+
+  let mk_clause bag maxvar (t,ty) =
+    let (proof,ty) = B.saturate t ty in
+    let c, maxvar = Utils.mk_unit_clause maxvar ty proof in
+    let bag, c = Terms.add_to_bag c bag in
+    (bag, maxvar), c
+  ;;
+  
+  let mk_passive (bag,maxvar) = mk_clause bag maxvar;;
+  let mk_goal (bag,maxvar) = mk_clause bag maxvar;;
+
+  (* TODO : global age over facts and goals (without comparing weights) *)
+  let select ~use_age passives g_passives =
+    if is_passive_set_empty passives then begin
+      if (is_passive_set_empty g_passives) then
+        raise (Stop GaveUp) (* we say we are incomplete *)
+      else
+       let g_cl = pick_min_passive ~use_age:use_age g_passives in
+        (true,g_cl,passives,remove_passive_clause g_passives g_cl)
     end
-    else let cl = PassiveSet.min_elt passives in
-      if PassiveSet.is_empty g_passives then
-       (false,snd cl,PassiveSet.remove cl passives,g_passives)
+    else let cl = pick_min_passive ~use_age:use_age passives in
+      if is_passive_set_empty g_passives then
+        (false,cl,remove_passive_clause passives cl,g_passives)
       else
-       let g_cl = PassiveSet.min_elt g_passives in
-         if (fst cl <= fst g_cl) then
-           (false,snd cl,PassiveSet.remove cl passives,g_passives)
-         else
-           (true,snd g_cl,passives,PassiveSet.remove g_cl g_passives)
-  in
-
-  let backward_infer_step bag maxvar actives passives g_actives g_passives g_current =
+        let g_cl = pick_min_passive ~use_age:use_age g_passives in
+       let (id1,_,_,_),(id2,_,_,_) = snd cl, snd g_cl in
+       let cmp = if use_age then id1 <= id2
+       else fst cl <= fst g_cl
+       in
+          if cmp then
+            (false,cl,remove_passive_clause passives cl,g_passives)
+          else
+            (true,g_cl,passives,remove_passive_clause g_passives g_cl)
+  ;;
+
+  let backward_infer_step bag maxvar actives passives
+                          g_actives g_passives g_current iterno =
     (* superposition left, simplifications on goals *)
       debug "infer_left step...";
-    debug ("Selected goal : " ^ Pp.pp_unit_clause g_current);
-    let bag, g_current = 
-      Sup.simplify_goal maxvar (snd actives) bag g_current
-    in
-      debug "Simplified goal";
       let bag, maxvar, new_goals = 
         Sup.infer_left bag maxvar g_current actives 
       in
-       debug "Performed infer_left step";
-       let new_goals = List.fold_left add_passive_clause
-         PassiveSet.empty new_goals
-       in
-          bag, maxvar, actives, passives, g_current::g_actives,
-    (PassiveSet.union new_goals g_passives)
-  in
+        debug "Performed infer_left step";
+       let bag = Terms.replace_in_bag (g_current,false,iterno) bag in
+        bag, maxvar, actives, passives, g_current::g_actives,
+    (add_passive_goals g_passives new_goals)
+  ;;
 
   let forward_infer_step bag maxvar actives passives g_actives
-                         g_passives current =
+                         g_passives current iterno =
     (* forward step *)
     
     (* e = select P           *
@@ -85,152 +162,228 @@ let nparamod rdb metasenv subst context t table =
      * new'= demod A'' new    *
      * P' = P + new'          *)
     debug "Forward infer step...";
-    debug "Selected and simplified";
-    (* debug ("Fact after simplification :"
-       ^ Pp.pp_unit_clause current); *)
     let bag, maxvar, actives, new_clauses = 
       Sup.infer_right bag maxvar current actives 
     in
       debug "Demodulating goals with actives...";
-      debug ("Current : " ^ (Pp.pp_unit_clause current));
-      debug ("Active goal : " ^ (Pp.pp_unit_clause (List.hd g_actives)));
       (* keep goals demodulated w.r.t. actives and check if solved *)
       let bag, g_actives = 
-       List.fold_left 
+        List.fold_left 
           (fun (bag,acc) c -> 
-            let bag, c = Sup.simplify_goal maxvar (snd actives) bag c in
-              bag, c::acc) 
+             match 
+               Sup.simplify_goal ~no_demod:false maxvar (snd actives) bag acc c
+             with
+               | None -> bag, acc
+               | Some (bag,c1) -> bag,if c==c1 then c::acc else c::c1::acc)
           (bag,[]) g_actives 
       in
-      debug (Pp.pp_unit_clause current);
-      debug (Pp.pp_unit_clause (List.hd g_actives));
       let ctable = IDX.index_unit_clause IDX.DT.empty current in
       let bag, maxvar, new_goals = 
-       List.fold_left 
-         (fun (bag,m,acc) g -> 
-            let bag, m, ng = Sup.infer_left bag m g
-              ([current],ctable) in
-              bag,m,ng@acc) 
-         (bag,maxvar,[]) g_actives 
+        List.fold_left 
+          (fun (bag,m,acc) g -> 
+             let bag, m, ng = Sup.infer_left bag m g ([current],ctable) in
+               bag,m,ng@acc) 
+          (bag,maxvar,[]) g_actives 
       in
-      let new_clauses = List.fold_left add_passive_clause
-       PassiveSet.empty new_clauses in
-      let new_goals = List.fold_left add_passive_clause
-       PassiveSet.empty new_goals in
-       debug (string_of_int (PassiveSet.cardinal new_goals));
-       debug (string_of_int (PassiveSet.cardinal g_passives));
-       bag, maxvar, actives,
-    PassiveSet.union new_clauses passives, g_actives,
-    PassiveSet.union new_goals g_passives
-  in
-
-  let rec given_clause bag maxvar actives passives g_actives g_passives =
-    (* prerr_endline "Bag :"; prerr_endline (Pp.pp_bag bag);
-      prerr_endline "Active table :"; 
-       (List.iter (fun x -> prerr_endline (Pp.pp_unit_clause x))
-         (fst actives)); *)
-    incr nb_iter; if !nb_iter = max_nb_iter then       
-      raise (Failure "No iterations left !");
-    if Unix.gettimeofday () > timeout then
-      raise (Failure "Timeout !");
-
-
-    let rec aux_select passives g_passives =
-      let backward,current,passives,g_passives = select passives g_passives in
-       if backward then
-         backward_infer_step bag maxvar actives passives
-                             g_actives g_passives current
+      let bag = Terms.replace_in_bag (current,false,iterno) bag in
+    bag, maxvar, actives,
+    add_passive_clauses passives new_clauses, g_actives,
+    add_passive_goals g_passives new_goals
+  ;;
+  let rec given_clause ~noinfer 
+    bag maxvar iterno weight_picks max_steps timeout 
+    actives passives g_actives g_passives 
+  =
+    let iterno = iterno + 1 in
+    if iterno = max_steps then raise (Stop (Timeout (maxvar,bag)));
+    (* timeout check: gettimeofday called only if timeout set *)
+    if timeout <> None &&
+      (match timeout with
+      | None -> assert false
+      | Some timeout -> Unix.gettimeofday () > timeout) then
+        if noinfer then
+          begin
+            debug 
+              ("Last chance: all is indexed " ^ string_of_float
+                (Unix.gettimeofday()));
+            let maxgoals = 100 in
+            ignore(List.fold_left 
+              (fun (acc,i) x -> 
+                 if i < maxgoals then
+                 ignore(Sup.simplify_goal ~no_demod:true 
+                          maxvar (snd actives) bag acc x)
+                 else
+                   ();
+                 x::acc,i+1)
+              ([],0) g_actives);
+            raise (Stop (Timeout (maxvar,bag)))
+          end
+        else if false then (* activates last chance strategy *)
+          begin
+           debug("Last chance: "^string_of_float (Unix.gettimeofday()));
+           given_clause ~noinfer:true bag maxvar iterno weight_picks max_steps 
+             (Some (Unix.gettimeofday () +. 20.))
+             actives passives g_actives g_passives;
+           raise (Stop (Timeout (maxvar,bag)));
+          end
+        else raise (Stop (Timeout (maxvar,bag)));
+
+    let use_age = weight_picks = (iterno / 10 + 1) in
+    let weight_picks = if use_age then 0 else weight_picks+1
+    in
+
+    let rec aux_select bag passives g_passives =
+      let backward,(weight,current),passives,g_passives =
+        select ~use_age passives g_passives
+      in
+       if use_age && weight > monster then
+         let bag,cl = Terms.add_to_bag current bag in
+           if backward then
+             aux_select bag passives (add_passive_clause g_passives cl)
+           else
+             aux_select bag (add_passive_clause passives cl) g_passives
        else
-         (* debug ("Selected fact : " ^ Pp.pp_unit_clause current); *)
-          match Sup.keep_simplified current actives bag maxvar with
-       (*  match Sup.one_pass_simplification current actives bag maxvar with*)
-             | None -> aux_select passives g_passives
-             | Some x -> let (current, bag, actives) = x in
-                 forward_infer_step bag maxvar actives passives
-                                    g_actives g_passives current
+         let bag = Terms.replace_in_bag (current,false,iterno) bag in
+        if backward then
+          let _ = debug ("Selected goal : " ^ Pp.pp_unit_clause current) in
+         match 
+           if noinfer then 
+             if weight > monster then None else Some (bag,current)
+           else 
+             Sup.simplify_goal 
+               ~no_demod:false maxvar (snd actives) bag g_actives current 
+         with
+            | None -> aux_select bag passives g_passives
+            | Some (bag,g_current) ->
+               if noinfer then 
+                 let g_actives = g_current :: g_actives in 
+                 bag,maxvar,actives,passives,g_actives,g_passives
+               else
+                 backward_infer_step bag maxvar actives passives
+                   g_actives g_passives g_current iterno
+        else
+          let _ = debug ("Selected fact : " ^ Pp.pp_unit_clause current) in
+         (*let is_orphan = Sup.orphan_murder bag (fst actives) current in*)
+          match 
+            if noinfer then 
+              if weight > monster then bag,None 
+              else  bag, Some (current,actives)
+            else if Sup.orphan_murder bag (fst actives) current then
+             let _ = debug "Orphan murdered" in
+              let bag = Terms.replace_in_bag (current,true,iterno) bag in
+                bag, None
+            else Sup.keep_simplified current actives bag maxvar
+          with
+        (*match Sup.one_pass_simplification current actives bag maxvar with*)
+              | bag,None -> aux_select bag passives g_passives
+              | bag,Some (current,actives) ->
+(*                    if is_orphan then prerr_endline
+                      ("WRONG discarded: " ^ (Pp.pp_unit_clause current));
+                  List.iter (fun x ->
+                               prerr_endline (Pp.pp_unit_clause x))
+                    (fst actives);*)
+
+(*                  List.iter (fun (id,_,_,_) -> let (cl,d) =
+                             Terms.M.find id bag in 
+                             if d then prerr_endline
+                               ("WRONG discarded: " ^ (Pp.pp_unit_clause cl)))
+                    (current::fst actives);*)
+                  if noinfer then
+                    let actives = 
+                      current::fst actives,
+                      IDX.index_unit_clause (snd actives) current
+                    in
+                    bag,maxvar,actives,passives,g_actives,g_passives
+                  else
+                    forward_infer_step bag maxvar actives passives
+                      g_actives g_passives current iterno
     in
+    
+
+      (*prerr_endline "Active table :"; 
+       (List.iter (fun x -> prerr_endline (Pp.pp_unit_clause x))
+          (fst actives)); *)
 
     let bag,maxvar,actives,passives,g_actives,g_passives =      
-      aux_select passives g_passives
+      aux_select bag passives g_passives
     in
-      assert (PassiveSet.cardinal g_passives < 2);
       debug
-       (Printf.sprintf "Number of active goals : %d"
-          (List.length g_actives));
+        (Printf.sprintf "Number of active goals : %d"
+           (List.length g_actives));
       debug
-       (Printf.sprintf "Number of passive goals : %d"
-          (PassiveSet.cardinal g_passives));
+        (Printf.sprintf "Number of passive goals : %d"
+           (passive_set_cardinal g_passives));
       debug
-       (Printf.sprintf "Number of actives : %d" (List.length (fst actives)));
+        (Printf.sprintf "Number of actives : %d" (List.length (fst actives)));
       debug
-       (Printf.sprintf "Number of passives : %d"
-          (PassiveSet.cardinal passives));
-      given_clause bag maxvar actives passives g_actives g_passives
-  in
+        (Printf.sprintf "Number of passives : %d"
+           (passive_set_cardinal passives));
+      given_clause ~noinfer
+        bag maxvar iterno weight_picks max_steps timeout 
+        actives passives g_actives g_passives
+  ;;
 
-  let mk_clause bag maxvar (t,ty) =
-    let (proof,ty) = B.saturate t ty in
-    let c, maxvar = Utils.mk_unit_clause maxvar ty proof in
-    let bag, c = Utils.add_to_bag bag c in
-    bag, maxvar, c
-  in
-  let bag, maxvar, goal = mk_clause Terms.M.empty 0 t in
-  let g_actives = [] in
-  let g_passives = PassiveSet.singleton (Utils.mk_passive_clause goal) in
-  let passives, bag, maxvar = 
-    List.fold_left
-      (fun (cl, bag, maxvar) t -> 
-         let bag, maxvar, c = mk_clause bag maxvar t in
-         (add_passive_clause cl c), bag, maxvar)
-      (PassiveSet.empty, bag, maxvar) table 
-  in
-  let actives = [], IDX.DT.empty in
-  try given_clause bag maxvar actives passives g_actives g_passives
-  with 
-  | Sup.Success (bag, _, (i,_,_,_)) ->
-      let l =
-       let rec traverse ongoal (accg,acce) i =
-         match Terms.M.find i bag with
-           | (id,_,_,Terms.Exact _) ->
-               if ongoal then [i],acce else
-                 if (List.mem i acce) then accg,acce else accg,acce@[i]
-           | (_,_,_,Terms.Step (_,i1,i2,_,_,_)) ->
-               if (not ongoal) && (List.mem i acce) then accg,acce
-               else
-                  let accg,acce = 
-                   traverse false (traverse ongoal (accg,acce) i1) i2
-                 in
-                   if ongoal then i::accg,acce else accg,i::acce
-        in
-       let gsteps,esteps = traverse true ([],[]) i in
-         (List.rev esteps)@gsteps
-      in
-       prerr_endline (Printf.sprintf "Found proof in %d iterations, %fs"
-                        !nb_iter
-                        (Unix.gettimeofday() -. timeout +. amount_of_time));
-      (* prerr_endline "Proof:"; 
-      List.iter (fun x -> prerr_endline (string_of_int x);
-              prerr_endline (Pp.pp_unit_clause (Terms.M.find x bag))) l;*)
-      let proofterm = B.mk_proof bag i l in
-       prerr_endline (Printf.sprintf "Got proof term, %fs"
-                        (Unix.gettimeofday() -. timeout +. amount_of_time));
-      let metasenv, proofterm = 
-        let rec aux k metasenv = function
-          | NCic.Meta _ as t -> metasenv, t
-          | NCic.Implicit _ -> 
-              let metasenv,i,_,_=NCicMetaSubst.mk_meta metasenv context `Term in
-              metasenv, NCic.Meta (i,(k,NCic.Irl (List.length context)))
-          | t -> NCicUntrusted.map_term_fold_a 
-                  (fun _ k -> k+1) k aux metasenv t                 
+  let paramod ~max_steps ?timeout (bag,maxvar) ~g_passives ~passives =
+    let initial_timestamp = Unix.gettimeofday () in
+    let passives =
+      add_passive_clauses ~no_weight:true passive_empty_set passives
+    in
+    let g_passives =
+      add_passive_goals ~no_weight:true passive_empty_set g_passives
+    in
+    let g_actives = [] in
+    let actives = [], IDX.DT.empty in
+    try 
+     given_clause ~noinfer:false
+      bag maxvar 0  0 max_steps timeout actives passives g_actives g_passives
+    with 
+    | Sup.Success (bag, _, (i,_,_,_)) ->
+        let l =
+          let rec traverse ongoal (accg,acce) i =
+            match Terms.get_from_bag i bag with
+              | (id,_,_,Terms.Exact _),_,_ ->
+                  if ongoal then [i],acce else
+                    if (List.mem i acce) then accg,acce else accg,acce@[i]
+              | (_,_,_,Terms.Step (_,i1,i2,_,_,_)),_,_ ->
+                  if (not ongoal) && (List.mem i acce) then accg,acce
+                  else
+                    let accg,acce = 
+                      traverse false (traverse ongoal (accg,acce) i1) i2
+                    in
+                      if ongoal then i::accg,acce else accg,i::acce
+          in
+          let gsteps,esteps = traverse true ([],[]) i in
+            (List.rev esteps)@gsteps
         in
-         aux 0 metasenv proofterm
-      in
-      let metasenv, subst, proofterm, _prooftype = 
-        NCicRefiner.typeof 
-          (rdb#set_coerc_db NCicCoercion.empty_db) 
-          metasenv subst context proofterm None
-      in
-      proofterm, metasenv, subst
-  | Failure _ -> prerr_endline
-      (Printf.sprintf "FAILURE in %d iterations" !nb_iter); assert false
-;;
+       let max_w = List.fold_left (fun acc i ->
+                   let (cl,_,_) = Terms.get_from_bag i bag in
+                   max acc (Order.compute_unit_clause_weight cl)) 0 l in
+         prerr_endline "Statistics :";
+         prerr_endline ("Max weight : " ^ (string_of_int max_w));
+(*       List.iter (fun id -> let ((_,lit,_,proof as cl),d,it) =
+           Terms.get_from_bag id bag in
+             if d then
+               prerr_endline
+               (Printf.sprintf "Id : %d, selected at %d, weight %d,disc, by %s"
+                  id it (Order.compute_unit_clause_weight cl) 
+                  (Pp.pp_proof_step proof))
+             else
+              prerr_endline
+               (Printf.sprintf "Id : %d, selected at %d, weight %d by %s"
+                  id it (Order.compute_unit_clause_weight cl) 
+                  (Pp.pp_proof_step proof))) l;*)
+        prerr_endline 
+          (Printf.sprintf "Found proof, %fs" 
+            (Unix.gettimeofday() -. initial_timestamp));
+        (* 
+        prerr_endline "Proof:"; 
+        List.iter (fun x ->
+          prerr_endline (Pp.pp_unit_clause (fst(Terms.M.find x bag)))) l;
+        *)
+        Unsatisfiable [ bag, i, l ]
+    | Stop (Unsatisfiable _) -> Error "stop bug solution found!"
+    | Stop o -> o
+  ;;
+
+end