]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/software/components/ng_refiner/nCicUnification.ml
beta expand
[helm.git] / helm / software / components / ng_refiner / nCicUnification.ml
index 2643ce843a6a0707404d031a516c550aa86cc41d..fa3ba4988477dd0aa777a462b5e350a65eee9f5c 100644 (file)
       V_______________________________________________________________ *)
 
 (* $Id$ *)
+
+exception UnificationFailure of string Lazy.t;;
+exception Uncertain of string Lazy.t;;
+exception AssertFailure of string Lazy.t;;
+
+let (===) x y = Pervasives.compare x y = 0 ;;
+
+let fail_exc metasenv subst context t1 t2 = 
+  UnificationFailure (lazy (
+  "Can't unify " ^ NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t1 ^
+  " with " ^ NCicPp.ppterm ~metasenv ~subst ~context t2))
+;;
+
+let mk_appl hd tl =
+  match hd with
+  | NCic.Appl l -> NCic.Appl (l@tl)
+  | _ -> NCic.Appl (hd :: tl)
+;;
+
+let flexible l = 
+  List.exists 
+    (function 
+       | NCic.Meta _  
+       | NCic.Appl (NCic.Meta _::_) -> true
+       | _ -> false) l
+;;
+
+exception WrongShape;;
+
+let eta_reduce after_beta_expansion after_beta_expansion_body
+     before_beta_expansion
+ =
+ try
+  match before_beta_expansion,after_beta_expansion_body with
+  | NCic.Appl l1, NCic.Appl l2 ->
+      let rec all_but_last check_last = function
+        | [] -> assert false
+        | [NCic.Rel 1] -> []
+        | [_] -> if check_last then raise WrongShape else []
+        | he::tl -> he::(all_but_last check_last tl)
+      in
+      let all_but_last check_last l =
+        match all_but_last check_last l with
+        | [] -> assert false
+        | [he] -> he
+        | l -> NCic.Appl l
+      in
+      let t = 
+        NCicSubstitution.subst (NCic.Sort NCic.Prop) (all_but_last true l2) in
+      let all_but_last = all_but_last false l in
+      if t = all_but_last then all_but_last else after_beta_expansion
+  | _ -> after_beta_expansion
+ with WrongShape -> after_beta_expansion
+;;
+
+let rec beta_expand num test_equality_only metasenv subst context t arg =
+  let rec aux (n,context as k) (metasenv, subst as acc) t' =
+   try
+    let metasenv, subst =
+     unify (* test_equality_only *) metasenv subst context
+      (NCicSubstitution.lift n arg) t'
+    in
+     (metasenv, subst), C.Rel (1 + n)
+   with Uncertain _ | UnificationFailure _ ->
+       match t' with
+       | NCic.Rel m  -> 
+           (metasenv, subst), if m <= n then NCic.Rel m else NCic.Rel (m+1)
+       (* andrea: in general, beta_expand can create badly typed
+        terms. This happens quite seldom in practice, UNLESS we
+        iterate on the local context. For this reason, we renounce
+        to iterate and just lift *)
+       | NCic.Meta (i,(shift,lc)) ->
+           (metasenv,subst), NCic.Meta (i,(shift+1,lc))
+       | t -> 
+           NCicUntrusted.map_term_fold_a 
+             (fun e (n,ctx) -> n+i,e::ctx) k aux acc t
+
+  in
+  let argty = NCicTypeChecker.typeof ~metasenv ~subst context arg in
+  let fresh_name = "Hbeta" ^ string_of_int num in
+  let (metasenv,subst), t = aux (0, context) (metasenv, subst) t in
+  let t = eta_reduce (C.Lambda (fresh_name,argty,t)) t t in
+  metasenv, subst, t
+
+and beta_expand_many test_equality_only metasenv subst context t args ugraph =
+  let _, subst, metasenv, hd =
+    List.fold_right
+      (fun arg (num,subst,metasenv,t) ->
+         let subst, metasenv, t =
+           beta_expand num test_equality_only metasenv subst context t arg
+         in
+           num+1,subst,metasenv,t)
+      args (1,subst,metasenv,t) 
+  in
+    metasenv, subst, hd
+
+and instantiate test_eq_only metasenv subst context n lc t swap =
+  let unif m s c t1 t2 =
+    if swap then unify m s c t2 t1 else unify m s c t1 t2
+  in
+  let ty_t = 
+    try NCicTypeChecker.typeof ~subst ~metasenv context t 
+    with NCicTypeChecker.TypeCheckerFailure _ -> assert false
+  in
+  let name, ctx, ty = NCicUtils.lookup_meta n metasenv in
+  let ty = NCicSubstitution.subst_meta lc ty in
+  let metasenv, subst = unify metasenv susbt context ty ty_t in
+  let (metasenv, subst), t = 
+    NCicMetaSubst.delift metasenv subst context n lc t
+  in
+  (* Unifying the types may have already instantiated n. *)
+  try
+    let _, _,oldt,_ = CicUtil.lookup_subst n subst in
+    let oldt = NCicSubstitution.subst_meta lc oldt in
+    (* conjecture: always fail --> occur check *)
+    unify test_eq_only metasenv subst context oldt t
+  with CicUtil.Subst_not_found _ -> 
+    (* by cumulativity when unify(?,Type_i) 
+     * we could ? := Type_j with j <= i... *)
+    let subst = (n, (name, ctx, t, ty)) :: subst in
+    let metasenv = 
+      List.filter (fun (m,_) -> not (n = m)) metasenv 
+    in
+    subst, metasenv
+
+and unify metasenv subst context t1 t2 =
+ let rec aux test_eq_only metasenv subst context t1 t2 =
+   let fo_unif test_eq_only metasenv subst t1 t2 =
+     if t1 === t2 then
+       metasenv, subst
+     else
+       match (t1,t2) with
+       | (C.Sort (C.Type a), C.Sort (C.Type b)) when not test_eq_only -> 
+           if NCicEnvironment.universe_leq a b then metasenv, subst
+           else raise (fail_exc metasenv subst context t1 t2)
+       | (C.Sort (C.Type a), C.Sort (C.Type b)) -> 
+           if NCicEnvironment.universe_eq a b then metasenv, subst
+           else raise (fail_exc metasenv subst context t1 t2)
+       | (C.Sort C.Prop,C.Sort (C.Type _)) -> 
+           if (not test_eq_only) then metasenv, subst
+           else raise (fail_exc metasenv subst context t1 t2)
+
+       | (C.Lambda (name1,s1,t1), C.Lambda(_,s2,t2)) 
+       | (C.Prod (name1,s1,t1), C.Prod(_,s2,t2)) ->
+           let metasenv, subst = aux true metasenv subst context s1 s2 in
+           aux test_eq_only metasenv subst ((name1, C.Decl s1)::context) t1 t2
+       | (C.LetIn (name1,ty1,s1,t1), C.LetIn(_,ty2,s2,t2)) ->
+           let metasenv,subst=aux test_eq_only metasenv subst context ty1 ty2 in
+           let metasenv,subst=aux test_eq_only metasenv subst context s1 s2 in
+           let context = (name1, C.Def (s1,ty1))::context in
+           aux test_eq_only metasenv subst context t1 t2
+
+       | (C.Meta (n1,(s1,l1 as lc1)),C.Meta (n2,(s2,l2 as lc2))) when n1 = n2 ->
+          (try 
+           let l1 = NCicUtils.expand_local_context l1 in
+           let l2 = NCicUtils.expand_local_context l2 in
+           let metasenv, subst, to_restrict, _ =
+            List.fold_right2 
+             (fun t1 t2 (metasenv, subst, to_restrict, i) -> 
+                try 
+                  aux test_eq_only metasenv subst context 
+                    (NCicSubstitution.lift s1 t1) (NCicSubstitution.lift s2 t2),
+                  to_restrict, i-1  
+                with UnificationFailure _ | Uncertain _ ->
+                  metasenv, subst, i::to_restrict, i-1)
+             l1 l2 (metasenv, subst, [], List.length l1)
+           in
+           let metasenv, subst, _ = 
+             NCicMetaSubst.restrict metasenv subst n1 to_restrict
+           in
+             metasenv, subst
+          with 
+           | Invalid_argument _ -> assert false
+           | NCicMetaSubst.MetaSubstFailure msg ->
+              try 
+                let _,_,term,_ = NCicUtils.lookup_subst n1 subst in
+                let term1 = NCicSubstitution.subst_meta lc1 term in
+                let term2 = NCicSubstitution.subst_meta lc2 term in
+                  aux test_eq_only metasenv subst context term1 term2
+              with NCicUtils.Subst_not_found _-> raise (UnificationFailure msg))
+
+       | C.Meta (n,lc), t -> 
+           try 
+             let _,_,term,_ = NCicUtils.lookup_subst n subst in
+             let term = NCicSubstitution.subst_meta lc term in
+               aux test_eq_only metasenv subst context term t
+           with NCicUtils.Subst_not_found _-> 
+             instantiate test_eq_only metasenv subst context n lc t false
+
+       | t, C.Meta (n,lc) -> 
+           try 
+             let _,_,term,_ = NCicUtils.lookup_subst n subst in
+             let term = NCicSubstitution.subst_meta lc term in
+               aux test_eq_only metasenv subst context t term
+           with NCicUtils.Subst_not_found _-> 
+             instantiate test_eq_only metasenv subst context n lc t true
+
+       | NCic.Appl (NCic.Meta (i,l)::args), _ when List.mem_assoc i subst ->
+            let _,_,term,_ = NCicUtils.lookup_subst i subst in
+            let term = NCicSubstitution.subst_meta l term in
+              aux test_eq_only metasenv subst context (mk_appl term args) t2
+
+       | _, NCic.Appl (NCic.Meta (i,l)::args) when List.mem_assoc i subst ->
+            let _,_,term,_ = NCicUtils.lookup_subst i subst in
+            let term = NCicSubstitution.subst_meta l term in
+              aux test_eq_only metasenv subst context t1 (mk_appl term args)
+
+       |  NCic.Appl (NCic.Meta (i,_)::_ as l1),
+          NCic.Appl (NCic.Meta (j,_)::_ as l2) when i=j ->
+            try
+              List.fold_left2 
+                (fun (metasenv, subst) t1 t2 ->
+                  aux test_eq_only metasenv subst context t1 t2)
+                (metasenv,subst) l1 l2
+            with Invalid_argument _ -> 
+              raise (fail_exc metasenv subst context t1 t2)
+
+       | NCic.Appl (NCic.Meta (i,l)::args), _ when not (flexible args) ->
+           (* we verify that none of the args is a Meta, 
+              since beta expanding w.r.t a metavariable makes no sense  *)
+              let subst, metasenv, beta_expanded =
+                beta_expand_many 
+                  test_equality_only metasenv subst context t2 args ugraph 
+              in
+                aux test_eq_only metasenv subst context 
+                  (C.Meta (i,l)) beta_expanded 
+       | _, NCic.Appl (NCic.Meta (i,l)::args) when not(flexible args) ->
+                 let subst,metasenv,beta_expanded =
+                   beta_expand_many 
+                     test_equality_only 
+                     metasenv subst context t1 args ugraph 
+                 in
+                   fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv 
+                     (C.Meta (i,l)) beta_expanded ugraph1
+          | _,_ ->
+.......       
+       | (C.Appl ((C.Const r1) as _hd1::tl1), C.Appl (C.Const r2::tl2)) 
+           when (Ref.eq r1 r2 && 
+             List.length (E.get_relevance r1) >= List.length tl1) ->
+         let relevance = E.get_relevance r1 in
+         let relevance = match r1 with
+             | Ref.Ref (_,Ref.Con (_,_,lno)) ->
+                 let _,relevance = HExtlib.split_nth lno relevance in
+                   HExtlib.mk_list false lno @ relevance
+             | _ -> relevance
+         in
+        let fail = ref ~-1 in
+         let res = (try
+             HExtlib.list_forall_default3
+              (fun t1 t2 b -> fail := !fail+1; not b || aux test_eq_only context t1 t2)
+              tl1 tl2 true relevance
+            with Invalid_argument _ -> false)
+         in res
+        (* if res then true
+         else
+          let relevance = get_relevance_p ~subst context _hd1 tl1 in
+          let _,relevance = HExtlib.split_nth !fail relevance in
+          let b,relevance = (match relevance with
+            | [] -> assert false
+            | b::tl -> b,tl) in
+          let _,tl1 = HExtlib.split_nth (!fail+1) tl1 in
+          let _,tl2 = HExtlib.split_nth (!fail+1) tl2 in
+          if (not b) then
+             (dance ();
+             try
+               HExtlib.list_forall_default3
+                (fun t1 t2 b -> not b || aux test_eq_only context t1 t2)
+                tl1 tl2 true relevance
+             with Invalid_argument _ -> false)
+          else false *)
+       | (C.Appl (hd1::tl1), C.Appl (hd2::tl2)) ->
+           aux test_eq_only context hd1 hd2 &&
+          let relevance = get_relevance ~subst context hd1 tl1 in
+           (try
+             HExtlib.list_forall_default3
+              (fun t1 t2 b -> not b || aux test_eq_only context t1 t2)
+              tl1 tl2 true relevance
+            with Invalid_argument _ -> false)
+
+       | (C.Match (Ref.Ref (_,Ref.Ind (_,tyno,_)) as ref1,outtype1,term1,pl1),
+          C.Match (ref2,outtype2,term2,pl2)) ->
+          let _,_,itl,_,_ = E.get_checked_indtys ref1 in
+          let _,_,ty,_ = List.nth itl tyno in
+          let rec remove_prods ~subst context ty = 
+             let ty = whd ~subst context ty in
+             match ty with
+             | C.Sort _ -> ty
+            | C.Prod (name,so,ta) -> 
+                   remove_prods ~subst ((name,(C.Decl so))::context) ta
+             | _ -> assert false
+           in
+           let is_prop = 
+             match remove_prods ~subst [] ty with
+             | C.Sort C.Prop -> true
+             | _ -> false 
+           in
+          let rec remove_prods ~subst context ty = 
+             let ty = whd ~subst context ty in
+             match ty with
+             | C.Sort _ -> ty
+            | C.Prod (name,so,ta) -> 
+                   remove_prods ~subst ((name,(C.Decl so))::context) ta
+             | _ -> assert false
+           in
+           if not (Ref.eq ref1 ref2) then 
+             raise (uncert_exc metasenv subst context t1 t2) 
+           else
+             let metasenv, subst = 
+               aux test_eq_only metasenv subst context outtype1 outtype2 in
+             let metasenv, subst = 
+               try aux test_eq_only metasenv subst context term1 term2 
+               with UnificationFailure _ | Uncertain _ when is_prop -> 
+                 metasenv, subst
+             in
+             try
+              List.fold_left2 
+               (fun (metasenv,subst) -> aux test_eq_only metasenv subst context)
+               (metasenv, subst) pl1 pl2
+             with Invalid_argument _ -> 
+               raise (uncert_exc metasenv subst context t1 t2)
+       | (C.Implicit _, _) | (_, C.Implicit _) -> assert false
+       | _ -> raise (uncert_exc metasenv subst context t1 t2)
+    in
+    let rec unif_machines metasenv subst = function
+      | ((k1,e1,NCic.Meta _ as t1,s1 as m1),(k2,e2,t2,s2 as m2),delta)
+      | ((k1,e1,t1,s1 as m1),(k2,e2,NCic.Meta _ as t2,s2 as m2),delta) ->
+          try 
+            fo_unif test_eq_only metasenv subst (R.unwind m1) (R.unwind m2)
+          with UnificationFailure _ | Uncertain _ when delta > 0 ->
+            let delta = delta - 1 in 
+            let red = R.reduce ~delta ~subst context in
+            unif_machines metasenv subst (red m1,red m2,delta)
+      | ((k1,e1,t1,s1 as m1),(k2,e2,t2,s2 as m2),delta) ->
+        try
+          let metasenv, subst = 
+            fo_unif test_eq_only metasenv subst
+              (R.unwind (k1,e1,t1,[])) (R.unwind (k2,e2,t2,[]))
+          in
+          let relevance =
+            match t1 with
+            | C.Const r -> NCicEnvironment.get_relevance r
+            | _ -> [] in
+          try
+            let rec check_stack f l1 l2 r a =
+              match l1,l2,r with
+              | x1::tl1, x2::tl2, r::tr ->
+                  check_stack f tl1 tl2 tr (f x1 x2 r a)
+              | x1::tl1, x2::tl2, [] ->
+                  check_stack f tl1 tl2 tr (f x1 x2 true a)
+              | [], [], _ -> a
+              | _ -> raise (Invalid_argument "check_stack")
+            in
+            check_stack
+              (fun t1 t2 b (metasenv,subst) ->
+                try
+                  let t1 = RS.from_stack t1 in
+                  let t2 = RS.from_stack t2 in
+                  unif_machines metasenv subst (small_delta_step t1 t2)
+                with UnificationFailure _ | Uncertain _ when not b ->
+                  metasenv, subst)
+              s1 s2 relevance (metasenv,subst)
+          with Invalid_argument _ -> 
+            raise (UnificationFailure (lazy ( "Can't unify " ^ NCicPp.ppterm
+            ~metasenv ~subst ~context (R.unwind m1) ^ " with " ^ NCicPp.ppterm
+            ~metasenv ~subst ~context (R.unwind m2))))
+        with UnificationFailure _ | Uncertain _ when delta > 0 ->
+          let delta = delta - 1 in 
+          let red = R.reduce ~delta ~subst context in
+          unif_machines metasenv subst (red m1,red m2,delta)
+     in
+     let height_of = function
+      | NCic.Const (Ref.Ref (_,Ref.Def h)) 
+      | NCic.Const (Ref.Ref (_,Ref.Fix (_,_,h))) 
+      | NCic.Appl(NCic.Const(Ref.Ref(_,Ref.Def h))::_) 
+      | NCic.Appl(NCic.Const(Ref.Ref(_,Ref.Fix (_,_,h)))::_) -> h
+      | NCic.Meta _ -> max_int
+      | _ -> 0
+     in
+     let small_delta_step (_,_,t1,_ as m1) (_,_,t2,_ as m2) = 
+       let h1 = height_of t1 in 
+       let h2 = height_of t2 in
+       let delta = if h1 = h2 then max 0 (h1 -1) else min h1 h2 in
+       R.reduce ~delta ~subst context m1,
+       R.reduce ~delta ~subst context m2,
+       delta
+     in
+     try fo_unif test_eq_only metasenv subst t1 t2
+     with UnificationFailure msg |Uncertain msg as exn -> 
+       try 
+         unif_machines metasenv subst 
+          (small_delta_step (0,[],t1,[]) (0,[],t2,[]))
+       with 
+       | UnificationFailure _ -> raise (UnificationFailure msg)
+       | Uncertain _ -> raise exn
+ in
+  aux false metasenv subst context t1 t2
+;;
+
+
+
 (* 
 
 open Printf