components/acic_procedural/proceduralOptimizer.ml

   1 (* Copyright (C) 2003-2005, 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://cs.unibo.it/helm/.
  24  *)
  25
  26 module C    = Cic
  27 module Pp   = CicPp
  28 module I    = CicInspect
  29 module S    = CicSubstitution
  30 module DTI  = DoubleTypeInference
  31 module HEL  = HExtlib
  32 module PEH  = ProofEngineHelpers
  33
  34 module H    = ProceduralHelpers
  35 module Cl   = ProceduralClassify
  36
  37 (* term preprocessing: optomization 1 ***************************************)
  38
  39 let defined_premise = "DEFINED"
  40
  41 let define v =
  42    let name = C.Name defined_premise in
  43    C.LetIn (name, v, C.Rel 1)
  44
  45 let clear_absts m =
  46    let rec aux k n = function
  47       | C.Lambda (s, v, t) when k > 0 ->
  48          C.Lambda (s, v, aux (pred k) n t)
  49       | C.Lambda (_, _, t) when n > 0 ->
  50          aux 0 (pred n) (S.lift (-1) t)
  51       | t                  when n > 0 ->
  52          Printf.eprintf "CicPPP clear_absts: %u %s\n" n (Pp.ppterm t);
  53          assert false
  54       | t                                 -> t
  55    in
  56    aux m
  57
  58 let rec add_abst k = function
  59    | C.Lambda (s, v, t) when k > 0 -> C.Lambda (s, v, add_abst (pred k) t)
  60    | t when k > 0 -> assert false
  61    | t -> C.Lambda (C.Anonymous, C.Implicit None, S.lift 1 t)
  62
  63 let rec opt1_letin g es c name v t =
  64    let name = H.mk_fresh_name c name in
  65    let entry = Some (name, C.Def (v, None)) in
  66    let g t =
  67       if DTI.does_not_occur 1 t then begin
  68          let x = S.lift (-1) t in
  69          HLog.warn "Optimizer: remove 1"; opt1_proof g true c x
  70       end else
  71       let g = function
  72          | C.LetIn (nname, vv, tt) when H.is_proof c v ->
  73             let x = C.LetIn (nname, vv, C.LetIn (name, tt, S.lift_from 2 1 t)) in
  74             HLog.warn "Optimizer: swap 1"; opt1_proof g true c x
  75          | v when H.is_proof c v && H.is_atomic v     ->
  76             let x = S.subst v t in
  77             HLog.warn "Optimizer: remove 5"; opt1_proof g true c x
  78          | v                                           ->
  79             g (C.LetIn (name, v, t))
  80       in
  81       if es then opt1_term g es c v else g v
  82    in
  83    if es then opt1_proof g es (entry :: c) t else g t
  84
  85 and opt1_lambda g es c name w t =
  86    let name = H.mk_fresh_name c name in
  87    let entry = Some (name, C.Decl w) in
  88    let g t = g (C.Lambda (name, w, t)) in
  89    if es then opt1_proof g es (entry :: c) t else g t
  90
  91 and opt1_appl g es c t vs =
  92    let g vs =
  93       let g = function
  94          | C.LetIn (mame, vv, tt) ->
  95             let vs = List.map (S.lift 1) vs in
  96             let x = C.LetIn (mame, vv, C.Appl (tt :: vs)) in
  97             HLog.warn "Optimizer: swap 2"; opt1_proof g true c x
  98          | C.Lambda (name, ww, tt) ->
  99             let v, vs = List.hd vs, List.tl vs in
 100             let x = C.Appl (C.LetIn (name, v, tt) :: vs) in
 101             HLog.warn "Optimizer: remove 2"; opt1_proof g true c x
 102          | C.Appl vvs              ->
 103             let x = C.Appl (vvs @ vs) in
 104             HLog.warn "Optimizer: nested application"; opt1_proof g true c x
 105          | t                       ->
 106             let rec aux d rvs = function
 107                | [], _                   ->
 108                   let x = C.Appl (t :: List.rev rvs) in
 109                   if d then opt1_proof g true c x else g x
 110                | v :: vs, (cc, bb) :: cs ->
 111                   if H.is_not_atomic v && I.S.mem 0 cc && bb then begin
 112                      HLog.warn "Optimizer: anticipate 1";
 113                      aux true (define v :: rvs) (vs, cs)
 114                   end else
 115                      aux d (v :: rvs) (vs, cs)
 116                | _, []                   -> assert false
 117             in
 118             let h () =
 119                let classes, conclusion = Cl.classify c (H.get_type c t) in
 120                let csno, vsno = List.length classes, List.length vs in
 121                if csno < vsno then
 122                   let vvs, vs = HEL.split_nth csno vs in
 123                   let x = C.Appl (define (C.Appl (t :: vvs)) :: vs) in
 124                   HLog.warn "Optimizer: anticipate 2"; opt1_proof g true c x
 125                else match conclusion, List.rev vs with
 126                   | Some _, rv :: rvs when csno = vsno && H.is_not_atomic rv ->
 127                      let x = C.Appl (t :: List.rev rvs @ [define rv]) in
 128                      HLog.warn "Optimizer: anticipate 3"; opt1_proof g true c x
 129                   | _ (* Some _, _ *)                                             ->
 130                      g (C.Appl (t :: vs))
 131 (*                | None, _                                                ->
 132                      aux false [] (vs, classes)
 133 *)          in
 134             let rec aux h prev = function
 135                | C.LetIn (name, vv, tt) :: vs ->
 136                   let t = S.lift 1 t in
 137                   let prev = List.map (S.lift 1) prev in
 138                   let vs = List.map (S.lift 1) vs in
 139                   let y = C.Appl (t :: List.rev prev @ tt :: vs) in
 140                   let x = C.LetIn (name, vv, y) in
 141                   HLog.warn "Optimizer: swap 3"; opt1_proof g true c x
 142                | v :: vs                      -> aux h (v :: prev) vs
 143                | []                           -> h ()
 144             in
 145             aux h [] vs
 146       in
 147       if es then opt1_proof g es c t else g t
 148    in
 149    if es then H.list_map_cps g (fun h -> opt1_term h es c) vs else g vs
 150
 151 and opt1_mutcase g es c uri tyno outty arg cases =
 152    let eliminator = H.get_default_eliminator c uri tyno outty in
 153    let lpsno, (_, _, _, constructors) = H.get_ind_type uri tyno in
 154    let ps, sort_disp = H.get_ind_parameters c arg in
 155    let lps, rps = HEL.split_nth lpsno ps in
 156    let rpsno = List.length rps in
 157    let predicate = clear_absts rpsno (1 - sort_disp) outty in
 158    let is_recursive t =
 159       I.S.mem tyno (I.get_mutinds_of_uri uri t)
 160    in
 161    let map2 case (_, cty) =
 162       let map (h, case, k) (_, premise) =
 163          if h > 0 then pred h, case, k else
 164          if is_recursive premise then
 165             0, add_abst k case, k + 2
 166          else
 167             0, case, succ k
 168       in
 169       let premises, _ = PEH.split_with_whd (c, cty) in
 170       let _, lifted_case, _ =
 171          List.fold_left map (lpsno, case, 1) (List.rev (List.tl premises))
 172       in
 173       lifted_case
 174    in
 175    let lifted_cases = List.map2 map2 cases constructors in
 176    let args = eliminator :: lps @ predicate :: lifted_cases @ rps @ [arg] in
 177    let x = H.refine c (C.Appl args) in
 178    HLog.warn "Optimizer: remove 3"; opt1_proof g es c x
 179
 180 and opt1_cast g es c t w =
 181    let g t = HLog.warn "Optimizer: remove 4"; g t in
 182    if es then  opt1_proof g es c t else g t
 183
 184 and opt1_other g es c t = g t
 185
 186 and opt1_proof g es c = function
 187    | C.LetIn (name, v, t)       -> opt1_letin g es c name v t
 188    | C.Lambda (name, w, t)      -> opt1_lambda g es c name w t
 189    | C.Appl (t :: v :: vs)      -> opt1_appl g es c t (v :: vs)
 190    | C.Appl [t]                 -> opt1_proof g es c t
 191    | C.MutCase (u, n, t, v, ws) -> opt1_mutcase g es c u n t v ws
 192    | C.Cast (t, w)              -> opt1_cast g es c t w
 193    | t                          -> opt1_other g es c t
 194
 195 and opt1_term g es c t =
 196    if H.is_proof c t then opt1_proof g es c t else g t
 197
 198 (* term preprocessing: optomization 2 ***************************************)
 199
 200 let expanded_premise = "EXPANDED"
 201
 202 let eta_expand g tys t =
 203    assert (tys <> []);
 204    let name i = Printf.sprintf "%s%u" expanded_premise i in
 205    let lambda i ty t = C.Lambda (C.Name (name i), ty, t) in
 206    let arg i = C.Rel (succ i) in
 207    let rec aux i f a = function
 208       | []            -> f, a
 209       | (_, ty) :: tl -> aux (succ i) (H.compose f (lambda i ty)) (arg i :: a) tl
 210    in
 211    let n = List.length tys in
 212    let absts, args = aux 0 H.identity [] tys in
 213    let t = match S.lift n t with
 214       | C.Appl ts -> C.Appl (ts @ args)
 215       | t         -> C.Appl (t :: args)
 216    in
 217    g (absts t)
 218
 219 let rec opt2_letin g c name v t =
 220    let entry = Some (name, C.Def (v, None)) in
 221    let g t =
 222       let g v = g (C.LetIn (name, v, t)) in
 223       opt2_term g c v
 224    in
 225    opt2_proof g (entry :: c) t
 226
 227 and opt2_lambda g c name w t =
 228    let entry = Some (name, C.Decl w) in
 229    let g t = g (C.Lambda (name, w, t)) in
 230    opt2_proof g (entry :: c) t
 231
 232 and opt2_appl g c t vs =
 233    let g vs =
 234       let x = C.Appl (t :: vs) in
 235       let vsno = List.length vs in
 236       let _, csno = PEH.split_with_whd (c, H.get_type c t) in
 237       if vsno < csno then
 238          let tys, _ = PEH.split_with_whd (c, H.get_type c x) in
 239          let tys = List.rev (List.tl tys) in
 240          let tys, _ = HEL.split_nth (csno - vsno) tys in
 241          HLog.warn "Optimizer: eta 1"; eta_expand g tys x
 242       else g x
 243    in
 244    H.list_map_cps g (fun h -> opt2_term h c) vs
 245
 246 and opt2_other g c t =
 247    let tys, csno = PEH.split_with_whd (c, H.get_type c t) in
 248    if csno > 0 then begin
 249       let tys = List.rev (List.tl tys) in
 250       HLog.warn "Optimizer: eta 2"; eta_expand g tys t
 251    end else g t
 252
 253 and opt2_proof g c = function
 254    | C.LetIn (name, v, t)  -> opt2_letin g c name v t
 255    | C.Lambda (name, w, t) -> opt2_lambda g c name w t
 256    | C.Appl (t :: vs)      -> opt2_appl g c t vs
 257    | t                     -> opt2_other g c t
 258
 259 and opt2_term g c t =
 260    if H.is_proof c t then opt2_proof g c t else g t
 261
 262 (* object preprocessing *****************************************************)
 263
 264 let optimize_obj = function
 265    | C.Constant (name, Some bo, ty, pars, attrs) ->
 266       let bo, ty = H.cic_bc [] bo, H.cic_bc [] ty in
 267       let g bo =
 268          Printf.eprintf "Optimized : %s\nPost Nodes: %u\n"
 269             (Pp.ppterm bo) (I.count_nodes 0 bo);
 270          let _ = H.get_type [] (C.Cast (bo, ty)) in
 271          C.Constant (name, Some bo, ty, pars, attrs)
 272       in
 273       Printf.eprintf "BEGIN: %s\nPre Nodes : %u\n"
 274          name (I.count_nodes 0 bo);
 275       begin try opt1_term g (* (opt2_term g []) *) true [] bo
 276       with e -> failwith ("PPP: " ^ Printexc.to_string e) end
 277    | obj                                         -> obj