helm/ocaml/cic_acic/eta_fixing.ml

   1 (* Copyright (C) 2000, 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 (* $Id$ *)
  27
  28 exception ReferenceToNonVariable;;
  29
  30 let prerr_endline _ = ();;
  31
  32 (*
  33 let rec fix_lambdas_wrt_type ty te =
  34  let module C = Cic in
  35  let module S = CicSubstitution in
  36 (*  prerr_endline ("entering fix_lambdas: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
  37    match ty with
  38      C.Prod (_,_,ty') ->
  39        (match CicReduction.whd [] te with
  40           C.Lambda (n,s,te') ->
  41             C.Lambda (n,s,fix_lambdas_wrt_type ty' te')
  42         | t ->
  43             let rec get_sources =
  44               function
  45                 C.Prod (_,s,ty) -> s::(get_sources ty)
  46               | _ -> [] in
  47             let sources = get_sources ty in
  48             let no_sources = List.length sources in
  49             let rec mk_rels n shift =
  50               if n = 0 then []
  51             else (C.Rel (n + shift))::(mk_rels (n - 1) shift) in
  52             let t' = S.lift no_sources t in
  53             let t2 =
  54               match t' with
  55                 C.Appl l ->
  56                   C.LetIn
  57                      (C.Name "w",t',C.Appl ((C.Rel 1)::(mk_rels no_sources 1)))
  58               | _ ->
  59                   C.Appl (t'::(mk_rels no_sources 0)) in
  60                    List.fold_right
  61                      (fun source t -> C.Lambda (C.Name "y",source,t))
  62                       sources t2)
  63    | _ -> te
  64 ;; *)
  65
  66 let rec fix_lambdas_wrt_type ty te =
  67  let module C = Cic in
  68  let module S = CicSubstitution in
  69 (*  prerr_endline ("entering fix_lambdas: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
  70    match ty,te with
  71      C.Prod (_,_,ty'), C.Lambda (n,s,te') ->
  72        C.Lambda (n,s,fix_lambdas_wrt_type ty' te')
  73    | C.Prod (_,s,ty'), t ->
  74       let rec get_sources =
  75         function
  76             C.Prod (_,s,ty) -> s::(get_sources ty)
  77           | _ -> [] in
  78       let sources = get_sources ty in
  79       let no_sources = List.length sources in
  80       let rec mk_rels n shift =
  81         if n = 0 then []
  82         else (C.Rel (n + shift))::(mk_rels (n - 1) shift) in
  83       let t' = S.lift no_sources t in
  84       let t2 =
  85          match t' with
  86            C.Appl l ->
  87              C.LetIn (C.Name "w",t',C.Appl ((C.Rel 1)::(mk_rels no_sources 1)))
  88          | _ -> C.Appl (t'::(mk_rels no_sources 0)) in
  89       List.fold_right
  90         (fun source t -> C.Lambda (C.Name "y",CicReduction.whd [] source,t)) sources t2
  91    | _, _ -> te
  92 ;;
  93
  94 (*
  95 let rec fix_lambdas_wrt_type ty te =
  96  let module C = Cic in
  97  let module S = CicSubstitution in
  98 (*  prerr_endline ("entering fix_lambdas: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
  99    match ty,te with
 100      C.Prod (_,_,ty'), C.Lambda (n,s,te') ->
 101        C.Lambda (n,s,fix_lambdas_wrt_type ty' te')
 102    | C.Prod (_,s,ty'), ((C.Appl (C.Const _ ::_)) as t) ->
 103       (* const have a fixed arity *)
 104       (* prerr_endline ("******** fl - eta expansion 0: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
 105        let t' = S.lift 1 t in
 106        C.Lambda (C.Name "x",s,
 107          C.LetIn
 108           (C.Name "H", fix_lambdas_wrt_type ty' t',
 109             C.Appl [C.Rel 1;C.Rel 2]))
 110    | C.Prod (_,s,ty'), C.Appl l ->
 111        (* prerr_endline ("******** fl - eta expansion 1: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
 112        let l' = List.map (S.lift 1) l in
 113         C.Lambda (C.Name "x",s,
 114          fix_lambdas_wrt_type ty' (C.Appl (l'@[C.Rel 1])))
 115    | C.Prod (_,s,ty'), _ ->
 116        (* prerr_endline ("******** fl - eta expansion 2: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm te); *)
 117        flush stderr ;
 118        let te' = S.lift 1 te in
 119         C.Lambda (C.Name "x",s,
 120           fix_lambdas_wrt_type ty' (C.Appl [te';C.Rel 1]))
 121    | _, _ -> te
 122 ;;*)
 123
 124 let fix_according_to_type ty hd tl =
 125  let module C = Cic in
 126  let module S = CicSubstitution in
 127    let rec count_prods =
 128      function
 129        C.Prod (_,_,t) -> 1 + (count_prods t)
 130        | _ -> 0 in
 131   let expected_arity = count_prods ty in
 132   let rec aux n ty tl res =
 133     if n = 0 then
 134       (match tl with
 135          [] ->
 136           (match res with
 137               [] -> assert false
 138             | [res] -> res
 139             | _ -> C.Appl res)
 140        | _ ->
 141           match res with
 142             [] -> assert false
 143           | [a] -> C.Appl (a::tl)
 144           | _ ->
 145               (* prerr_endline ("******* too many args: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm (C.Appl res)); *)
 146               C.LetIn
 147                 (C.Name "H",
 148                   C.Appl res, C.Appl (C.Rel 1::(List.map (S.lift 1) tl))))
 149     else
 150       let name,source,target =
 151         (match ty with
 152            C.Prod (C.Name _ as n,s,t) -> n,s,t
 153          | C.Prod (C.Anonymous, s,t) -> C.Name "z",s,t
 154          | _ -> (* prods number may only increase for substitution *)
 155            assert false) in
 156       match tl with
 157          [] ->
 158            (* prerr_endline ("******* too few args: type=" ^ CicPp.ppterm ty ^ "term=" ^ CicPp.ppterm (C.Appl res)); *)
 159            let res' = List.map (S.lift 1) res in
 160            C.Lambda
 161             (name, source, aux (n-1) target [] (res'@[C.Rel 1]))
 162         | hd::tl' ->
 163            let hd' = fix_lambdas_wrt_type source hd in
 164             (*  (prerr_endline ("++++++prima :" ^(CicPp.ppterm hd));
 165               prerr_endline ("++++++dopo :" ^(CicPp.ppterm hd'))); *)
 166            aux (n-1) (S.subst hd' target) tl' (res@[hd']) in
 167   aux expected_arity ty tl [hd]
 168 ;;
 169
 170 let eta_fix metasenv context t =
 171  let rec eta_fix' context t =
 172   (* prerr_endline ("entering aux with: term=" ^ CicPp.ppterm t);
 173   flush stderr ; *)
 174   let module C = Cic in
 175   let module S = CicSubstitution in
 176   match t with
 177      C.Rel n -> C.Rel n
 178    | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
 179       let exp_named_subst' = fix_exp_named_subst context exp_named_subst in
 180        C.Var (uri,exp_named_subst')
 181    | C.Meta (n,l) ->
 182       let (_,canonical_context,_) = CicUtil.lookup_meta n metasenv in
 183       let l' =
 184         List.map2
 185          (fun ct t ->
 186           match (ct, t) with
 187             None, _ -> None
 188           | _, Some t -> Some (eta_fix' context t)
 189           | Some _, None -> assert false (* due to typing rules *))
 190         canonical_context l
 191        in
 192        C.Meta (n,l')
 193    | C.Sort s -> C.Sort s
 194    | C.Implicit _ as t -> t
 195    | C.Cast (v,t) -> C.Cast (eta_fix' context v, eta_fix' context t)
 196    | C.Prod (n,s,t) ->
 197        C.Prod
 198         (n, eta_fix' context s, eta_fix' ((Some (n,(C.Decl s)))::context) t)
 199    | C.Lambda (n,s,t) ->
 200        C.Lambda
 201         (n, eta_fix' context s, eta_fix' ((Some (n,(C.Decl s)))::context) t)
 202    | C.LetIn (n,s,t) ->
 203        C.LetIn
 204         (n,eta_fix' context s,eta_fix' ((Some (n,(C.Def (s,None))))::context) t)
 205    | C.Appl l ->
 206        let l' =  List.map (eta_fix' context) l
 207        in
 208        (match l' with
 209            [] -> assert false
 210          | he::tl ->
 211             let ty,_ =
 212               CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context he
 213                 CicUniv.empty_ugraph
 214             in
 215               fix_according_to_type ty he tl
 216 (*
 217          C.Const(uri,exp_named_subst)::l'' ->
 218            let constant_type =
 219              (match CicEnvironment.get_obj uri with
 220                C.Constant (_,_,ty,_) -> ty
 221              | C.Variable _ -> raise ReferenceToVariable
 222              | C.CurrentProof (_,_,_,_,params) -> raise ReferenceToCurrentProof
 223              | C.InductiveDefinition _ -> raise ReferenceToInductiveDefinition
 224              ) in
 225            fix_according_to_type
 226              constant_type (C.Const(uri,exp_named_subst)) l''
 227         | _ -> C.Appl l' *))
 228    | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
 229        let exp_named_subst' = fix_exp_named_subst context exp_named_subst in
 230         C.Const (uri,exp_named_subst')
 231    | C.MutInd (uri,tyno,exp_named_subst) ->
 232        let exp_named_subst' = fix_exp_named_subst context exp_named_subst in
 233         C.MutInd (uri, tyno, exp_named_subst')
 234    | C.MutConstruct (uri,tyno,consno,exp_named_subst) ->
 235        let exp_named_subst' = fix_exp_named_subst context exp_named_subst in
 236         C.MutConstruct (uri, tyno, consno, exp_named_subst')
 237    | C.MutCase (uri, tyno, outty, term, patterns) ->
 238        let outty' =  eta_fix' context outty in
 239        let term' = eta_fix' context term in
 240        let patterns' = List.map (eta_fix' context) patterns in
 241        let inductive_types,noparams =
 242          let o,_ = CicEnvironment.get_obj CicUniv.empty_ugraph uri in
 243            (match o with
 244                Cic.Constant _ -> assert false
 245              | Cic.Variable _ -> assert false
 246              | Cic.CurrentProof _ -> assert false
 247              | Cic.InductiveDefinition (l,_,n,_) -> l,n
 248            ) in
 249        let (_,_,_,constructors) = List.nth inductive_types tyno in
 250        let constructor_types =
 251          let rec clean_up t =
 252            function
 253                [] -> t
 254              | a::tl ->
 255                  (match t with
 256                    Cic.Prod (_,_,t') -> clean_up (S.subst a t') tl
 257                   | _ -> assert false) in
 258           if noparams = 0 then
 259             List.map (fun (_,t) -> t) constructors
 260           else
 261             let term_type,_ =
 262               CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context term
 263                 CicUniv.empty_ugraph
 264             in
 265             (match term_type with
 266                C.Appl (hd::params) ->
 267                  let rec first_n n l =
 268                    if n = 0 then []
 269                    else
 270                      (match l with
 271                         a::tl -> a::(first_n (n-1) tl)
 272                       | _ -> assert false) in
 273                  List.map
 274                   (fun (_,t) ->
 275                      clean_up t (first_n noparams params)) constructors
 276              | _ -> prerr_endline ("QUA"); assert false) in
 277        let patterns2 =
 278          List.map2 fix_lambdas_wrt_type
 279            constructor_types patterns' in
 280          C.MutCase (uri, tyno, outty',term',patterns2)
 281    | C.Fix (funno, funs) ->
 282        let fun_types =
 283          List.map (fun (n,_,ty,_) -> Some (C.Name n,(Cic.Decl ty))) funs in
 284        C.Fix (funno,
 285         List.map
 286          (fun (name, no, ty, bo) ->
 287            (name, no, eta_fix' context ty, eta_fix' (fun_types@context) bo))
 288         funs)
 289    | C.CoFix (funno, funs) ->
 290        let fun_types =
 291          List.map (fun (n,ty,_) -> Some (C.Name n,(Cic.Decl ty))) funs in
 292        C.CoFix (funno,
 293         List.map
 294          (fun (name, ty, bo) ->
 295            (name, eta_fix' context ty, eta_fix' (fun_types@context) bo)) funs)
 296   and fix_exp_named_subst context exp_named_subst =
 297    List.rev
 298     (List.fold_left
 299       (fun newsubst (uri,t) ->
 300         let t' = eta_fix' context t in
 301         let ty =
 302           let o,_ = CicEnvironment.get_obj CicUniv.empty_ugraph uri in
 303             match o with
 304                 Cic.Variable (_,_,ty,_,_) ->
 305                   CicSubstitution.subst_vars newsubst ty
 306               | _ ->  raise ReferenceToNonVariable
 307         in
 308         let t'' = fix_according_to_type ty t' [] in
 309          (uri,t'')::newsubst
 310       ) [] exp_named_subst)
 311   in
 312    eta_fix' context t
 313 ;;