helm/ocaml/cic_disambiguation/disambiguate.ml

   1 (* Copyright (C) 2004, 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
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  11  *
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  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://helm.cs.unibo.it/
  24  *)
  25
  26 open Printf
  27
  28 open DisambiguateTypes
  29 open UriManager
  30
  31 exception No_choices of domain_item
  32 exception NoWellTypedInterpretation
  33
  34   (** raised when an environment is not enough informative to decide *)
  35 exception Try_again
  36
  37 let debug = true
  38 let debug_print = if debug then prerr_endline else ignore
  39
  40 let descr_of_domain_item = function
  41  | Id s -> s
  42  | Symbol (s, _) -> s
  43  | Num i -> string_of_int i
  44
  45 type test_result =
  46   | Ok of Cic.term * Cic.metasenv
  47   | Ko
  48   | Uncertain
  49
  50 let refine metasenv context term =
  51   let metasenv, term = CicMkImplicit.expand_implicits metasenv context term in
  52   debug_print (sprintf "TEST_INTERPRETATION: %s" (CicPp.ppterm term));
  53   try
  54     let term', _, metasenv' = CicRefine.type_of_aux' metasenv context term in
  55     Ok (term', metasenv')
  56   with
  57     | CicRefine.Uncertain _ ->
  58         debug_print ("%%% UNCERTAIN!!! " ^ CicPp.ppterm term) ;
  59         Uncertain
  60     | _ ->
  61         (* TODO we should catch only the RefineFailure excecption *)
  62         debug_print ("%%% PRUNED!!! " ^ CicPp.ppterm term) ;
  63         Ko
  64
  65 let resolve (env: environment) (item: domain_item) ?(num = "") ?(args = []) () =
  66   snd (Environment.find item env) env num args
  67
  68   (* TODO move it to Cic *)
  69 let find_in_environment name context =
  70   let rec aux acc = function
  71     | [] -> raise Not_found
  72     | Cic.Name hd :: tl when hd = name -> acc
  73     | _ :: tl ->  aux (acc + 1) tl
  74   in
  75   aux 1 context
  76
  77 let interpretate ~context ~env ast =
  78   let rec aux loc context = function
  79     | CicAst.AttributedTerm (`Loc loc, term) ->
  80         aux loc context term
  81     | CicAst.AttributedTerm (_, term) -> aux loc context term
  82     | CicAst.Appl (CicAst.Symbol (symb, i) :: args) ->
  83         let cic_args = List.map (aux loc context) args in
  84         resolve env (Symbol (symb, i)) ~args:cic_args ()
  85     | CicAst.Appl terms -> Cic.Appl (List.map (aux loc context) terms)
  86     | CicAst.Binder (binder_kind, (var, typ), body) ->
  87         let cic_type = aux_option loc context typ in
  88         let cic_body = aux loc (var :: context) body in
  89         (match binder_kind with
  90         | `Lambda -> Cic.Lambda (var, cic_type, cic_body)
  91         | `Pi | `Forall -> Cic.Prod (var, cic_type, cic_body)
  92         | `Exists ->
  93             resolve env (Symbol ("exists", 0))
  94               ~args:[ cic_type; Cic.Lambda (var, cic_type, cic_body) ] ())
  95     | CicAst.Case (term, indty_ident, outtype, branches) ->
  96         let cic_term = aux loc context term in
  97         let cic_outtype = aux_option loc context outtype in
  98         let do_branch ((head, args), term) =
  99           let rec do_branch' context = function
 100             | [] -> aux loc context term
 101             | (name, typ) :: tl ->
 102                 let cic_body = do_branch' (name :: context) tl in
 103                 let typ =
 104                   match typ with
 105                   | None -> Cic.Implicit (Some `Type)
 106                   | Some typ -> aux loc context typ
 107                 in
 108                 Cic.Lambda (name, typ, cic_body)
 109           in
 110           do_branch' context args
 111         in
 112         let (indtype_uri, indtype_no) =
 113           match resolve env (Id indty_ident) () with
 114           | Cic.MutInd (uri, tyno, _) -> uri, tyno
 115           | Cic.Implicit _ -> raise Try_again
 116           | _ -> raise DisambiguateChoices.Invalid_choice
 117         in
 118         Cic.MutCase (indtype_uri, indtype_no, cic_outtype, cic_term,
 119           (List.map do_branch branches))
 120     | CicAst.LetIn ((name, typ), def, body) ->
 121         let cic_def = aux loc context def in
 122         let cic_def =
 123           match typ with
 124           | None -> cic_def
 125           | Some t -> Cic.Cast (cic_def, aux loc context t)
 126         in
 127         let cic_body = aux loc (name :: context) body in
 128         Cic.LetIn (name, cic_def, cic_body)
 129     | CicAst.LetRec (kind, defs, body) ->
 130         let context' =
 131           List.fold_left (fun acc ((name, _), _, _) -> name :: acc)
 132             context defs
 133         in
 134         let cic_body = aux loc context' body in
 135         let inductiveFuns =
 136           List.map
 137             (fun ((name, typ), body, decr_idx) ->
 138               let cic_body = aux loc context' body in
 139               let cic_type = aux_option loc context typ in
 140               let name =
 141                 match name with
 142                 | Cic.Anonymous ->
 143                     CicTextualParser2.fail loc
 144                       "Recursive functions cannot be anonymous"
 145                 | Cic.Name name -> name
 146               in
 147               (name, decr_idx, cic_type, cic_body))
 148             defs
 149         in
 150         let counter = ref ~-1 in
 151         let build_term funs =
 152           (* this is the body of the fold_right function below. Rationale: Fix
 153            * and CoFix cases differs only in an additional index in the
 154            * inductiveFun list, see Cic.term *)
 155           match kind with
 156           | `Inductive ->
 157               (fun (var, _, _, _) cic ->
 158                 incr counter;
 159                 Cic.LetIn (Cic.Name var, Cic.Fix (!counter, funs), cic))
 160           | `CoInductive ->
 161               let funs =
 162                 List.map (fun (name, _, typ, body) -> (name, typ, body)) funs
 163               in
 164               (fun (var, _, _, _) cic ->
 165                 incr counter;
 166                 Cic.LetIn (Cic.Name var, Cic.CoFix (!counter, funs), cic))
 167         in
 168         List.fold_right (build_term inductiveFuns) inductiveFuns cic_body
 169     | CicAst.Ident (name, subst) ->
 170         (* TODO hanlde explicit substitutions *)
 171         (try
 172           let index = find_in_environment name context in
 173           if subst <> [] then
 174             CicTextualParser2.fail loc
 175               "Explicit substitutions not allowed here";
 176           Cic.Rel index
 177         with Not_found ->
 178           let cic = resolve env (Id name) () in
 179           let mk_subst uris =
 180             let ids_to_uris =
 181               List.map (fun uri -> UriManager.name_of_uri uri, uri) uris
 182             in
 183             List.map
 184               (fun (s, term) ->
 185                 (try
 186                   List.assoc s ids_to_uris, aux loc context term
 187                  with Not_found -> raise DisambiguateChoices.Invalid_choice))
 188               subst
 189          in
 190           (match cic with
 191           | Cic.Const (uri, []) ->
 192               let uris =
 193                 match CicEnvironment.get_obj uri with
 194                 | Cic.Constant (_, _, _, uris) -> uris
 195                 | _ -> assert false
 196               in
 197               Cic.Const (uri, mk_subst uris)
 198           | Cic.Var (uri, []) ->
 199               let uris =
 200                 match CicEnvironment.get_obj uri with
 201                 | Cic.Variable (_, _, _, uris) -> uris
 202                 | _ -> assert false
 203               in
 204               Cic.Var (uri, mk_subst uris)
 205           | Cic.MutInd (uri, i, []) ->
 206               let uris =
 207                 match CicEnvironment.get_obj uri with
 208                 | Cic.InductiveDefinition (_, uris, _) -> uris
 209                 | _ -> assert false
 210               in
 211               Cic.MutInd (uri, i, mk_subst uris)
 212           | Cic.MutConstruct (uri, i, j, []) ->
 213               let uris =
 214                 match CicEnvironment.get_obj uri with
 215                 | Cic.InductiveDefinition (_, uris, _) -> uris
 216                 | _ -> assert false
 217               in
 218               Cic.MutConstruct (uri, i, j, mk_subst uris)
 219           | Cic.Meta _ | Cic.Implicit _ as t ->
 220 (*
 221               prerr_endline (sprintf
 222                 "Warning: %s must be instantiated with _[%s] but we do not enforce it"
 223                 (CicPp.ppterm t)
 224                 (String.concat "; "
 225                   (List.map
 226                     (fun (s, term) -> s ^ " := " ^ CicAstPp.pp_term term)
 227                     subst)));
 228 *)
 229               t
 230           | _ ->
 231               raise DisambiguateChoices.Invalid_choice))
 232     | CicAst.Implicit -> Cic.Implicit None
 233     | CicAst.Num (num, i) -> resolve env (Num i) ~num ()
 234     | CicAst.Meta (index, subst) ->
 235         let cic_subst =
 236           List.map
 237             (function None -> None | Some term -> Some (aux loc context term))
 238             subst
 239         in
 240         Cic.Meta (index, cic_subst)
 241     | CicAst.Sort `Prop -> Cic.Sort Cic.Prop
 242     | CicAst.Sort `Set -> Cic.Sort Cic.Set
 243     | CicAst.Sort `Type -> Cic.Sort Cic.Type
 244     | CicAst.Sort `CProp -> Cic.Sort Cic.CProp
 245     | CicAst.Symbol (symbol, instance) ->
 246         resolve env (Symbol (symbol, instance)) ()
 247   and aux_option loc context = function
 248     | None -> Cic.Implicit (Some `Type)
 249     | Some term -> aux loc context term
 250   in
 251   match ast with
 252   | CicAst.AttributedTerm (`Loc loc, term) -> aux loc context term
 253   | term -> aux (-1, -1) context term
 254
 255 let domain_of_term ~context ast =
 256     (* "aux" keeps domain in reverse order and doesn't care about duplicates.
 257      * Domain item more in deep in the list will be processed first.
 258      *)
 259   let rec aux loc context = function
 260     | CicAst.AttributedTerm (`Loc loc, term) -> aux loc context term
 261     | CicAst.AttributedTerm (_, term) -> aux loc context term
 262     | CicAst.Appl terms ->
 263         List.fold_left (fun dom term -> aux loc context term @ dom) [] terms
 264     | CicAst.Binder (_, (var, typ), body) ->
 265         let type_dom = aux_option loc context typ in
 266         let body_dom = aux loc (var :: context) body in
 267         body_dom @ type_dom
 268     | CicAst.Case (term, indty_ident, outtype, branches) ->
 269         let term_dom = aux loc context term in
 270         let outtype_dom = aux_option loc context outtype in
 271         let do_branch ((head, args), term) =
 272           let (term_context, args_domain) =
 273             List.fold_left
 274               (fun (cont, dom) (name, typ) ->
 275                 (name :: cont,
 276                  (match typ with
 277                  | None -> dom
 278                  | Some typ -> aux loc cont typ @ dom)))
 279               (context, []) args
 280           in
 281           args_domain @ aux loc term_context term
 282         in
 283         let branches_dom =
 284           List.fold_left (fun dom branch -> do_branch branch @ dom) [] branches
 285         in
 286         branches_dom @ outtype_dom @ term_dom @ [ Id indty_ident ]
 287     | CicAst.LetIn ((var, typ), body, where) ->
 288         let body_dom = aux loc context body in
 289         let type_dom = aux_option loc context typ in
 290         let where_dom = aux loc (var :: context) where in
 291         where_dom @ type_dom @ body_dom
 292     | CicAst.LetRec (kind, defs, where) ->
 293         let context' =
 294           List.fold_left (fun acc ((var, typ), _, _) -> var :: acc)
 295             context defs
 296         in
 297         let where_dom = aux loc context' where in
 298         let defs_dom =
 299           List.fold_left
 300             (fun dom ((_, typ), body, _) ->
 301               aux loc context' body @ aux_option loc context typ)
 302             [] defs
 303         in
 304         where_dom @ defs_dom
 305     | CicAst.Ident (name, subst) ->
 306         (* TODO hanlde explicit substitutions *)
 307         (try
 308           let index = find_in_environment name context in
 309           if subst <> [] then
 310             CicTextualParser2.fail loc
 311               "Explicit substitutions not allowed here";
 312           []
 313         with Not_found ->
 314           List.fold_left
 315             (fun dom (_, term) ->
 316               let dom' = aux loc context term in
 317               dom' @ dom)
 318             [ Id name ] subst)
 319     | CicAst.Implicit -> []
 320     | CicAst.Num (num, i) -> [ Num i ]
 321     | CicAst.Meta (index, local_context) ->
 322         List.fold_left (fun dom term -> aux_option loc context term @ dom) []
 323           local_context
 324     | CicAst.Sort _ -> []
 325     | CicAst.Symbol (symbol, instance) -> [ Symbol (symbol, instance) ]
 326
 327   and aux_option loc context = function
 328     | None -> []
 329     | Some t -> aux loc context t
 330   in
 331
 332     (* e.g. [5;1;1;1;2;3;4;1;2] -> [2;1;4;3;5] *)
 333   let rev_uniq =
 334     let module SortedItem =
 335       struct
 336         type t = DisambiguateTypes.domain_item
 337         let compare = Pervasives.compare
 338       end
 339     in
 340     let module Set = Set.Make (SortedItem) in
 341     fun l ->
 342       let rev_l = List.rev l in
 343       let (_, uniq_rev_l) =
 344         List.fold_left
 345           (fun (members, rev_l) elt ->
 346             if Set.mem elt members then
 347               (members, rev_l)
 348             else
 349               Set.add elt members, elt :: rev_l)
 350           (Set.empty, []) rev_l
 351       in
 352       List.rev uniq_rev_l
 353   in
 354
 355   rev_uniq
 356     (match ast with
 357     | CicAst.AttributedTerm (`Loc loc, term) -> aux loc context term
 358     | term -> aux (-1, -1) context term)
 359
 360
 361   (* dom1 \ dom2 *)
 362 let domain_diff dom1 dom2 =
 363 (* let domain_diff = Domain.diff *)
 364   let is_in_dom2 =
 365     List.fold_left (fun pred elt -> (fun elt' -> elt' = elt || pred elt'))
 366       (fun _ -> false) dom2
 367   in
 368   List.filter (fun elt -> not (is_in_dom2 elt)) dom1
 369
 370 module Make (C: Callbacks) =
 371   struct
 372     let choices_of_id mqi_handle id =
 373      let query  =  MQueryGenerator.locate id in
 374      let result = MQueryInterpreter.execute mqi_handle query in
 375      let uris =
 376       List.map
 377        (function uri,_ ->
 378          MQueryMisc.wrong_xpointer_format_from_wrong_xpointer_format' uri
 379        ) result in
 380       HelmLogger.log (`Msg (`T "Locate query:"));
 381       MQueryUtil.text_of_query
 382        (fun s -> HelmLogger.log ~append_NL:false (`Msg (`T s)))
 383        "" query;
 384       HelmLogger.log (`Msg (`T "Result:"));
 385       MQueryUtil.text_of_result
 386         (fun s -> HelmLogger.log (`Msg (`T s))) "" result;
 387       let uris' =
 388        match uris with
 389         | [] ->
 390            [UriManager.string_of_uri (C.input_or_locate_uri
 391             ~title:("URI matching \"" ^ id ^ "\" unknown."))]
 392         | [uri] -> [uri]
 393         | _ ->
 394             C.interactive_user_uri_choice ~selection_mode:`MULTIPLE
 395              ~ok:"Try selected." ~enable_button_for_non_vars:true
 396              ~title:"Ambiguous input." ~id
 397              ~msg: ("Ambiguous input \"" ^ id ^
 398                 "\". Please, choose one or more interpretations:")
 399              uris
 400       in
 401       List.map
 402         (fun uri ->
 403           (uri,
 404            let term =
 405              try
 406                HelmLibraryObjects.term_of_uri (UriManager.uri_of_string uri)
 407              with _ -> assert false
 408             in
 409            fun _ _ _ -> term))
 410         uris'
 411
 412     let disambiguate_term mqi_handle context metasenv term ~aliases:current_env
 413     =
 414       debug_print "NEW DISAMBIGUATE INPUT";
 415       let disambiguate_context =  (* cic context -> disambiguate context *)
 416         List.map
 417           (function None -> Cic.Anonymous | Some (name, _) -> name)
 418           context
 419       in
 420       let term_dom = domain_of_term ~context:disambiguate_context term in
 421       debug_print (sprintf "DISAMBIGUATION DOMAIN: %s"
 422         (string_of_domain term_dom));
 423       let current_dom =
 424         Environment.fold (fun item _ dom -> item :: dom) current_env []
 425       in
 426       let todo_dom = domain_diff term_dom current_dom in
 427       (* (2) lookup function for any item (Id/Symbol/Num) *)
 428       let lookup_choices =
 429         let id_choices = Hashtbl.create 1023 in
 430         fun item ->
 431         let choices =
 432           match item with
 433           | Id id ->
 434               (try
 435                 Hashtbl.find id_choices id
 436               with Not_found ->
 437                 let choices = choices_of_id mqi_handle id in
 438                 Hashtbl.add id_choices id choices;
 439                 choices)
 440           | Symbol (symb, _) -> DisambiguateChoices.lookup_symbol_choices symb
 441           | Num instance -> DisambiguateChoices.lookup_num_choices ()
 442         in
 443         if choices = [] then raise (No_choices item);
 444         choices
 445       in
 446       (* (3) test an interpretation filling with meta uninterpreted identifiers
 447        *)
 448       let test_env current_env todo_dom =
 449         let filled_env =
 450           List.fold_left
 451             (fun env item ->
 452               Environment.add item
 453                 ("Implicit",
 454                  (match item with
 455                  | Id _ | Num _ -> (fun _ _ _ -> Cic.Implicit (Some `Closed))
 456                  | Symbol _ -> (fun _ _ _ -> Cic.Implicit None))) env)
 457             current_env todo_dom
 458         in
 459         try
 460           let cic_term =
 461             interpretate ~context:disambiguate_context ~env:filled_env term
 462           in
 463           refine metasenv context cic_term
 464         with
 465         | Try_again -> Uncertain
 466         | DisambiguateChoices.Invalid_choice -> Ko
 467       in
 468       (* (4) build all possible interpretations *)
 469       let rec aux current_env todo_dom =
 470         match todo_dom with
 471         | [] ->
 472             (match test_env current_env [] with
 473             | Ok (term, metasenv) -> [ current_env, term, metasenv ]
 474             | Ko | Uncertain -> [])
 475         | item :: remaining_dom ->
 476             debug_print (sprintf "CHOOSED ITEM: %s"
 477               (string_of_domain_item item));
 478             let choices = lookup_choices item in
 479             let rec filter = function
 480               | [] -> []
 481               | codomain_item :: tl ->
 482                   debug_print (sprintf "%s CHOSEN" (fst codomain_item)) ;
 483                   let new_env =
 484                     Environment.add item codomain_item current_env
 485                   in
 486                   (match test_env new_env remaining_dom with
 487                   | Ok (term, metasenv) ->
 488                       (match remaining_dom with
 489                       | [] -> [ new_env, term, metasenv ]
 490                       | _ -> aux new_env remaining_dom) @ filter tl
 491                   | Uncertain ->
 492                       (match remaining_dom with
 493                       | [] -> []
 494                       | _ -> aux new_env remaining_dom) @ filter tl
 495                   | Ko -> filter tl)
 496             in
 497             filter choices
 498       in
 499       let (choosed_env, choosed_term, choosed_metasenv) =
 500         match aux current_env todo_dom with
 501         | [] -> raise NoWellTypedInterpretation
 502         | [ x ] ->
 503             debug_print "UNA SOLA SCELTA";
 504             x
 505         | l ->
 506             debug_print (sprintf "PIU' SCELTE (%d)" (List.length l));
 507             let choices =
 508               List.map
 509                 (fun (env, _, _) ->
 510                   List.map
 511                     (fun domain_item ->
 512                       let description =
 513                         fst (Environment.find domain_item env)
 514                       in
 515                       (descr_of_domain_item domain_item, description))
 516                     term_dom)
 517                 l
 518             in
 519             let choosed = C.interactive_interpretation_choice choices in
 520             List.nth l choosed
 521       in
 522       (choosed_env, choosed_metasenv, choosed_term)
 523
 524   end
 525