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
  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://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     | CicRefine.RefineFailure _ ->
  61         debug_print ("%%% PRUNED!!! " ^ CicPp.ppterm term) ;
  62         Ko
  63
  64 let resolve (env: environment) (item: domain_item) ?(num = "") ?(args = []) () =
  65   try
  66     snd (Environment.find item env) env num args
  67   with Not_found -> assert false
  68
  69   (* TODO move it to Cic *)
  70 let find_in_environment name context =
  71   let rec aux acc = function
  72     | [] -> raise Not_found
  73     | Cic.Name hd :: tl when hd = name -> acc
  74     | _ :: tl ->  aux (acc + 1) tl
  75   in
  76   aux 1 context
  77
  78 let interpretate ~context ~env ast =
  79   let rec aux loc context = function
  80     | CicAst.AttributedTerm (`Loc loc, term) ->
  81         aux loc context term
  82     | CicAst.AttributedTerm (_, term) -> aux loc context term
  83     | CicAst.Appl (CicAst.Symbol (symb, i) :: args) ->
  84         let cic_args = List.map (aux loc context) args in
  85         resolve env (Symbol (symb, i)) ~args:cic_args ()
  86     | CicAst.Appl terms -> Cic.Appl (List.map (aux loc context) terms)
  87     | CicAst.Binder (binder_kind, (var, typ), body) ->
  88         let cic_type = aux_option loc context typ in
  89         let cic_body = aux loc (var :: context) body in
  90         (match binder_kind with
  91         | `Lambda -> Cic.Lambda (var, cic_type, cic_body)
  92         | `Pi | `Forall -> Cic.Prod (var, cic_type, cic_body)
  93         | `Exists ->
  94             resolve env (Symbol ("exists", 0))
  95               ~args:[ cic_type; Cic.Lambda (var, cic_type, cic_body) ] ())
  96     | CicAst.Case (term, indty_ident, outtype, branches) ->
  97         let cic_term = aux loc context term in
  98         let cic_outtype = aux_option loc context outtype in
  99         let do_branch ((head, args), term) =
 100           let rec do_branch' context = function
 101             | [] -> aux loc context term
 102             | (name, typ) :: tl ->
 103                 let cic_body = do_branch' (name :: context) tl in
 104                 let typ =
 105                   match typ with
 106                   | None -> Cic.Implicit (Some `Type)
 107                   | Some typ -> aux loc context typ
 108                 in
 109                 Cic.Lambda (name, typ, cic_body)
 110           in
 111           do_branch' context args
 112         in
 113         let (indtype_uri, indtype_no) =
 114           match indty_ident with
 115           | Some indty_ident ->
 116               (match resolve env (Id indty_ident) () with
 117               | Cic.MutInd (uri, tyno, _) -> (uri, tyno)
 118               | Cic.Implicit _ -> raise Try_again
 119               | _ -> raise DisambiguateChoices.Invalid_choice)
 120           | None ->
 121               let fst_constructor =
 122                 match branches with
 123                 | ((head, _), _) :: _ -> head
 124                 | [] -> raise DisambiguateChoices.Invalid_choice
 125               in
 126               (match resolve env (Id fst_constructor) () with
 127               | Cic.MutConstruct (indtype_uri, indtype_no, _, _) ->
 128                   (indtype_uri, indtype_no)
 129               | Cic.Implicit _ -> raise Try_again
 130               | _ -> raise DisambiguateChoices.Invalid_choice)
 131         in
 132         Cic.MutCase (indtype_uri, indtype_no, cic_outtype, cic_term,
 133           (List.map do_branch branches))
 134     | CicAst.LetIn ((name, typ), def, body) ->
 135         let cic_def = aux loc context def in
 136         let cic_def =
 137           match typ with
 138           | None -> cic_def
 139           | Some t -> Cic.Cast (cic_def, aux loc context t)
 140         in
 141         let cic_body = aux loc (name :: context) body in
 142         Cic.LetIn (name, cic_def, cic_body)
 143     | CicAst.LetRec (kind, defs, body) ->
 144         let context' =
 145           List.fold_left (fun acc ((name, _), _, _) -> name :: acc)
 146             context defs
 147         in
 148         let cic_body = aux loc context' body in
 149         let inductiveFuns =
 150           List.map
 151             (fun ((name, typ), body, decr_idx) ->
 152               let cic_body = aux loc context' body in
 153               let cic_type = aux_option loc context typ in
 154               let name =
 155                 match name with
 156                 | Cic.Anonymous ->
 157                     CicTextualParser2.fail loc
 158                       "Recursive functions cannot be anonymous"
 159                 | Cic.Name name -> name
 160               in
 161               (name, decr_idx, cic_type, cic_body))
 162             defs
 163         in
 164         let counter = ref ~-1 in
 165         let build_term funs =
 166           (* this is the body of the fold_right function below. Rationale: Fix
 167            * and CoFix cases differs only in an additional index in the
 168            * inductiveFun list, see Cic.term *)
 169           match kind with
 170           | `Inductive ->
 171               (fun (var, _, _, _) cic ->
 172                 incr counter;
 173                 Cic.LetIn (Cic.Name var, Cic.Fix (!counter, funs), cic))
 174           | `CoInductive ->
 175               let funs =
 176                 List.map (fun (name, _, typ, body) -> (name, typ, body)) funs
 177               in
 178               (fun (var, _, _, _) cic ->
 179                 incr counter;
 180                 Cic.LetIn (Cic.Name var, Cic.CoFix (!counter, funs), cic))
 181         in
 182         List.fold_right (build_term inductiveFuns) inductiveFuns cic_body
 183     | CicAst.Ident (name, subst) ->
 184         (try
 185           let index = find_in_environment name context in
 186           if subst <> None then
 187             CicTextualParser2.fail loc
 188               "Explicit substitutions not allowed here";
 189           Cic.Rel index
 190         with Not_found ->
 191           let cic = resolve env (Id name) () in
 192           let mk_subst uris =
 193             let ids_to_uris =
 194               List.map (fun uri -> UriManager.name_of_uri uri, uri) uris
 195             in
 196             (match subst with
 197             | Some subst ->
 198                 List.map
 199                   (fun (s, term) ->
 200                     (try
 201                       List.assoc s ids_to_uris, aux loc context term
 202                      with Not_found ->
 203                        raise DisambiguateChoices.Invalid_choice))
 204                   subst
 205             | None -> List.map (fun uri -> uri, Cic.Implicit None) uris)
 206          in
 207           (try
 208             match cic with
 209             | Cic.Const (uri, []) ->
 210                 let uris =
 211                   (*match CicEnvironment.get_obj uri with*)
 212                   match CicTypeChecker.typecheck uri with
 213                   | Cic.Constant (_, _, _, uris) -> uris
 214                   | _ -> assert false
 215                 in
 216                 Cic.Const (uri, mk_subst uris)
 217             | Cic.Var (uri, []) ->
 218                 let uris =
 219                   (*match CicEnvironment.get_obj uri with*)
 220                   match CicTypeChecker.typecheck uri with
 221                   | Cic.Variable (_, _, _, uris) -> uris
 222                   | _ -> assert false
 223                 in
 224                 Cic.Var (uri, mk_subst uris)
 225             | Cic.MutInd (uri, i, []) ->
 226                 let uris =
 227                   (*match CicEnvironment.get_obj uri with*)
 228                   match CicTypeChecker.typecheck uri with
 229                   | Cic.InductiveDefinition (_, uris, _) -> uris
 230                   | _ -> assert false
 231                 in
 232                 Cic.MutInd (uri, i, mk_subst uris)
 233             | Cic.MutConstruct (uri, i, j, []) ->
 234                 let uris =
 235                   (*match CicEnvironment.get_obj uri with*)
 236                   match CicTypeChecker.typecheck uri with
 237                   | Cic.InductiveDefinition (_, uris, _) -> uris
 238                   | _ -> assert false
 239                 in
 240                 Cic.MutConstruct (uri, i, j, mk_subst uris)
 241             | Cic.Meta _ | Cic.Implicit _ as t ->
 242 (*
 243                 prerr_endline (sprintf
 244                   "Warning: %s must be instantiated with _[%s] but we do not enforce it"
 245                   (CicPp.ppterm t)
 246                   (String.concat "; "
 247                     (List.map
 248                       (fun (s, term) -> s ^ " := " ^ CicAstPp.pp_term term)
 249                       subst)));
 250 *)
 251                 t
 252             | _ ->
 253               raise DisambiguateChoices.Invalid_choice
 254            with
 255              CicEnvironment.CircularDependency _ ->
 256                raise DisambiguateChoices.Invalid_choice))
 257     | CicAst.Implicit -> Cic.Implicit None
 258     | CicAst.Num (num, i) -> resolve env (Num i) ~num ()
 259     | CicAst.Meta (index, subst) ->
 260         let cic_subst =
 261           List.map
 262             (function None -> None | Some term -> Some (aux loc context term))
 263             subst
 264         in
 265         Cic.Meta (index, cic_subst)
 266     | CicAst.Sort `Prop -> Cic.Sort Cic.Prop
 267     | CicAst.Sort `Set -> Cic.Sort Cic.Set
 268     | CicAst.Sort `Type -> Cic.Sort (Cic.Type (CicUniv.fresh())) (* TASSI *)
 269     | CicAst.Sort `CProp -> Cic.Sort Cic.CProp
 270     | CicAst.Symbol (symbol, instance) ->
 271         resolve env (Symbol (symbol, instance)) ()
 272   and aux_option loc context = function
 273     | None -> Cic.Implicit (Some `Type)
 274     | Some term -> aux loc context term
 275   in
 276   match ast with
 277   | CicAst.AttributedTerm (`Loc loc, term) -> aux loc context term
 278   | term -> aux (-1, -1) context term
 279
 280 let domain_of_term ~context ast =
 281     (* "aux" keeps domain in reverse order and doesn't care about duplicates.
 282      * Domain item more in deep in the list will be processed first.
 283      *)
 284   let rec aux loc context = function
 285     | CicAst.AttributedTerm (`Loc loc, term) -> aux loc context term
 286     | CicAst.AttributedTerm (_, term) -> aux loc context term
 287     | CicAst.Appl terms ->
 288         List.fold_left (fun dom term -> aux loc context term @ dom) [] terms
 289     | CicAst.Binder (kind, (var, typ), body) ->
 290         let kind_dom =
 291           match kind with
 292           | `Exists -> [ Symbol ("exists", 0) ]
 293           | _ -> []
 294         in
 295         let type_dom = aux_option loc context typ in
 296         let body_dom = aux loc (var :: context) body in
 297         body_dom @ type_dom @ kind_dom
 298     | CicAst.Case (term, indty_ident, outtype, branches) ->
 299         let term_dom = aux loc context term in
 300         let outtype_dom = aux_option loc context outtype in
 301         let do_branch ((head, args), term) =
 302           let (term_context, args_domain) =
 303             List.fold_left
 304               (fun (cont, dom) (name, typ) ->
 305                 (name :: cont,
 306                  (match typ with
 307                  | None -> dom
 308                  | Some typ -> aux loc cont typ @ dom)))
 309               (context, []) args
 310           in
 311           args_domain @ aux loc term_context term
 312         in
 313         let branches_dom =
 314           List.fold_left (fun dom branch -> do_branch branch @ dom) [] branches
 315         in
 316         branches_dom @ outtype_dom @ term_dom @
 317         (match indty_ident with None -> [] | Some ident -> [ Id ident ])
 318     | CicAst.LetIn ((var, typ), body, where) ->
 319         let body_dom = aux loc context body in
 320         let type_dom = aux_option loc context typ in
 321         let where_dom = aux loc (var :: context) where in
 322         where_dom @ type_dom @ body_dom
 323     | CicAst.LetRec (kind, defs, where) ->
 324         let context' =
 325           List.fold_left (fun acc ((var, typ), _, _) -> var :: acc)
 326             context defs
 327         in
 328         let where_dom = aux loc context' where in
 329         let defs_dom =
 330           List.fold_left
 331             (fun dom ((_, typ), body, _) ->
 332               aux loc context' body @ aux_option loc context typ)
 333             [] defs
 334         in
 335         where_dom @ defs_dom
 336     | CicAst.Ident (name, subst) ->
 337         (try
 338           let index = find_in_environment name context in
 339           if subst <> None then
 340             CicTextualParser2.fail loc
 341               "Explicit substitutions not allowed here"
 342           else
 343             []
 344         with Not_found ->
 345           (match subst with
 346           | None -> [Id name]
 347           | Some subst ->
 348               List.fold_left
 349                 (fun dom (_, term) ->
 350                   let dom' = aux loc context term in
 351                   dom' @ dom)
 352                 [Id name] subst))
 353     | CicAst.Implicit -> []
 354     | CicAst.Num (num, i) -> [ Num i ]
 355     | CicAst.Meta (index, local_context) ->
 356         List.fold_left (fun dom term -> aux_option loc context term @ dom) []
 357           local_context
 358     | CicAst.Sort _ -> []
 359     | CicAst.Symbol (symbol, instance) -> [ Symbol (symbol, instance) ]
 360
 361   and aux_option loc context = function
 362     | None -> []
 363     | Some t -> aux loc context t
 364   in
 365
 366     (* e.g. [5;1;1;1;2;3;4;1;2] -> [2;1;4;3;5] *)
 367   let rev_uniq =
 368     let module SortedItem =
 369       struct
 370         type t = DisambiguateTypes.domain_item
 371         let compare = Pervasives.compare
 372       end
 373     in
 374     let module Set = Set.Make (SortedItem) in
 375     fun l ->
 376       let rev_l = List.rev l in
 377       let (_, uniq_rev_l) =
 378         List.fold_left
 379           (fun (members, rev_l) elt ->
 380             if Set.mem elt members then
 381               (members, rev_l)
 382             else
 383               Set.add elt members, elt :: rev_l)
 384           (Set.empty, []) rev_l
 385       in
 386       List.rev uniq_rev_l
 387   in
 388
 389   rev_uniq
 390     (match ast with
 391     | CicAst.AttributedTerm (`Loc loc, term) -> aux loc context term
 392     | term -> aux (-1, -1) context term)
 393
 394
 395   (* dom1 \ dom2 *)
 396 let domain_diff dom1 dom2 =
 397 (* let domain_diff = Domain.diff *)
 398   let is_in_dom2 =
 399     List.fold_left (fun pred elt -> (fun elt' -> elt' = elt || pred elt'))
 400       (fun _ -> false) dom2
 401   in
 402   List.filter (fun elt -> not (is_in_dom2 elt)) dom1
 403
 404 module Make (C: Callbacks) =
 405   struct
 406     let choices_of_id mqi_handle id =
 407      let query  =  MQueryGenerator.locate id in
 408      let result = MQueryInterpreter.execute mqi_handle query in
 409      let uris =
 410       List.map
 411        (function uri,_ ->
 412          MQueryMisc.wrong_xpointer_format_from_wrong_xpointer_format' uri
 413        ) result in
 414       let uris' =
 415        match uris with
 416         | [] ->
 417            [UriManager.string_of_uri (C.input_or_locate_uri
 418             ~title:("URI matching \"" ^ id ^ "\" unknown.") ~id ())]
 419         | [uri] -> [uri]
 420         | _ ->
 421             C.interactive_user_uri_choice ~selection_mode:`MULTIPLE
 422              ~ok:"Try selected." ~enable_button_for_non_vars:true
 423              ~title:"Ambiguous input." ~id
 424              ~msg: ("Ambiguous input \"" ^ id ^
 425                 "\". Please, choose one or more interpretations:")
 426              uris
 427       in
 428       List.map
 429         (fun uri ->
 430           (uri,
 431            let term =
 432              try
 433                HelmLibraryObjects.term_of_uri (UriManager.uri_of_string uri)
 434              with _ -> assert false
 435             in
 436            fun _ _ _ -> term))
 437         uris'
 438
 439     let disambiguate_term mqi_handle context metasenv term ~aliases:current_env
 440     =
 441       debug_print "NEW DISAMBIGUATE INPUT";
 442       let disambiguate_context =  (* cic context -> disambiguate context *)
 443         List.map
 444           (function None -> Cic.Anonymous | Some (name, _) -> name)
 445           context
 446       in
 447       let term_dom = domain_of_term ~context:disambiguate_context term in
 448       debug_print (sprintf "DISAMBIGUATION DOMAIN: %s"
 449         (string_of_domain term_dom));
 450       let current_dom =
 451         Environment.fold (fun item _ dom -> item :: dom) current_env []
 452       in
 453       let todo_dom = domain_diff term_dom current_dom in
 454       (* (2) lookup function for any item (Id/Symbol/Num) *)
 455       let lookup_choices =
 456         let id_choices = Hashtbl.create 1023 in
 457         fun item ->
 458         let choices =
 459           match item with
 460           | Id id ->
 461               (try
 462                 Hashtbl.find id_choices id
 463               with Not_found ->
 464                 let choices = choices_of_id mqi_handle id in
 465                 Hashtbl.add id_choices id choices;
 466                 choices)
 467           | Symbol (symb, _) -> DisambiguateChoices.lookup_symbol_choices symb
 468           | Num instance -> DisambiguateChoices.lookup_num_choices ()
 469         in
 470         if choices = [] then raise (No_choices item);
 471         choices
 472       in
 473       (* (3) test an interpretation filling with meta uninterpreted identifiers
 474        *)
 475       let test_env current_env todo_dom univ =
 476         let filled_env =
 477           List.fold_left
 478             (fun env item ->
 479               Environment.add item
 480                 ("Implicit",
 481                  (match item with
 482                  | Id _ | Num _ -> (fun _ _ _ -> Cic.Implicit (Some `Closed))
 483                  | Symbol _ -> (fun _ _ _ -> Cic.Implicit None))) env)
 484             current_env todo_dom
 485         in
 486         try
 487           CicUniv.set_working univ;
 488           let cic_term =
 489             interpretate ~context:disambiguate_context ~env:filled_env term
 490           in
 491            let k = refine metasenv context cic_term in
 492            let new_univ = CicUniv.get_working () in
 493             (k , new_univ )
 494         with
 495         | Try_again -> Uncertain,univ
 496         | DisambiguateChoices.Invalid_choice -> Ko,univ
 497       in
 498       (* (4) build all possible interpretations *)
 499       let rec aux current_env todo_dom base_univ =
 500         match todo_dom with
 501         | [] ->
 502             (match test_env current_env [] base_univ with
 503             | Ok (term, metasenv),new_univ ->
 504                                [ current_env, metasenv, term, new_univ ]
 505             | Ko,_ | Uncertain,_ -> [])
 506         | item :: remaining_dom ->
 507             debug_print (sprintf "CHOOSED ITEM: %s"
 508              (string_of_domain_item item));
 509             let choices = lookup_choices item in
 510             let rec filter univ = function
 511               | [] -> []
 512               | codomain_item :: tl ->
 513                   debug_print (sprintf "%s CHOSEN" (fst codomain_item)) ;
 514                   let new_env =
 515                     Environment.add item codomain_item current_env
 516                   in
 517                   (match test_env new_env remaining_dom univ with
 518                   | Ok (term, metasenv),new_univ ->
 519                       (match remaining_dom with
 520                       | [] -> [ new_env, metasenv, term, new_univ ]
 521                       | _ -> aux new_env remaining_dom new_univ )@
 522                         filter univ tl
 523                   | Uncertain,new_univ ->
 524                       (match remaining_dom with
 525                       | [] -> []
 526                       | _ -> aux new_env remaining_dom new_univ )@
 527                         filter univ tl
 528                   | Ko,_ -> filter univ tl)
 529             in
 530             filter base_univ choices
 531       in
 532        let base_univ = CicUniv.get_working () in
 533       try
 534        match aux current_env todo_dom base_univ with
 535        | [] -> raise NoWellTypedInterpretation
 536        | [ e,me,t,u ] as l ->
 537            debug_print "UNA SOLA SCELTA";
 538            CicUniv.set_working u;
 539            [ e,me,t ]
 540        | l ->
 541            debug_print (sprintf "PIU' SCELTE (%d)" (List.length l));
 542            let choices =
 543              List.map
 544                (fun (env, _, _, _) ->
 545                  List.map
 546                    (fun domain_item ->
 547                      let description =
 548                        fst (Environment.find domain_item env)
 549                      in
 550                      (descr_of_domain_item domain_item, description))
 551                    term_dom)
 552                l
 553            in
 554            let choosed = C.interactive_interpretation_choice choices in
 555            let l' = List.map (List.nth l) choosed in
 556            match l' with
 557              [] -> assert false
 558            | [e,me,t,u] ->
 559                CicUniv.set_working u;
 560                (*CicUniv.print_working_graph ();*)
 561                [e,me,t]
 562            | hd::tl -> (* ok, testlibrary... cosi' stampa MANY... bah *)
 563                List.map (fun (e,me,t,u) -> (e,me,t)) l'
 564      with
 565       CicEnvironment.CircularDependency s ->
 566         raise (Failure "e chi la becca sta CircularDependency?");
 567   end
 568