helm/ocaml/cic_unification/cicUnification.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 open Printf
  27
  28 exception AssertFailure of string;;
  29 exception UnificationFailure of string;;
  30
  31 let debug_print = prerr_endline
  32
  33 let type_of_aux' metasenv subst context term =
  34   try
  35     CicMetaSubst.type_of_aux' metasenv subst context term
  36   with
  37   | CicMetaSubst.MetaSubstFailure msg ->
  38     raise (AssertFailure
  39       ((sprintf
  40         "Type checking error: %s in context\n%s.\nException: %s.\nBroken invariant: unification must be invoked only on well typed terms"
  41         (CicMetaSubst.ppterm subst term)
  42         (CicMetaSubst.ppcontext subst context) msg)))
  43
  44 (* NUOVA UNIFICAZIONE *)
  45 (* A substitution is a (int * Cic.term) list that associates a
  46    metavariable i with its body.
  47    A metaenv is a (int * Cic.term) list that associate a metavariable
  48    i with is type.
  49    fo_unif_new takes a metasenv, a context, two terms t1 and t2 and gives back
  50    a new substitution which is _NOT_ unwinded. It must be unwinded before
  51    applying it. *)
  52
  53 let rec fo_unif_subst subst context metasenv t1 t2 =
  54  let module C = Cic in
  55  let module R = CicMetaSubst in
  56  let module S = CicSubstitution in
  57   match (t1, t2) with
  58      (C.Meta (n,ln), C.Meta (m,lm)) when n=m ->
  59        let ok,subst,metasenv =
  60         List.fold_left2
  61          (fun (b,subst,metasenv) t1 t2 ->
  62            if b then true,subst,metasenv else
  63             match t1,t2 with
  64                None,_
  65              | _,None -> true,subst,metasenv
  66              | Some t1', Some t2' ->
  67                 (* First possibility:  restriction    *)
  68                 (* Second possibility: unification    *)
  69                 (* Third possibility:  convertibility *)
  70                 if R.are_convertible subst context t1' t2' then
  71                  true,subst,metasenv
  72                 else
  73                  (try
  74                    let subst,metasenv =
  75                     fo_unif_subst subst context metasenv t1' t2'
  76                    in
  77                     true,subst,metasenv
  78                  with
  79                   Not_found -> false,subst,metasenv)
  80          ) (true,subst,metasenv) ln lm
  81        in
  82         if ok then
  83           subst,metasenv
  84         else
  85           raise (UnificationFailure (sprintf
  86             "Error trying to unify %s with %s: the algorithm tried to check whether the two substitutions are convertible; if they are not, it tried to unify the two substitutions. No restriction was attempted."
  87             (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t2)))
  88    | (C.Meta (n,l), C.Meta (m,_)) when n>m ->
  89        fo_unif_subst subst context metasenv t2 t1
  90    | (C.Meta (n,l), t)
  91    | (t, C.Meta (n,l)) ->
  92        let subst'',metasenv' =
  93         try
  94          let oldt = (List.assoc n subst) in
  95          let lifted_oldt = S.lift_meta l oldt in
  96           fo_unif_subst subst context metasenv lifted_oldt t
  97         with Not_found ->
  98          let t',metasenv',subst' =
  99            CicMetaSubst.delift n subst context metasenv l t
 100          in
 101           (n, t')::subst', metasenv'
 102        in
 103         let (_,_,meta_type) =  CicUtil.lookup_meta n metasenv' in
 104         (try
 105           let tyt =
 106             type_of_aux' metasenv' subst'' context t
 107           in
 108            fo_unif_subst subst'' context metasenv' (S.lift_meta l meta_type) tyt
 109         with AssertFailure _ ->
 110           (* TODO huge hack!!!!
 111            * we keep on unifying/refining in the hope that the problem will be
 112            * eventually solved. In the meantime we're breaking a big invariant:
 113            * the terms that we are unifying are no longer well typed in the
 114            * current context (in the worst case we could even diverge)
 115            *)
 116 (*
 117 prerr_endline "********* FROM NOW ON EVERY REASONABLE INVARIANT IS BROKEN.";
 118 prerr_endline "********* PROCEED AT YOUR OWN RISK. AND GOOD LUCK." ;
 119 *)
 120           (subst'', metasenv'))
 121    | (C.Var (uri1,exp_named_subst1),C.Var (uri2,exp_named_subst2))
 122    | (C.Const (uri1,exp_named_subst1),C.Const (uri2,exp_named_subst2)) ->
 123       if UriManager.eq uri1 uri2 then
 124        fo_unif_subst_exp_named_subst subst context metasenv
 125         exp_named_subst1 exp_named_subst2
 126       else
 127        raise (UnificationFailure (sprintf
 128         "Can't unify %s with %s due to different constants"
 129         (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t1)))
 130    | C.MutInd (uri1,i1,exp_named_subst1),C.MutInd (uri2,i2,exp_named_subst2) ->
 131       if UriManager.eq uri1 uri2 && i1 = i2 then
 132        fo_unif_subst_exp_named_subst subst context metasenv
 133         exp_named_subst1 exp_named_subst2
 134       else
 135        raise (UnificationFailure (sprintf
 136         "Can't unify %s with %s due to different inductive principles"
 137         (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t1)))
 138    | C.MutConstruct (uri1,i1,j1,exp_named_subst1),
 139      C.MutConstruct (uri2,i2,j2,exp_named_subst2) ->
 140       if UriManager.eq uri1 uri2 && i1 = i2 && j1 = j2 then
 141        fo_unif_subst_exp_named_subst subst context metasenv
 142         exp_named_subst1 exp_named_subst2
 143       else
 144        raise (UnificationFailure (sprintf
 145         "Can't unify %s with %s due to different inductive constructors"
 146         (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t1)))
 147    | (C.Implicit _, _) | (_, C.Implicit _) ->  assert false
 148    | (C.Cast (te,ty), t2) -> fo_unif_subst subst context metasenv te t2
 149    | (t1, C.Cast (te,ty)) -> fo_unif_subst subst context metasenv t1 te
 150    | (C.Prod (n1,s1,t1), C.Prod (_,s2,t2)) ->
 151        let subst',metasenv' = fo_unif_subst subst context metasenv s1 s2 in
 152         fo_unif_subst subst' ((Some (n1,(C.Decl s1)))::context) metasenv' t1 t2
 153    | (C.Lambda (n1,s1,t1), C.Lambda (_,s2,t2)) ->
 154        let subst',metasenv' = fo_unif_subst subst context metasenv s1 s2 in
 155         fo_unif_subst subst' ((Some (n1,(C.Decl s1)))::context) metasenv' t1 t2
 156    | (C.LetIn (_,s1,t1), t2)
 157    | (t2, C.LetIn (_,s1,t1)) ->
 158        fo_unif_subst subst context metasenv t2 (S.subst s1 t1)
 159    | (C.Appl l1, C.Appl l2) ->
 160        let lr1 = List.rev l1 in
 161        let lr2 = List.rev l2 in
 162        let rec fo_unif_l subst metasenv =
 163         function
 164            [],_
 165          | _,[] -> assert false
 166          | ([h1],[h2]) ->
 167              fo_unif_subst subst context metasenv h1 h2
 168          | ([h],l)
 169          | (l,[h]) ->
 170              fo_unif_subst subst context metasenv h (C.Appl (List.rev l))
 171          | ((h1::l1),(h2::l2)) ->
 172             let subst', metasenv' =
 173              fo_unif_subst subst context metasenv h1 h2
 174             in
 175              fo_unif_l subst' metasenv' (l1,l2)
 176        in
 177         fo_unif_l subst metasenv (lr1, lr2)
 178    | (C.MutCase (_,_,outt1,t1,pl1), C.MutCase (_,_,outt2,t2,pl2))->
 179        let subst', metasenv' =
 180         fo_unif_subst subst context metasenv outt1 outt2 in
 181        let subst'',metasenv'' =
 182         fo_unif_subst subst' context metasenv' t1 t2 in
 183        List.fold_left2
 184         (function (subst,metasenv) ->
 185           fo_unif_subst subst context metasenv
 186         ) (subst'',metasenv'') pl1 pl2
 187    | (C.Rel _, _) | (_,  C.Rel _)
 188    | (C.Sort _ ,_) | (_, C.Sort _)
 189    | (C.Const _, _) | (_, C.Const _)
 190    | (C.MutInd  _, _) | (_, C.MutInd _)
 191    | (C.MutConstruct _, _) | (_, C.MutConstruct _)
 192    | (C.Fix _, _) | (_, C.Fix _)
 193    | (C.CoFix _, _) | (_, C.CoFix _) ->
 194        if R.are_convertible subst context t1 t2 then
 195         subst, metasenv
 196        else
 197         raise (UnificationFailure (sprintf
 198           "Can't unify %s with %s because they are not convertible"
 199           (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t2)))
 200    | (_,_) ->
 201        if R.are_convertible subst context t1 t2 then
 202         subst, metasenv
 203        else
 204         raise (UnificationFailure (sprintf
 205           "Can't unify %s with %s because they are not convertible"
 206           (CicPp.ppterm t1) (CicPp.ppterm t2)))
 207
 208 and fo_unif_subst_exp_named_subst subst context metasenv
 209  exp_named_subst1 exp_named_subst2
 210 =
 211 try
 212  List.fold_left2
 213   (fun (subst,metasenv) (uri1,t1) (uri2,t2) ->
 214     assert (uri1=uri2) ;
 215     fo_unif_subst subst context metasenv t1 t2
 216   ) (subst,metasenv) exp_named_subst1 exp_named_subst2
 217 with
 218 e ->
 219 let uri = UriManager.uri_of_string "cic:/dummy.var" in
 220 debug_print ("@@@: " ^ CicPp.ppterm (Cic.Var (uri,exp_named_subst1)) ^
 221 " <==> " ^ CicPp.ppterm (Cic.Var (uri,exp_named_subst2))) ; raise e
 222
 223 (* A substitution is a (int * Cic.term) list that associates a               *)
 224 (* metavariable i with its body.                                             *)
 225 (* metasenv is of type Cic.metasenv                                          *)
 226 (* fo_unif takes a metasenv, a context, two terms t1 and t2 and gives back   *)
 227 (* a new substitution which is already unwinded and ready to be applied and  *)
 228 (* a new metasenv in which some hypothesis in the contexts of the            *)
 229 (* metavariables may have been restricted.                                   *)
 230 let fo_unif metasenv context t1 t2 = fo_unif_subst [] context metasenv t1 t2 ;;
 231
 232 let fo_unif_subst subst context metasenv t1 t2 =
 233   let enrich_msg msg =
 234     sprintf "Unification error unifying %s of type %s with %s of type %s in context\n%s\nand metasenv\n%s\nbecause %s"
 235       (CicMetaSubst.ppterm subst t1)
 236       (try
 237         CicPp.ppterm (type_of_aux' metasenv subst context t1)
 238       with _ -> "MALFORMED")
 239       (CicMetaSubst.ppterm subst t2)
 240       (try
 241         CicPp.ppterm (type_of_aux' metasenv subst context t2)
 242       with _ -> "MALFORMED")
 243       (CicMetaSubst.ppcontext subst context)
 244       (CicMetaSubst.ppmetasenv metasenv subst) msg
 245   in
 246   try
 247     fo_unif_subst subst context metasenv t1 t2
 248   with
 249   | AssertFailure msg -> raise (AssertFailure (enrich_msg msg))
 250   | UnificationFailure msg -> raise (UnificationFailure (enrich_msg msg))
 251 ;;
 252