helm/ocaml/tactics/autoTactic.ml

   1 (* Copyright (C) 2002, 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  let debug_print = (* ignore *) prerr_endline
  27
  28 (* let debug_print = fun _ -> () *)
  29
  30 (* Profiling code
  31 let new_experimental_hint =
  32  let profile = CicUtil.profile "new_experimental_hint" in
  33  fun ~dbd ~facts ?signature ~universe status ->
  34   profile.profile (MetadataQuery.new_experimental_hint ~dbd ~facts ?signature ~universe) status
  35 *) let new_experimental_hint = MetadataQuery.new_experimental_hint
  36
  37 (* In this versions of auto_tac we maintain an hash table of all inspected
  38    goals. We assume that the context is invariant for application.
  39    To this aim, it is essential to sall hint_verbose, that in turns calls
  40    apply_verbose. *)
  41
  42 type exitus =
  43     No of int
  44   | Yes of Cic.term * int
  45   | NotYetInspected
  46
  47 let inspected_goals = Hashtbl.create 503;;
  48
  49 let search_theorems_in_context status =
  50   let (proof, goal) = status in
  51   let module C = Cic in
  52   let module R = CicReduction in
  53   let module S = CicSubstitution in
  54   let module PET = ProofEngineTypes in
  55   let module PT = PrimitiveTactics in
  56   let _,metasenv,_,_ = proof in
  57   let _,context,ty = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
  58   let rec find n = function
  59     | [] -> []
  60     | hd::tl ->
  61         let res =
  62           (* we should check that the hypothesys has not been cleared *)
  63           if List.nth context (n-1) = None then
  64             None
  65           else
  66             try
  67               let (subst,(proof, goal_list)) =
  68                 PT.apply_tac_verbose ~term:(C.Rel n) status
  69               in
  70               (*
  71                  let goal_list =
  72                    List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list in
  73               *)
  74               Some (subst,(proof, goal_list))
  75             with
  76              PET.Fail _ -> None
  77         in
  78         (match res with
  79         | Some res -> res::(find (n+1) tl)
  80         | None -> find (n+1) tl)
  81   in
  82   try
  83     find 1 context
  84   with Failure s -> []
  85 ;;
  86
  87
  88 let compare_goals proof goal1 goal2 =
  89   let _,metasenv,_,_ = proof in
  90   let (_, ey1, ty1) = CicUtil.lookup_meta goal1 metasenv in
  91   let (_, ey2, ty2) =  CicUtil.lookup_meta goal2 metasenv in
  92   let ty_sort1,_ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey1 ty1
  93                      CicUniv.empty_ugraph in
  94   let ty_sort2,_ = CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey2 ty2
  95                      CicUniv.empty_ugraph in
  96   let prop1 =
  97     let b,_ = CicReduction.are_convertible ey1 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort1
  98                 CicUniv.empty_ugraph in
  99       if b then 0 else 1
 100   in
 101   let prop2 =
 102     let b,_ = CicReduction.are_convertible ey2 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort2
 103                 CicUniv.empty_ugraph in
 104       if b then 0 else 1
 105   in
 106   prop1 - prop2
 107
 108
 109 let new_search_theorems f dbd proof goal depth sign =
 110   let choices = f (proof,goal)
 111   in
 112   List.map
 113     (function (subst,(proof, goallist)) ->
 114        (* let goallist = reorder_goals dbd sign proof goallist in *)
 115         let goallist = List.sort (compare_goals proof) goallist in
 116        (subst,(proof,(List.map (function g -> (g,depth)) goallist), sign)))
 117     choices
 118 ;;
 119
 120 exception NoOtherChoices;;
 121
 122 let is_in_metasenv goal metasenv =
 123   try
 124     let (_, ey ,ty) =
 125       CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 126       true
 127   with CicUtil.Meta_not_found _ -> false
 128
 129 let rec auto_single dbd proof goal ey ty depth width sign already_seen_goals
 130  universe
 131   =
 132   if depth = 0 then [] else
 133   if List.mem ty already_seen_goals then [] else
 134   let already_seen_goals = ty::already_seen_goals in
 135   let facts = (depth = 1) in
 136   let _,metasenv,p,_ = proof in
 137     (* first of all we check if the goal has been already
 138        inspected *)
 139   assert (is_in_metasenv goal metasenv);
 140   let exitus =
 141     try Hashtbl.find inspected_goals ty
 142     with Not_found -> NotYetInspected in
 143   let is_meta_closed = CicUtil.is_meta_closed ty in
 144     begin
 145       match exitus with
 146           Yes (bo,_) ->
 147             (*
 148               debug_print "ALREADY PROVED!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!";
 149               debug_print (CicPp.ppterm ty);
 150             *)
 151             let subst_in =
 152               (* if we just apply the subtitution, the type
 153                  is irrelevant: we may use Implicit, since it will
 154                  be dropped *)
 155               CicMetaSubst.apply_subst
 156                 [(goal,(ey, bo, Cic.Implicit None))] in
 157             let (proof,_) =
 158               ProofEngineHelpers.subst_meta_and_metasenv_in_proof
 159                 proof goal subst_in metasenv in
 160               [(subst_in,(proof,[],sign))]
 161         | No d when (d >= depth) ->
 162             (* debug_print "PRUNED!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"; *)
 163             [] (* the empty list means no choices, i.e. failure *)
 164         | No _
 165         | NotYetInspected ->
 166               debug_print ("CURRENT GOAL = " ^ CicPp.ppterm ty);
 167               debug_print ("CURRENT PROOF = " ^ CicPp.ppterm p);
 168               debug_print ("CURRENT HYP = " ^ CicPp.ppcontext ey);
 169             let sign, new_sign =
 170               if is_meta_closed then
 171                 None, Some (MetadataConstraints.signature_of ty)
 172               else sign,sign in (* maybe the union ? *)
 173             let local_choices =
 174               new_search_theorems
 175                 search_theorems_in_context dbd
 176                 proof goal (depth-1) new_sign in
 177             let global_choices =
 178               new_search_theorems
 179                 (fun status ->
 180                    List.map snd
 181                    (new_experimental_hint
 182                       ~dbd ~facts:facts ?signature:sign ~universe status))
 183                 dbd proof goal (depth-1) new_sign in
 184             let all_choices =
 185               local_choices@global_choices in
 186             let sorted_choices =
 187               List.stable_sort
 188                 (fun (_, (_, goals1, _)) (_, (_, goals2, _)) ->
 189                    Pervasives.compare
 190                    (List.length goals1) (List.length goals2))
 191                 all_choices in
 192               (match (auto_new dbd width already_seen_goals universe sorted_choices)
 193                with
 194                    [] ->
 195                      (* no proof has been found; we update the
 196                         hastable *)
 197                      (* if is_meta_closed then *)
 198                        Hashtbl.add inspected_goals ty (No depth);
 199                      []
 200                  | (subst,(proof,[],sign))::tl1 ->
 201                      (* a proof for goal has been found:
 202                         in order to get the proof we apply subst to
 203                         Meta[goal] *)
 204                      if is_meta_closed  then
 205                        begin
 206                          let irl =
 207                            CicMkImplicit.identity_relocation_list_for_metavariable ey in
 208                          let meta_proof =
 209                            subst (Cic.Meta(goal,irl)) in
 210                            Hashtbl.add inspected_goals
 211                              ty (Yes (meta_proof,depth));
 212 (*
 213                            begin
 214                              let cty,_ =
 215                                CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey meta_proof CicUniv.empty_ugraph
 216                              in
 217                                if not (cty = ty) then
 218                                  begin
 219                                    debug_print ("ty =  "^CicPp.ppterm ty);
 220                                    debug_print ("cty =  "^CicPp.ppterm cty);
 221                                    assert false
 222                                  end
 223                                    Hashtbl.add inspected_goals
 224                                    ty (Yes (meta_proof,depth));
 225                            end;
 226 *)
 227                        end;
 228                      (subst,(proof,[],sign))::tl1
 229                  | _ -> assert false)
 230     end
 231
 232 and auto_new dbd width already_seen_goals universe = function
 233   | [] -> []
 234   | (subst,(proof, goals, sign))::tl ->
 235       let _,metasenv,_,_ = proof in
 236       let is_in_metasenv (goal, _) =
 237         try
 238           let (_, ey ,ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 239           true
 240         with CicUtil.Meta_not_found _ -> false
 241       in
 242       let goals'= List.filter is_in_metasenv goals in
 243         auto_new_aux dbd
 244         width already_seen_goals universe ((subst,(proof, goals', sign))::tl)
 245
 246 and auto_new_aux dbd width already_seen_goals universe = function
 247   | [] -> []
 248   | (subst,(proof, [], sign))::tl -> (subst,(proof, [], sign))::tl
 249   | (subst,(proof, (goal,0)::_, _))::tl ->
 250       auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 251   | (subst,(proof, goals, _))::tl when
 252       (List.length goals) > width ->
 253       auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 254   | (subst,(proof, (goal,depth)::gtl, sign))::tl ->
 255       let _,metasenv,p,_ = proof in
 256       let (_, ey ,ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 257       match (auto_single dbd proof goal ey ty depth
 258         (width - (List.length gtl)) sign already_seen_goals) universe
 259       with
 260           [] -> auto_new dbd width already_seen_goals universe tl
 261         | (local_subst,(proof,[],sign))::tl1 ->
 262             let new_subst f t = f (subst t) in
 263             let is_meta_closed = CicUtil.is_meta_closed ty in
 264             let all_choices =
 265               if is_meta_closed then
 266                 (new_subst local_subst,(proof,gtl,sign))::tl
 267               else
 268                 let tl2 =
 269                   (List.map
 270                      (function (f,(p,l,s)) -> (new_subst f,(p,l@gtl,s))) tl1)
 271                 in
 272                   (new_subst local_subst,(proof,gtl,sign))::tl2@tl in
 273               auto_new dbd width already_seen_goals universe all_choices
 274         | _ -> assert false
 275  ;;
 276
 277 let default_depth = 5
 278 let default_width = 3
 279
 280 (*
 281 let auto_tac ?(depth=default_depth) ?(width=default_width) ~(dbd:Mysql.dbd)
 282   ()
 283 =
 284   let auto_tac dbd (proof,goal) =
 285   let universe = MetadataQuery.signature_of_goal ~dbd (proof,goal) in
 286   Hashtbl.clear inspected_goals;
 287   debug_print "Entro in Auto";
 288   let id t = t in
 289   let t1 = Unix.gettimeofday () in
 290   match auto_new dbd width [] universe [id,(proof, [(goal,depth)],None)] with
 291       [] ->  debug_print("Auto failed");
 292         raise (ProofEngineTypes.Fail "No Applicable theorem")
 293     | (_,(proof,[],_))::_ ->
 294         let t2 = Unix.gettimeofday () in
 295         debug_print "AUTO_TAC HA FINITO";
 296         let _,_,p,_ = proof in
 297         debug_print (CicPp.ppterm p);
 298         Printf.printf "tempo: %.9f\n" (t2 -. t1);
 299         (proof,[])
 300     | _ -> assert false
 301   in
 302   ProofEngineTypes.mk_tactic (auto_tac dbd)
 303 ;;
 304 *)
 305
 306 let paramodulation_tactic = ref
 307   (fun dbd status -> raise (ProofEngineTypes.Fail "Not Ready yet..."));;
 308
 309 let term_is_equality = ref
 310   (fun term -> debug_print "term_is_equality E` DUMMY!!!!"; false);;
 311
 312
 313 let auto_tac ?(depth=default_depth) ?(width=default_width) ?paramodulation ~(dbd:Mysql.dbd) () =
 314   let auto_tac dbd (proof, goal) =
 315     let normal_auto () =
 316       let universe = MetadataQuery.signature_of_goal ~dbd (proof, goal) in
 317       Hashtbl.clear inspected_goals;
 318       debug_print "Entro in Auto";
 319       let id t = t in
 320       let t1 = Unix.gettimeofday () in
 321       match
 322         auto_new dbd width [] universe [id, (proof, [(goal, depth)], None)]
 323       with
 324         [] ->  debug_print("Auto failed");
 325           raise (ProofEngineTypes.Fail "No Applicable theorem")
 326       | (_,(proof,[],_))::_ ->
 327           let t2 = Unix.gettimeofday () in
 328           debug_print "AUTO_TAC HA FINITO";
 329           let _,_,p,_ = proof in
 330           debug_print (CicPp.ppterm p);
 331           debug_print (Printf.sprintf "tempo: %.9f\n" (t2 -. t1));
 332           (proof,[])
 333       | _ -> assert false
 334     in
 335     let paramodulation_ok =
 336       match paramodulation with
 337       | None -> false
 338       | Some _ ->
 339           let _, metasenv, _, _ = proof in
 340           let _, _, meta_goal = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 341           !term_is_equality meta_goal
 342     in
 343     if paramodulation_ok then (
 344       debug_print "USO PARAMODULATION...";
 345 (*       try *)
 346         !paramodulation_tactic dbd (proof, goal)
 347 (*       with ProofEngineTypes.Fail _ -> *)
 348 (*         normal_auto () *)
 349     ) else
 350       normal_auto ()
 351   in
 352   ProofEngineTypes.mk_tactic (auto_tac dbd)
 353 ;;