helm/ocaml/tactics/metadataQuery.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 module Constr = MetadataConstraints
  29 module PET = ProofEngineTypes
  30
  31 let debug_print = fun _ -> ()
  32
  33   (** maps a shell like pattern (which uses '*' and '?') to a sql pattern for
  34   * the "like" operator (which uses '%' and '_'). Does not support escaping. *)
  35 let sqlpat_of_shellglob =
  36   let star_RE, qmark_RE, percent_RE, uscore_RE =
  37     Pcre.regexp "\\*", Pcre.regexp "\\?", Pcre.regexp "%", Pcre.regexp "_"
  38   in
  39   fun shellglob ->
  40     Pcre.replace ~rex:star_RE ~templ:"%"
  41       (Pcre.replace ~rex:qmark_RE ~templ:"_"
  42         (Pcre.replace ~rex:percent_RE ~templ:"\\%"
  43           (Pcre.replace ~rex:uscore_RE ~templ:"\\_"
  44             shellglob)))
  45
  46 let nonvar uri = not (UriManager.uri_is_var uri)
  47
  48 let locate ~(dbd:Mysql.dbd) ?(vars = false) pat =
  49   let sql_pat = sqlpat_of_shellglob pat in
  50   let query =
  51         sprintf ("SELECT source FROM %s WHERE value LIKE \"%s\" UNION "^^
  52                  "SELECT source FROM %s WHERE value LIKE \"%s\"")
  53           (MetadataTypes.name_tbl ()) sql_pat
  54            MetadataTypes.library_name_tbl sql_pat
  55   in
  56   let result = Mysql.exec dbd query in
  57   List.filter nonvar
  58     (Mysql.map result
  59       (fun cols -> match cols.(0) with Some s -> UriManager.uri_of_string s | _ -> assert false))
  60
  61 let match_term ~(dbd:Mysql.dbd) ty =
  62 (*   debug_print (CicPp.ppterm ty); *)
  63   let metadata = MetadataExtractor.compute ~body:None ~ty in
  64   let constants_no =
  65     MetadataConstraints.UriManagerSet.cardinal (MetadataConstraints.constants_of ty)
  66   in
  67   let full_card, diff =
  68     if CicUtil.is_meta_closed ty then
  69       Some (MetadataConstraints.Eq constants_no), None
  70     else
  71       let diff_no =
  72         let (hyp_constants, concl_constants) =
  73           (* collect different constants in hypotheses and conclusions *)
  74           List.fold_left
  75             (fun ((hyp, concl) as acc) metadata ->
  76                match (metadata: MetadataTypes.metadata) with
  77                | `Sort _ | `Rel _ -> acc
  78                | `Obj (uri, `InConclusion) | `Obj (uri, `MainConclusion _)
  79                  when not (List.mem uri concl) -> (hyp, uri :: concl)
  80                | `Obj (uri, `InHypothesis) | `Obj (uri, `MainHypothesis _)
  81                  when not (List.mem uri hyp) -> (uri :: hyp, concl)
  82                | `Obj _ -> acc)
  83             ([], [])
  84             metadata
  85         in
  86         List.length hyp_constants - List.length concl_constants
  87       in
  88       let (concl_metas, hyp_metas) = MetadataExtractor.compute_metas ty in
  89       let diff =
  90         if MetadataExtractor.IntSet.equal concl_metas hyp_metas then
  91           Some (MetadataConstraints.Eq diff_no)
  92         else if MetadataExtractor.IntSet.subset concl_metas hyp_metas then
  93           Some (MetadataConstraints.Gt (diff_no - 1))
  94         else if MetadataExtractor.IntSet.subset hyp_metas concl_metas then
  95           Some (MetadataConstraints.Lt (diff_no + 1))
  96         else
  97           None
  98       in
  99       None, diff
 100   in
 101   let constraints = List.map MetadataTypes.constr_of_metadata metadata in
 102     Constr.at_least ~dbd ?full_card ?diff constraints
 103
 104 let ( ** ) x y = int_of_float ((float_of_int x) ** (float_of_int y))
 105
 106 let signature_of_hypothesis context =
 107   List.fold_left
 108     (fun set hyp ->
 109       match hyp with
 110       | None -> set
 111       | Some (_, Cic.Decl t)
 112       | Some (_, Cic.Def (t, _)) ->
 113           Constr.UriManagerSet.union set (Constr.constants_of t))
 114     Constr.UriManagerSet.empty context
 115
 116 let intersect uris siguris =
 117   let set1 = List.fold_right Constr.UriManagerSet.add uris Constr.UriManagerSet.empty in
 118   let set2 =
 119     List.fold_right Constr.UriManagerSet.add siguris Constr.UriManagerSet.empty
 120   in
 121   let inter = Constr.UriManagerSet.inter set1 set2 in
 122   List.filter (fun s -> Constr.UriManagerSet.mem s inter) uris
 123
 124 let filter_uris_forward ~dbd (main, constants) uris =
 125   let main_uris =
 126     match main with
 127     | None -> []
 128     | Some (main, types) -> main :: types
 129   in
 130   let full_signature =
 131     List.fold_right Constr.UriManagerSet.add main_uris constants
 132   in
 133   List.filter (Constr.at_most ~dbd ~where:`Statement full_signature) uris
 134
 135 let filter_uris_backward ~dbd ~facts signature uris =
 136   let siguris =
 137     List.map snd
 138       (MetadataConstraints.sigmatch ~dbd ~facts ~where:`Statement signature)
 139   in
 140     intersect uris siguris
 141
 142 let compare_goal_list proof goal1 goal2 =
 143   let _,metasenv,_,_ = proof in
 144   let (_, ey1, ty1) = CicUtil.lookup_meta goal1 metasenv in
 145   let (_, ey2, ty2) =  CicUtil.lookup_meta goal2 metasenv in
 146   let ty_sort1,_ =
 147     CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey1 ty1 CicUniv.empty_ugraph
 148   in
 149   let ty_sort2,_ =
 150     CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv ey2 ty2 CicUniv.empty_ugraph
 151   in
 152   let prop1 =
 153     let b,_ =
 154       CicReduction.are_convertible
 155         ey1 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort1 CicUniv.empty_ugraph
 156     in
 157       if b then 0
 158       else 1
 159   in
 160   let prop2 =
 161     let b,_ =
 162       CicReduction.are_convertible
 163         ey2 (Cic.Sort Cic.Prop) ty_sort2 CicUniv.empty_ugraph
 164     in
 165       if b then 0
 166       else 1
 167   in
 168   prop1 - prop2
 169
 170 let hint ~(dbd:Mysql.dbd) ?(facts=false) ?signature ((proof, goal) as status) =
 171   let (_, metasenv, _, _) = proof in
 172   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 173   let (uris, (main, sig_constants)) =
 174     match signature with
 175     | Some signature -> (Constr.sigmatch ~dbd ~facts signature, signature)
 176     | None -> (Constr.cmatch' ~dbd ~facts ty, Constr.signature_of ty)
 177   in
 178   let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 179   let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 180   let types_constants =
 181     match main with
 182     | None -> Constr.UriManagerSet.empty
 183     | Some (main, types) ->
 184         List.fold_right Constr.UriManagerSet.add (main :: types)
 185           Constr.UriManagerSet.empty
 186   in
 187   let hyp_constants =
 188     Constr.UriManagerSet.diff (signature_of_hypothesis context) types_constants
 189   in
 190 (* Constr.UriManagerSet.iter debug_print hyp_constants; *)
 191   let other_constants = Constr.UriManagerSet.union sig_constants hyp_constants in
 192   let uris =
 193     let pow = 2 ** (Constr.UriManagerSet.cardinal other_constants) in
 194     if ((List.length uris < pow) or (pow <= 0))
 195     then begin
 196 (*       debug_print "MetadataQuery: large sig, falling back to old method"; *)
 197       filter_uris_forward ~dbd (main, other_constants) uris
 198     end else
 199       filter_uris_backward ~dbd ~facts (main, other_constants) uris
 200   in
 201   let rec aux = function
 202     | [] -> []
 203     | uri :: tl ->
 204         (let status' =
 205             try
 206               let (proof, goal_list) =
 207 (*                debug_print ("STO APPLICANDO " ^ uri); *)
 208                 PET.apply_tactic
 209                   (PrimitiveTactics.apply_tac
 210                     ~term:(CicUtil.term_of_uri uri))
 211                   status
 212               in
 213               let goal_list =
 214                 List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list
 215               in
 216               Some (uri, (proof, goal_list))
 217             with ProofEngineTypes.Fail _ -> None
 218           in
 219           match status' with
 220           | None -> aux tl
 221           | Some status' ->
 222               status' :: aux tl)
 223   in
 224   List.stable_sort
 225     (fun (_, (_, goals1)) (_, (_, goals2)) ->
 226       Pervasives.compare (List.length goals1) (List.length goals2))
 227     (aux uris)
 228
 229 (* experimental_hint is a version of hint for experimental
 230     purposes. It uses auto_tac_verbose instead of auto tac.
 231     Auto_tac verbose also returns a substitution - for the moment
 232     as a function from cic to cic, to be changed into an association
 233     list in the future -. This substitution is used to build a
 234     hash table of the inspected goals with their associated proofs.
 235     The cose is a cut and paste of the previous one: at the end
 236     of the experimentation we shall make a choice. *)
 237
 238 let close_with_types s metasenv context =
 239   Constr.UriManagerSet.fold
 240     (fun e bag ->
 241       let t = CicUtil.term_of_uri e in
 242       let ty, _ =
 243         CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context t CicUniv.empty_ugraph
 244       in
 245       Constr.UriManagerSet.union bag (Constr.constants_of ty))
 246     s s
 247
 248 let experimental_hint
 249   ~(dbd:Mysql.dbd) ?(facts=false) ?signature ((proof, goal) as status) =
 250   let (_, metasenv, _, _) = proof in
 251   let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta goal metasenv in
 252   let (uris, (main, sig_constants)) =
 253     match signature with
 254     | Some signature ->
 255         (Constr.sigmatch ~dbd ~facts signature, signature)
 256     | None ->
 257         (Constr.cmatch' ~dbd ~facts ty, Constr.signature_of ty)
 258   in
 259   let uris = List.filter nonvar (List.map snd uris) in
 260   let uris = List.filter Hashtbl_equiv.not_a_duplicate uris in
 261   let types_constants =
 262     match main with
 263     | None -> Constr.UriManagerSet.empty
 264     | Some (main, types) ->
 265         List.fold_right Constr.UriManagerSet.add (main :: types)
 266           Constr.UriManagerSet.empty
 267   in
 268   let all_constants =
 269     let hyp_and_sug =
 270       Constr.UriManagerSet.union
 271         (signature_of_hypothesis context)
 272         sig_constants
 273     in
 274     let main =
 275       match main with
 276       | None -> Constr.UriManagerSet.empty
 277       | Some (main,_) ->
 278           let ty, _ =
 279             CicTypeChecker.type_of_aux'
 280               metasenv context (CicUtil.term_of_uri main) CicUniv.empty_ugraph
 281           in
 282           Constr.constants_of ty
 283     in
 284     Constr.UriManagerSet.union main hyp_and_sug
 285   in
 286 (* Constr.UriManagerSet.iter debug_print hyp_constants; *)
 287   let all_constants_closed = close_with_types all_constants metasenv context in
 288   let other_constants =
 289     Constr.UriManagerSet.diff all_constants_closed types_constants
 290   in
 291   debug_print "all_constants_closed";
 292   Constr.UriManagerSet.iter debug_print all_constants_closed;
 293   debug_print "other_constants";
 294   Constr.UriManagerSet.iter debug_print other_constants;
 295   let uris =
 296     let pow = 2 ** (Constr.UriManagerSet.cardinal other_constants) in
 297     if ((List.length uris < pow) or (pow <= 0))
 298     then begin
 299       debug_print "MetadataQuery: large sig, falling back to old method";
 300       filter_uris_forward ~dbd (main, other_constants) uris
 301     end else
 302       filter_uris_backward ~dbd ~facts (main, other_constants) uris
 303   in
 304   let rec aux = function
 305     | [] -> []
 306     | uri :: tl ->
 307         (let status' =
 308             try
 309               let (subst,(proof, goal_list)) =
 310                   (* debug_print ("STO APPLICANDO" ^ uri); *)
 311                   PrimitiveTactics.apply_tac_verbose
 312                     ~term:(CicUtil.term_of_uri uri)
 313                   status
 314               in
 315               let goal_list =
 316                 List.stable_sort (compare_goal_list proof) goal_list
 317               in
 318               Some (uri, (subst,(proof, goal_list)))
 319             with ProofEngineTypes.Fail _ -> None
 320           in
 321           match status' with
 322           | None -> aux tl
 323           | Some status' -> status' :: aux tl)
 324   in
 325   List.stable_sort
 326     (fun (_,(_, (_, goals1))) (_,(_, (_, goals2))) ->
 327       Pervasives.compare (List.length goals1) (List.length goals2))
 328     (aux uris)
 329
 330 let elim ~dbd uri =
 331   let constraints =
 332     [`Rel [`MainConclusion None];
 333      `Sort (Cic.Prop,[`MainHypothesis (Some (MetadataTypes.Ge 1))]);
 334      `Obj (uri,[`MainHypothesis (Some (MetadataTypes.Eq 0))]);
 335      `Obj (uri,[`InHypothesis]);
 336     ]
 337   in
 338   MetadataConstraints.at_least ~rating:`Hits ~dbd constraints
 339
 340
 341 let fill_with_dummy_constants t =
 342   let rec aux i types =
 343     function
 344         Cic.Lambda (n,s,t) ->
 345           let dummy_uri =
 346             UriManager.uri_of_string ("cic:/dummy_"^(string_of_int i)) in
 347             (aux (i+1) (s::types)
 348                (CicSubstitution.subst (Cic.Const(dummy_uri,[])) t))
 349       | t -> t,types
 350   in
 351   let t,types = aux 0 [] t in
 352   t, List.rev types
 353
 354 let instance ~dbd t =
 355   let t',types = fill_with_dummy_constants t in
 356   let metadata = MetadataExtractor.compute ~body:None ~ty:t' in
 357 (*   List.iter
 358     (fun x ->
 359        debug_print
 360          (MetadataPp.pp_constr (MetadataTypes.constr_of_metadata x)))
 361     metadata; *)
 362   let no_concl = MetadataDb.count_distinct `Conclusion metadata in
 363   let no_hyp = MetadataDb.count_distinct `Hypothesis metadata in
 364   let no_full = MetadataDb.count_distinct `Statement metadata in
 365   let is_dummy = function
 366     | `Obj(s, _) -> (String.sub (UriManager.string_of_uri s) 0 10) <> "cic:/dummy"
 367           | _ -> true
 368   in
 369   let rec look_for_dummy_main = function
 370           | [] -> None
 371     | `Obj(s,`MainConclusion (Some (MetadataTypes.Eq d)))::_
 372       when (String.sub (UriManager.string_of_uri s) 0 10 = "cic:/dummy") ->
 373       let s = UriManager.string_of_uri s in
 374       let len = String.length s in
 375             let dummy_index = int_of_string (String.sub s 11 (len-11)) in
 376       let dummy_type = List.nth types dummy_index in
 377       Some (d,dummy_type)
 378     | _::l -> look_for_dummy_main l
 379   in
 380   match (look_for_dummy_main metadata) with
 381     | None->
 382 (*         debug_print "Caso None"; *)
 383         (* no dummy in main position *)
 384         let metadata = List.filter is_dummy metadata in
 385         let constraints = List.map MetadataTypes.constr_of_metadata metadata in
 386         let concl_card = Some (MetadataConstraints.Eq no_concl) in
 387         let full_card = Some (MetadataConstraints.Eq no_full) in
 388         let diff = Some (MetadataConstraints.Eq (no_hyp - no_concl)) in
 389           Constr.at_least ~dbd ?concl_card ?full_card ?diff constraints
 390     | Some (depth, dummy_type) ->
 391 (*         debug_print
 392           (sprintf "Caso Some %d %s" depth (CicPp.ppterm dummy_type)); *)
 393         (* a dummy in main position *)
 394         let metadata_for_dummy_type =
 395           MetadataExtractor.compute ~body:None ~ty:dummy_type in
 396         (* Let us skip this for the moment
 397            let main_of_dummy_type =
 398            look_for_dummy_main metadata_for_dummy_type in *)
 399         let metadata = List.filter is_dummy metadata in
 400         let constraints = List.map MetadataTypes.constr_of_metadata metadata in
 401         let metadata_for_dummy_type =
 402           List.filter is_dummy metadata_for_dummy_type in
 403         let metadata_for_dummy_type, depth' =
 404           (* depth' = the depth of the A -> A -> Prop *)
 405           List.fold_left (fun (acc,dep) c ->
 406             match c with
 407             | `Sort (s,`MainConclusion (Some (MetadataTypes.Eq i))) ->
 408                 (`Sort (s,`MainConclusion (Some (MetadataTypes.Ge i))))::acc, i
 409             | `Obj  (s,`MainConclusion (Some (MetadataTypes.Eq i))) ->
 410                 (`Obj (s,`MainConclusion (Some (MetadataTypes.Ge i))))::acc, i
 411             | `Rel  (`MainConclusion (Some (MetadataTypes.Eq i))) ->
 412                 (`Rel (`MainConclusion (Some (MetadataTypes.Ge i))))::acc, i
 413             | _ -> (c::acc,dep)) ([],0) metadata_for_dummy_type
 414         in
 415         let constraints_for_dummy_type =
 416            List.map MetadataTypes.constr_of_metadata metadata_for_dummy_type in
 417         (* start with the dummy constant in main conlusion *)
 418         let from = ["refObj as table0"] in
 419         let where =
 420           [sprintf "table0.h_position = \"%s\"" MetadataTypes.mainconcl_pos;
 421                  sprintf "table0.h_depth >= %d" depth] in
 422         let (n,from,where) =
 423           List.fold_left
 424             (MetadataConstraints.add_constraint ~start:2)
 425             (2,from,where) constraints in
 426         let concl_card = Some (MetadataConstraints.Eq no_concl) in
 427         let full_card = Some (MetadataConstraints.Eq no_full) in
 428         let diff = Some (MetadataConstraints.Eq (no_hyp - no_concl)) in
 429         let (n,from,where) =
 430           MetadataConstraints.add_all_constr
 431             (n,from,where) concl_card full_card diff in
 432               (* join with the constraints over the type of the constant *)
 433         let where =
 434           (sprintf "table0.h_occurrence = table%d.source" n)::where in
 435         let where =
 436           sprintf "table0.h_depth - table%d.h_depth = %d"
 437             n (depth - depth')::where
 438         in
 439         let (m,from,where) =
 440           List.fold_left
 441             (MetadataConstraints.add_constraint ~start:n)
 442             (n,from,where) constraints_for_dummy_type in
 443         Constr.exec ~dbd (m,from,where)
 444
 445 (* fwd_simpl ****************************************************************)
 446
 447 let rec map_filter f n = function
 448    | []       -> []
 449    | hd :: tl ->
 450       match f n hd with
 451          | None    -> map_filter f (succ n) tl
 452          | Some hd -> hd :: map_filter f (succ n) tl
 453
 454 let get_uri t =
 455    let aux = function
 456       | Cic.Appl (hd :: tl) -> Some (CicUtil.uri_of_term hd, tl)
 457       | hd                  -> Some (CicUtil.uri_of_term hd, [])
 458    in
 459    try aux t with
 460       | Invalid_argument "uri_of_term" -> None
 461
 462 let get_metadata t =
 463    let f n t =
 464       match get_uri t with
 465          | None          -> None
 466          | Some (uri, _) -> Some (n, uri)
 467    in
 468    match get_uri t with
 469       | None             -> None
 470       | Some (uri, args) -> Some (uri, map_filter f 1 args)
 471
 472 let debug_metadata = function
 473    | None                 -> ()
 474    | Some (outer, inners) ->
 475       let f (n, uri) = Printf.eprintf "%s: %i %s\n" "fwd" n uri in
 476       Printf.eprintf "\n%s: %s\n" "fwd" outer;
 477       List.iter f inners; prerr_newline ()
 478
 479 let fwd_simpl ~dbd t =
 480    let map inners row =
 481       match row.(0), row.(1), row.(2) with
 482          | Some source, Some inner, Some index ->
 483             source,
 484              List.mem
 485               (int_of_string index, (UriManager.uri_of_string inner)) inners
 486          | _                                   -> "", false
 487    in
 488    let rec rank ranks (source, ok) =
 489       match ranks, ok with
 490          | [], false                               -> [source, 0]
 491          | [], true                                -> [source, 1]
 492          | (uri, i) :: tl, false when uri = source -> (uri, 0) :: tl
 493          | (uri, 0) :: tl, true when uri = source  -> (uri, 0) :: tl
 494          | (uri, i) :: tl, true when uri = source  -> (uri, succ i) :: tl
 495          | hd :: tl, _ -> hd :: rank tl (source, ok)
 496    in
 497    let compare (_, x) (_, y) = compare x y in
 498    let filter n (uri, rank) =
 499       if rank > 0 then Some (UriManager.uri_of_string uri) else None
 500    in
 501    match get_metadata t with
 502       | None                 -> []
 503       | Some (outer, inners) ->
 504          let select = "source, h_inner, h_index" in
 505          let from = "genLemma" in
 506          let where =
 507           Printf.sprintf "h_outer = \"%s\""
 508            (Mysql.escape (UriManager.string_of_uri outer)) in
 509          let query = Printf.sprintf "SELECT %s FROM %s WHERE %s" select from where in
 510          let result = Mysql.exec dbd query in
 511          let lemmas = Mysql.map result ~f:(map inners) in
 512          let ranked = List.fold_left rank [] lemmas in
 513          let ordered = List.rev (List.fast_sort compare ranked) in
 514          map_filter filter 0 ordered