helm/software/components/acic_content/termAcicContent.ml

   1 (* Copyright (C) 2005, 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 (* $Id$ *)
  27
  28 open Printf
  29
  30 module Ast = CicNotationPt
  31 module Obj = LibraryObjects
  32
  33 let debug = false
  34 let debug_print s = if debug then prerr_endline (Lazy.force s) else ()
  35
  36 type interpretation_id = int
  37
  38 let idref id t = Ast.AttributedTerm (`IdRef id, t)
  39
  40 type term_info =
  41   { sort: (Cic.id, Ast.sort_kind) Hashtbl.t;
  42     uri: (Cic.id, UriManager.uri) Hashtbl.t;
  43   }
  44
  45 let get_types uri =
  46   let o,_ = CicEnvironment.get_obj CicUniv.oblivion_ugraph uri in
  47     match o with
  48       | Cic.InductiveDefinition (l,_,lpsno,_) -> l, lpsno
  49       | _ -> assert false
  50
  51 let name_of_inductive_type uri i =
  52   let types, _ = get_types uri in
  53   let (name, _, _, _) = try List.nth types i with Not_found -> assert false in
  54   name
  55
  56   (* returns <name, type> pairs *)
  57 let constructors_of_inductive_type uri i =
  58   let types, _ = get_types uri in
  59   let (_, _, _, constructors) =
  60     try List.nth types i with Not_found -> assert false
  61   in
  62   constructors
  63
  64   (* returns name only *)
  65 let constructor_of_inductive_type uri i j =
  66   (try
  67     fst (List.nth (constructors_of_inductive_type uri i) (j-1))
  68   with Not_found -> assert false)
  69
  70   (* returns the number of left parameters *)
  71 let left_params_no_of_inductive_type uri =
  72    snd (get_types uri)
  73
  74 let destroy_nat annterm =
  75   let is_zero = function
  76     | Cic.AMutConstruct (_, uri, 0, 1, _) when Obj.is_nat_URI uri -> true
  77     | _ -> false
  78   in
  79   let is_succ = function
  80     | Cic.AMutConstruct (_, uri, 0, 2, _) when Obj.is_nat_URI uri -> true
  81     | _ -> false
  82   in
  83   let rec aux acc = function
  84     | Cic.AAppl (_, [he ; tl]) when is_succ he -> aux (acc + 1) tl
  85     | t when is_zero t -> Some acc
  86     | _ -> None in
  87   aux 0 annterm
  88
  89 let ast_of_acic0 ~output_type term_info acic k =
  90   let k = k term_info in
  91   let id_to_uris = term_info.uri in
  92   let register_uri id uri = Hashtbl.add id_to_uris id uri in
  93   let sort_of_id id =
  94     try
  95       Hashtbl.find term_info.sort id
  96     with Not_found ->
  97       prerr_endline (sprintf "warning: sort of id %s not found, using Type" id);
  98       `Type (CicUniv.fresh ())
  99   in
 100   let aux_substs substs =
 101     Some
 102       (List.map
 103         (fun (uri, annterm) -> (UriManager.name_of_uri uri, k annterm))
 104         substs)
 105   in
 106   let aux_context context =
 107     List.map
 108       (function
 109         | None -> None
 110         | Some annterm -> Some (k annterm))
 111       context
 112   in
 113   let aux = function
 114     | Cic.ARel (id,_,_,b) -> idref id (Ast.Ident (b, None))
 115     | Cic.AVar (id,uri,substs) ->
 116         register_uri id uri;
 117         idref id (Ast.Ident (UriManager.name_of_uri uri, aux_substs substs))
 118     | Cic.AMeta (id,n,l) -> idref id (Ast.Meta (n, aux_context l))
 119     | Cic.ASort (id,Cic.Prop) -> idref id (Ast.Sort `Prop)
 120     | Cic.ASort (id,Cic.Set) -> idref id (Ast.Sort `Set)
 121     | Cic.ASort (id,Cic.Type u) -> idref id (Ast.Sort (`Type u))
 122     | Cic.ASort (id,Cic.CProp u) -> idref id (Ast.Sort (`CProp u))
 123     | Cic.AImplicit (id, Some `Hole) -> idref id Ast.UserInput
 124     | Cic.AImplicit (id, _) -> idref id (Ast.Implicit `JustOne)
 125     | Cic.AProd (id,n,s,t) ->
 126         let binder_kind =
 127           match sort_of_id id with
 128           | `Set | `Type _ | `NType _ -> `Pi
 129           | `Prop | `CProp _ | `NCProp _ -> `Forall
 130         in
 131         idref id (Ast.Binder (binder_kind,
 132           (CicNotationUtil.name_of_cic_name n, Some (k s)), k t))
 133     | Cic.ACast (id,v,t) -> idref id (Ast.Cast (k v, k t))
 134     | Cic.ALambda (id,n,s,t) ->
 135         idref id (Ast.Binder (`Lambda,
 136           (CicNotationUtil.name_of_cic_name n, Some (k s)), k t))
 137     | Cic.ALetIn (id,n,s,ty,t) ->
 138         idref id (Ast.LetIn ((CicNotationUtil.name_of_cic_name n, Some (k ty)),
 139           k s, k t))
 140     | Cic.AAppl (aid,(Cic.AConst _ as he::tl as args))
 141     | Cic.AAppl (aid,(Cic.AMutInd _ as he::tl as args))
 142     | Cic.AAppl (aid,(Cic.AMutConstruct _ as he::tl as args)) as t ->
 143        (match destroy_nat t with
 144        | Some n -> idref aid (Ast.Num (string_of_int n, -1))
 145        | None ->
 146            let deannot_he = Deannotate.deannotate_term he in
 147            let coercion_info = CoercDb.is_a_coercion deannot_he in
 148            if coercion_info <> None && !Acic2content.hide_coercions then
 149              match coercion_info with
 150              | None -> assert false
 151              | Some (_,_,_,sats,cpos) ->
 152                  if cpos < List.length tl then
 153                    let _,rest =
 154                      try HExtlib.split_nth (cpos+sats+1) tl with Failure _ -> [],[]
 155                    in
 156                    if rest = [] then
 157                      idref aid (k (List.nth tl cpos))
 158                    else
 159                      idref aid (Ast.Appl (List.map k (List.nth tl cpos::rest)))
 160                  else
 161                    idref aid (Ast.Appl (List.map k args))
 162            else
 163              idref aid (Ast.Appl (List.map k args)))
 164     | Cic.AAppl (aid,args) ->
 165         idref aid (Ast.Appl (List.map k args))
 166     | Cic.AConst (id,uri,substs) ->
 167         register_uri id uri;
 168         idref id (Ast.Ident (UriManager.name_of_uri uri, aux_substs substs))
 169     | Cic.AMutInd (id,uri,i,substs) ->
 170         let name = name_of_inductive_type uri i in
 171         let uri_str = UriManager.string_of_uri uri in
 172         let puri_str = sprintf "%s#xpointer(1/%d)" uri_str (i+1) in
 173         register_uri id (UriManager.uri_of_string puri_str);
 174         idref id (Ast.Ident (name, aux_substs substs))
 175     | Cic.AMutConstruct (id,uri,i,j,substs) ->
 176         let name = constructor_of_inductive_type uri i j in
 177         let uri_str = UriManager.string_of_uri uri in
 178         let puri_str = sprintf "%s#xpointer(1/%d/%d)" uri_str (i + 1) j in
 179         register_uri id (UriManager.uri_of_string puri_str);
 180         idref id (Ast.Ident (name, aux_substs substs))
 181     | Cic.AMutCase (id,uri,typeno,ty,te,patterns) ->
 182         let name = name_of_inductive_type uri typeno in
 183         let uri_str = UriManager.string_of_uri uri in
 184         let puri_str = sprintf "%s#xpointer(1/%d)" uri_str (typeno+1) in
 185         let ctor_puri j =
 186           UriManager.uri_of_string
 187             (sprintf "%s#xpointer(1/%d/%d)" uri_str (typeno+1) j)
 188         in
 189         let case_indty = name, Some (UriManager.uri_of_string puri_str) in
 190         let constructors = constructors_of_inductive_type uri typeno in
 191         let lpsno = left_params_no_of_inductive_type uri in
 192         let rec eat_branch n ty pat =
 193           match (ty, pat) with
 194           | Cic.Prod (_, _, t), _ when n > 0 -> eat_branch (pred n) t pat
 195           | Cic.Prod (_, _, t), Cic.ALambda (_, name, s, t') ->
 196               let (cv, rhs) = eat_branch 0 t t' in
 197               (CicNotationUtil.name_of_cic_name name, Some (k s)) :: cv, rhs
 198           | _, _ -> [], k pat
 199         in
 200         let j = ref 0 in
 201         let patterns =
 202           try
 203             List.map2
 204               (fun (name, ty) pat ->
 205                 incr j;
 206                 let name,(capture_variables,rhs) =
 207                  match output_type with
 208                     `Term -> name, eat_branch lpsno ty pat
 209                   | `Pattern -> "_", ([], k pat)
 210                 in
 211                  Ast.Pattern (name, Some (ctor_puri !j), capture_variables), rhs
 212               ) constructors patterns
 213           with Invalid_argument _ -> assert false
 214         in
 215         let indty =
 216          match output_type with
 217             `Pattern -> None
 218           | `Term -> Some case_indty
 219         in
 220         idref id (Ast.Case (k te, indty, Some (k ty), patterns))
 221     | Cic.AFix (id, no, funs) ->
 222         let defs =
 223           List.map
 224             (fun (_, n, decr_idx, ty, bo) ->
 225               let params,bo =
 226                let rec aux =
 227                 function
 228                    Cic.ALambda (_,name,so,ta) ->
 229                     let params,rest = aux ta in
 230                      (CicNotationUtil.name_of_cic_name name,Some (k so))::
 231                       params, rest
 232                  | t -> [],t
 233                in
 234                 aux bo
 235               in
 236               let ty =
 237                let rec eat_pis =
 238                 function
 239                    0,ty -> ty
 240                  | n,Cic.AProd (_,_,_,ta) -> eat_pis (n - 1,ta)
 241                  | n,ty ->
 242                     (* I should do a whd here, but I have no context *)
 243                     assert false
 244                in
 245                 eat_pis ((List.length params),ty)
 246               in
 247                (params,(Ast.Ident (n, None), Some (k ty)), k bo, decr_idx))
 248             funs
 249         in
 250         let name =
 251           try
 252             (match List.nth defs no with
 253             | _, (Ast.Ident (n, _), _), _, _ when n <> "_" -> n
 254             | _ -> assert false)
 255           with Not_found -> assert false
 256         in
 257          idref id (Ast.LetRec (`Inductive, defs, Ast.Ident (name, None)))
 258     | Cic.ACoFix (id, no, funs) ->
 259         let defs =
 260           List.map
 261             (fun (_, n, ty, bo) ->
 262               let params,bo =
 263                let rec aux =
 264                 function
 265                    Cic.ALambda (_,name,so,ta) ->
 266                     let params,rest = aux ta in
 267                      (CicNotationUtil.name_of_cic_name name,Some (k so))::
 268                       params, rest
 269                  | t -> [],t
 270                in
 271                 aux bo
 272               in
 273               let ty =
 274                let rec eat_pis =
 275                 function
 276                    0,ty -> ty
 277                  | n,Cic.AProd (_,_,_,ta) -> eat_pis (n - 1,ta)
 278                  | n,ty ->
 279                     (* I should do a whd here, but I have no context *)
 280                     assert false
 281                in
 282                 eat_pis ((List.length params),ty)
 283               in
 284                (params,(Ast.Ident (n, None), Some (k ty)), k bo, 0))
 285             funs
 286         in
 287         let name =
 288           try
 289             (match List.nth defs no with
 290             | _, (Ast.Ident (n, _), _), _, _ when n <> "_" -> n
 291             | _ -> assert false)
 292           with Not_found -> assert false
 293         in
 294         idref id (Ast.LetRec (`CoInductive, defs, Ast.Ident (name, None)))
 295   in
 296   aux acic
 297
 298   (* persistent state *)
 299
 300 let initial_level2_patterns32 () = Hashtbl.create 211
 301 let initial_interpretations () = Hashtbl.create 211
 302
 303 let level2_patterns32 = ref (initial_level2_patterns32 ())
 304 (* symb -> id list ref *)
 305 let interpretations = ref (initial_interpretations ())
 306 let compiled32 = ref None
 307 let pattern32_matrix = ref []
 308 let counter = ref ~-1
 309 let find_level2_patterns32 pid = Hashtbl.find !level2_patterns32 pid;;
 310
 311 let stack = ref []
 312
 313 let push () =
 314  stack := (!counter,!level2_patterns32,!interpretations,!compiled32,!pattern32_matrix)::!stack;
 315  counter := ~-1;
 316  level2_patterns32 := initial_level2_patterns32 ();
 317  interpretations := initial_interpretations ();
 318  compiled32 := None;
 319  pattern32_matrix := []
 320 ;;
 321
 322 let pop () =
 323  match !stack with
 324     [] -> assert false
 325   | (ocounter,olevel2_patterns32,ointerpretations,ocompiled32,opattern32_matrix)::old ->
 326    stack := old;
 327    counter := ocounter;
 328    level2_patterns32 := olevel2_patterns32;
 329    interpretations := ointerpretations;
 330    compiled32 := ocompiled32;
 331    pattern32_matrix := opattern32_matrix
 332 ;;
 333
 334 let get_compiled32 () =
 335   match !compiled32 with
 336   | None -> assert false
 337   | Some f -> Lazy.force f
 338
 339 let set_compiled32 f = compiled32 := Some f
 340
 341 let add_idrefs =
 342   List.fold_right (fun idref t -> Ast.AttributedTerm (`IdRef idref, t))
 343
 344 let instantiate32 term_info idrefs env symbol args =
 345   let rec instantiate_arg = function
 346     | Ast.IdentArg (n, name) ->
 347         let t =
 348           try List.assoc name env
 349           with Not_found -> prerr_endline ("name not found in env: "^name);
 350                             assert false
 351         in
 352         let rec count_lambda = function
 353           | Ast.AttributedTerm (_, t) -> count_lambda t
 354           | Ast.Binder (`Lambda, _, body) -> 1 + count_lambda body
 355           | _ -> 0
 356         in
 357         let rec add_lambda t n =
 358           if n > 0 then
 359             let name = CicNotationUtil.fresh_name () in
 360             Ast.Binder (`Lambda, (Ast.Ident (name, None), None),
 361               Ast.Appl [add_lambda t (n - 1); Ast.Ident (name, None)])
 362           else
 363             t
 364         in
 365         add_lambda t (n - count_lambda t)
 366   in
 367   let head =
 368     let symbol = Ast.Symbol (symbol, 0) in
 369     add_idrefs idrefs symbol
 370   in
 371   if args = [] then head
 372   else Ast.Appl (head :: List.map instantiate_arg args)
 373
 374 let rec ast_of_acic1 ~output_type term_info annterm =
 375   let id_to_uris = term_info.uri in
 376   let register_uri id uri = Hashtbl.add id_to_uris id uri in
 377   match (get_compiled32 ()) annterm with
 378   | None ->
 379      ast_of_acic0 ~output_type term_info annterm (ast_of_acic1 ~output_type)
 380   | Some (env, ctors, pid) ->
 381       let idrefs =
 382         List.map
 383           (fun annterm ->
 384             let idref = CicUtil.id_of_annterm annterm in
 385             (try
 386               register_uri idref
 387                 (CicUtil.uri_of_term (Deannotate.deannotate_term annterm))
 388             with Invalid_argument _ -> ());
 389             idref)
 390           ctors
 391       in
 392       let env' =
 393        List.map
 394         (fun (name, term) -> name, ast_of_acic1 ~output_type term_info term) env
 395       in
 396       let _, symbol, args, _ =
 397         try
 398           find_level2_patterns32 pid
 399         with Not_found -> assert false
 400       in
 401       let ast = instantiate32 term_info idrefs env' symbol args in
 402       Ast.AttributedTerm (`IdRef (CicUtil.id_of_annterm annterm), ast)
 403
 404 let load_patterns32s =
 405  let load_patterns32 t =
 406   let t =
 407     HExtlib.filter_map (function (true, ap, id) -> Some (ap, id) | _ -> None) t
 408   in
 409    set_compiled32 (lazy (Acic2astMatcher.Matcher32.compiler t))
 410  in
 411   ref [load_patterns32]
 412 ;;
 413
 414 let add_load_patterns32 f = load_patterns32s := f :: !load_patterns32s;;
 415
 416 let ast_of_acic ~output_type id_to_sort annterm =
 417   debug_print (lazy ("ast_of_acic <- "
 418     ^ CicPp.ppterm (Deannotate.deannotate_term annterm)));
 419   let term_info = { sort = id_to_sort; uri = Hashtbl.create 211 } in
 420   let ast = ast_of_acic1 ~output_type term_info annterm in
 421   debug_print (lazy ("ast_of_acic -> " ^ CicNotationPp.pp_term ast));
 422   ast, term_info.uri
 423
 424 let fresh_id =
 425   fun () ->
 426     incr counter;
 427     !counter
 428
 429 let add_interpretation dsc (symbol, args) appl_pattern =
 430   let id = fresh_id () in
 431   Hashtbl.add !level2_patterns32 id (dsc, symbol, args, appl_pattern);
 432   pattern32_matrix := (true, appl_pattern, id) :: !pattern32_matrix;
 433   List.iter (fun f -> f !pattern32_matrix) !load_patterns32s;
 434   (try
 435     let ids = Hashtbl.find !interpretations symbol in
 436     ids := id :: !ids
 437   with Not_found -> Hashtbl.add !interpretations symbol (ref [id]));
 438   id
 439
 440 let get_all_interpretations () =
 441   List.map
 442     (function (_, _, id) ->
 443       let (dsc, _, _, _) =
 444         try
 445           Hashtbl.find !level2_patterns32 id
 446         with Not_found -> assert false
 447       in
 448       (id, dsc))
 449     !pattern32_matrix
 450
 451 let get_active_interpretations () =
 452   HExtlib.filter_map (function (true, _, id) -> Some id | _ -> None)
 453     !pattern32_matrix
 454
 455 let set_active_interpretations ids =
 456   let pattern32_matrix' =
 457     List.map
 458       (function
 459         | (_, ap, id) when List.mem id ids -> (true, ap, id)
 460         | (_, ap, id) -> (false, ap, id))
 461       !pattern32_matrix
 462   in
 463   pattern32_matrix := pattern32_matrix';
 464   List.iter (fun f -> f !pattern32_matrix) !load_patterns32s
 465
 466 exception Interpretation_not_found
 467
 468 let lookup_interpretations ?(sorted=true) symbol =
 469   try
 470     let raw =
 471       List.map (
 472         fun id ->
 473           let (dsc, _, args, appl_pattern) =
 474             try
 475               Hashtbl.find !level2_patterns32 id
 476             with Not_found -> assert false
 477           in
 478           dsc, args, appl_pattern
 479       )
 480       !(Hashtbl.find !interpretations symbol)
 481     in
 482     if sorted then HExtlib.list_uniq (List.sort Pervasives.compare raw)
 483               else raw
 484   with Not_found -> raise Interpretation_not_found
 485
 486 let remove_interpretation id =
 487   (try
 488     let dsc, symbol, _, _ = Hashtbl.find !level2_patterns32 id in
 489     let ids = Hashtbl.find !interpretations symbol in
 490     ids := List.filter ((<>) id) !ids;
 491     Hashtbl.remove !level2_patterns32 id;
 492   with Not_found -> raise Interpretation_not_found);
 493   pattern32_matrix :=
 494     List.filter (fun (_, _, id') -> id <> id') !pattern32_matrix;
 495   List.iter (fun f -> f !pattern32_matrix) !load_patterns32s
 496
 497 let init () = List.iter (fun f -> f []) !load_patterns32s
 498
 499 let instantiate_appl_pattern
 500   ~mk_appl ~mk_implicit ~term_of_uri ~term_of_nref env appl_pattern
 501 =
 502   let lookup name =
 503     try List.assoc name env
 504     with Not_found ->
 505       prerr_endline (sprintf "Name %s not found" name);
 506       assert false
 507   in
 508   let rec aux = function
 509     | Ast.UriPattern uri -> term_of_uri uri
 510     | Ast.NRefPattern nref -> term_of_nref nref
 511     | Ast.ImplicitPattern -> mk_implicit false
 512     | Ast.VarPattern name -> lookup name
 513     | Ast.ApplPattern terms -> mk_appl (List.map aux terms)
 514   in
 515   aux appl_pattern
 516