matita/components/ng_paramodulation/superposition.ml

   1 (*
   2     ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
   3     ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science
   4     ||T||  Department, University of Bologna, Italy.
   5     ||I||
   6     ||T||  HELM is free software; you can redistribute it and/or
   7     ||A||  modify it under the terms of the GNU General Public License
   8     \   /  version 2 or (at your option) any later version.
   9      \ /   This software is distributed as is, NO WARRANTY.
  10       V_______________________________________________________________ *)
  11
  12 (* $Id: index.mli 9822 2009-06-03 15:37:06Z tassi $ *)
  13
  14 module Superposition (B : Orderings.Blob) =
  15   struct
  16     module IDX = Index.Index(B)
  17     module Unif = FoUnif.Founif(B)
  18     module Subst = FoSubst
  19     module Order = B
  20     module Utils = FoUtils.Utils(B)
  21     module Pp = Pp.Pp(B)
  22
  23     exception Success of
  24       B.t Terms.bag
  25       * int
  26       * B.t Terms.unit_clause
  27       * B.t Terms.substitution
  28
  29     let print s = prerr_endline (Lazy.force s);;
  30     let debug _ = ();;
  31     let enable = true;;
  32
  33     let rec list_first f = function
  34       | [] -> None
  35       | x::tl -> match f x with Some _ as x -> x | _ -> list_first f tl
  36     ;;
  37
  38     let first_position pos ctx t f =
  39       let inject_pos pos ctx = function
  40         | None -> None
  41         | Some (a,b,c,d) -> Some(ctx a,b,c,d,pos)
  42       in
  43       let rec aux pos ctx = function
  44       | Terms.Leaf _ as t -> inject_pos pos ctx (f t)
  45       | Terms.Var _ -> None
  46       | Terms.Node l as t->
  47           match f t with
  48           | Some _ as x -> inject_pos pos ctx x
  49           | None ->
  50               let rec first pre post = function
  51                 | [] -> None
  52                 | t :: tl ->
  53                      let newctx = fun x -> ctx (Terms.Node (pre@[x]@post)) in
  54                      match aux (List.length pre :: pos) newctx t with
  55                      | Some _ as x -> x
  56                      | None ->
  57                          if post = [] then None (* tl is also empty *)
  58                          else first (pre @ [t]) (List.tl post) tl
  59               in
  60                 first [] (List.tl l) l
  61       in
  62         aux pos ctx t
  63     ;;
  64
  65     let all_positions pos ctx t f =
  66       let rec aux pos ctx = function
  67       | Terms.Leaf _ as t -> f t pos ctx
  68       | Terms.Var _ -> []
  69       | Terms.Node l as t->
  70           let acc, _, _ =
  71             List.fold_left
  72             (fun (acc,pre,post) t -> (* Invariant: pre @ [t] @ post = l *)
  73                 let newctx = fun x -> ctx (Terms.Node (pre@[x]@post)) in
  74                 let acc = aux (List.length pre :: pos) newctx t @ acc in
  75                 if post = [] then acc, l, []
  76                 else acc, pre @ [t], List.tl post)
  77              (f t pos ctx, [], List.tl l) l
  78           in
  79            acc
  80       in
  81         aux pos ctx t
  82     ;;
  83
  84     let parallel_positions bag pos ctx id t f =
  85       let rec aux bag pos ctx id = function
  86       | Terms.Leaf _ as t -> f bag t pos ctx id
  87       | Terms.Var _ as t -> bag,t,id
  88       | Terms.Node (hd::l) as t->
  89           let bag,t,id1 = f bag t pos ctx id in
  90             if id = id1 then
  91               let bag, l, _, id =
  92                 List.fold_left
  93                   (fun (bag,pre,post,id) t ->
  94                      let newctx = fun x -> ctx (Terms.Node (pre@[x]@post)) in
  95                      let newpos = (List.length pre)::pos in
  96                      let bag,newt,id = aux bag newpos newctx id t in
  97                        if post = [] then bag, pre@[newt], [], id
  98                        else bag, pre @ [newt], List.tl post, id)
  99                   (bag, [hd], List.tl l, id) l
 100               in
 101                 bag, Terms.Node l, id
 102             else bag,t,id1
 103             (* else aux bag pos ctx id1 t *)
 104       | _ -> assert false
 105       in
 106         aux bag pos ctx id t
 107     ;;
 108
 109     let visit bag pos ctx id t f =
 110       let rec aux bag pos ctx id subst = function
 111       | Terms.Leaf _ as t ->
 112           let  bag,subst,t,id = f bag t pos ctx id in
 113            assert (subst=[]); bag,t,id
 114       | Terms.Var _ as t ->
 115           let t= Subst.apply_subst subst t in
 116             bag,t,id
 117       | Terms.Node (hd::l) ->
 118           let bag, l, _, id =
 119             List.fold_left
 120               (fun (bag,pre,post,id) t ->
 121                  let newctx = fun x -> ctx (Terms.Node (pre@[x]@post)) in
 122                  let newpos = (List.length pre)::pos in
 123                  let bag,newt,id = aux bag newpos newctx id subst t in
 124                    if post = [] then bag, pre@[newt], [], id
 125                    else bag, pre @ [newt], List.tl post, id)
 126               (bag, [hd], List.map (Subst.apply_subst subst) (List.tl l), id) l
 127           in
 128           let bag,subst,t,id1 = f bag (Terms.Node l) pos ctx id
 129           in
 130             if id1 = id then (assert (subst=[]); bag,t,id)
 131             else aux bag pos ctx id1 subst t
 132       | _ -> assert false
 133       in
 134         aux bag pos ctx id [] t
 135     ;;
 136
 137     let build_clause bag filter rule t subst id id2 pos dir =
 138       let proof = Terms.Step(rule,id,id2,dir,pos,subst) in
 139       let t = Subst.apply_subst subst t in
 140       if filter subst then
 141         let literal =
 142           match t with
 143           | Terms.Node [ Terms.Leaf eq ; ty; l; r ] when B.eq B.eqP eq ->
 144                let o = Order.compare_terms l r in
 145                (* CSC: to avoid equations of the form ? -> T that
 146                   can always be applied and that lead to type-checking errors *)
 147                (match l,r,o with
 148 (*
 149                    (Terms.Var _ | Terms.Node (Terms.Var _ ::_)),_,Terms.Gt
 150                  | _,(Terms.Var _ | Terms.Node (Terms.Var _ ::_)),Terms.Lt -> assert false
 151 *)
 152                  | (Terms.Var _ | Terms.Node (Terms.Var _ ::_)),_,(Terms.Incomparable | Terms.Invertible) ->
 153                     Terms.Equation (l, r, ty, Terms.Lt)
 154                  | _, (Terms.Var _ | Terms.Node (Terms.Var _ ::_)),(Terms.Incomparable | Terms.Invertible) ->
 155                     Terms.Equation (l, r, ty, Terms.Gt)
 156                  | _ -> Terms.Equation (l, r, ty, o))
 157           | t -> Terms.Predicate t
 158         in
 159         let bag, uc =
 160           Terms.add_to_bag (0, literal, Terms.vars_of_term t, proof) bag
 161         in
 162         Some (bag, uc)
 163       else
 164         ((*prerr_endline ("Filtering: " ^ Pp.pp_foterm t);*)None)
 165     ;;
 166     let prof_build_clause = HExtlib.profile ~enable "build_clause";;
 167     let build_clause bag filter rule t subst id id2 pos x =
 168       prof_build_clause.HExtlib.profile (build_clause bag filter rule t subst id id2 pos) x
 169     ;;
 170
 171
 172     (* ============ simplification ================= *)
 173     let prof_demod_u = HExtlib.profile ~enable "demod.unify";;
 174     let prof_demod_r = HExtlib.profile ~enable "demod.retrieve_generalizations";;
 175     let prof_demod_o = HExtlib.profile ~enable "demod.compare_terms";;
 176     let prof_demod_s = HExtlib.profile ~enable "demod.apply_subst";;
 177
 178     let demod table varlist subterm =
 179       let cands =
 180         prof_demod_r.HExtlib.profile
 181          (IDX.DT.retrieve_generalizations table) subterm
 182       in
 183       list_first
 184         (fun (dir, (id,lit,_vl,_)) ->
 185            match lit with
 186            | Terms.Predicate _ -> assert false
 187            | Terms.Equation (l,r,_,o) ->
 188                let side, newside = if dir=Terms.Left2Right then l,r else r,l in
 189                try
 190                  let subst =
 191                    prof_demod_u.HExtlib.profile
 192                      (Unif.unification (* (varlist@vl) *) varlist subterm) side
 193                  in
 194                  let side =
 195                    prof_demod_s.HExtlib.profile
 196                      (Subst.apply_subst subst) side
 197                  in
 198                  let newside =
 199                    prof_demod_s.HExtlib.profile
 200                      (Subst.apply_subst subst) newside
 201                  in
 202                  if o = Terms.Incomparable || o = Terms.Invertible then
 203                    let o =
 204                      prof_demod_o.HExtlib.profile
 205                       (Order.compare_terms newside) side in
 206                    (* Riazanov, pp. 45 (ii) *)
 207                    if o = Terms.Lt then
 208                      Some (newside, subst, id, dir)
 209                    else
 210                      ((*prerr_endline ("Filtering: " ^
 211                         Pp.pp_foterm side ^ " =(< || =)" ^
 212                         Pp.pp_foterm newside ^ " coming from " ^
 213                         Pp.pp_unit_clause uc );*)None)
 214                  else
 215                    Some (newside, subst, id, dir)
 216                with FoUnif.UnificationFailure _ -> None)
 217         (IDX.ClauseSet.elements cands)
 218     ;;
 219     let prof_demod = HExtlib.profile ~enable "demod";;
 220     let demod table varlist x =
 221       prof_demod.HExtlib.profile (demod table varlist) x
 222     ;;
 223
 224     let mydemod table varlist subterm =
 225       let cands =
 226         prof_demod_r.HExtlib.profile
 227          (IDX.DT.retrieve_generalizations table) subterm
 228       in
 229       list_first
 230         (fun (dir, ((id,lit,_vl,_) as c)) ->
 231            debug (lazy("candidate: "
 232                        ^ Pp.pp_unit_clause c));
 233            match lit with
 234            | Terms.Predicate _ -> assert false
 235            | Terms.Equation (l,r,_,o) ->
 236                let side, newside = if dir=Terms.Left2Right then l,r else r,l in
 237                try
 238                  let subst =
 239                    prof_demod_u.HExtlib.profile
 240                      (Unif.unification (* (varlist@vl) *) varlist subterm) side
 241                  in
 242                  let iside =
 243                    prof_demod_s.HExtlib.profile
 244                      (Subst.apply_subst subst) side
 245                  in
 246                  let inewside =
 247                    prof_demod_s.HExtlib.profile
 248                      (Subst.apply_subst subst) newside
 249                  in
 250                  if o = Terms.Incomparable || o = Terms.Invertible then
 251                    let o =
 252                      prof_demod_o.HExtlib.profile
 253                       (Order.compare_terms inewside) iside in
 254                    (* Riazanov, pp. 45 (ii) *)
 255                    if o = Terms.Lt then
 256                      Some (newside, subst, id, dir)
 257                    else
 258                      ((*prerr_endline ("Filtering: " ^
 259                         Pp.pp_foterm side ^ " =(< || =)" ^
 260                         Pp.pp_foterm newside ^ " coming from " ^
 261                         Pp.pp_unit_clause uc );*)
 262                        debug (lazy "not applied");None)
 263                  else
 264                    Some (newside, subst, id, dir)
 265                with FoUnif.UnificationFailure _ ->
 266                  debug (lazy "not applied"); None)
 267         (IDX.ClauseSet.elements cands)
 268     ;;
 269
 270     let ctx_demod table vl bag t pos ctx id =
 271       match mydemod table vl t with
 272         | None -> (bag,[],t,id)
 273         | Some (newside, subst, id2, dir) ->
 274             let inewside = Subst.apply_subst subst newside in
 275             match build_clause bag (fun _ -> true)
 276               Terms.Demodulation (ctx inewside) subst id id2 pos dir
 277             with
 278               | None -> assert false
 279               | Some (bag,(id,_,_,_)) ->
 280                     (bag,subst,newside,id)
 281     ;;
 282
 283     let demodulate bag (id, literal, vl, _pr) table =
 284       debug (lazy ("demodulate " ^ (string_of_int id)));
 285        match literal with
 286       | Terms.Predicate t -> (* assert false *)
 287           let bag,_,id1 =
 288             visit bag [] (fun x -> x) id t (ctx_demod table vl)
 289           in
 290           let cl,_,_ = Terms.get_from_bag id1 bag in
 291             bag,cl
 292       | Terms.Equation (l,r,ty,_) ->
 293           let bag,l,id1 =
 294             visit bag [2]
 295             (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; x; r ]) id l
 296             (ctx_demod table vl)
 297           in
 298           let bag,_,id2 =
 299             visit bag [3]
 300               (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; x ]) id1 r
 301               (ctx_demod table vl)
 302           in
 303           let cl,_,_ = Terms.get_from_bag id2 bag in
 304             bag,cl
 305     ;;
 306
 307     let parallel_demod table vl bag t pos ctx id =
 308       match demod table vl t with
 309         | None -> (bag,t,id)
 310         | Some (newside, subst, id2, dir) ->
 311             match build_clause bag (fun _ -> true)
 312               Terms.Demodulation (ctx newside) subst id id2 pos dir
 313             with
 314               | None -> assert false
 315               | Some (bag,(id,_,_,_)) ->
 316                     (bag,newside,id)
 317     ;;
 318
 319     let are_alpha_eq cl1 cl2 =
 320       let get_term (_,lit,_,_) =
 321         match lit with
 322           | Terms.Predicate _ -> assert false
 323           | Terms.Equation (l,r,ty,_) ->
 324               Terms.Node [Terms.Leaf B.eqP; ty; l ; r]
 325       in
 326         try ignore(Unif.alpha_eq (get_term cl1) (get_term cl2)) ; true
 327         with FoUnif.UnificationFailure _ -> false
 328     ;;
 329
 330     let prof_demodulate = HExtlib.profile ~enable "demodulate";;
 331     let demodulate bag clause x =
 332       prof_demodulate.HExtlib.profile (demodulate bag clause) x
 333     ;;
 334
 335     (* move away *)
 336     let is_identity_clause = function
 337       | _, Terms.Equation (_,_,_,Terms.Eq), _, _ -> true
 338       | _, Terms.Equation (_,_,_,_), _, _ -> false
 339       | _, Terms.Predicate _, _, _ -> assert false
 340     ;;
 341
 342     let is_identity_goal = function
 343       | _, Terms.Equation (_,_,_,Terms.Eq), _, _ -> Some []
 344       | _, Terms.Equation (l,r,_,_), _vl, _proof ->
 345           (try Some (Unif.unification (* vl *) [] l r)
 346            with FoUnif.UnificationFailure _ -> None)
 347       | _, Terms.Predicate _, _, _ -> assert false
 348     ;;
 349
 350     let build_new_clause_reloc bag maxvar filter rule t subst id id2 pos dir =
 351       let maxvar, _vl, subst = Utils.relocate maxvar (Terms.vars_of_term
 352       (Subst.apply_subst subst t)) subst in
 353       match build_clause bag filter rule t subst id id2 pos dir with
 354       | Some (bag, c) -> Some ((bag, maxvar), c), subst
 355       | None -> None,subst
 356     ;;
 357
 358     let build_new_clause bag maxvar filter rule t subst id id2 pos dir =
 359       fst (build_new_clause_reloc bag maxvar filter rule t
 360              subst id id2 pos dir)
 361     ;;
 362
 363     let prof_build_new_clause = HExtlib.profile ~enable "build_new_clause";;
 364     let build_new_clause bag maxvar filter rule t subst id id2 pos x =
 365       prof_build_new_clause.HExtlib.profile (build_new_clause bag maxvar filter
 366       rule t subst id id2 pos) x
 367     ;;
 368
 369     let fold_build_new_clause bag maxvar id rule filter res =
 370       let (bag, maxvar), res =
 371        HExtlib.filter_map_acc
 372          (fun (bag, maxvar) (t,subst,id2,pos,dir) ->
 373             build_new_clause bag maxvar filter rule t subst id id2 pos dir)
 374          (bag, maxvar) res
 375       in
 376        bag, maxvar, res
 377     ;;
 378
 379     (* rewrite_eq check if in table there an equation matching l=r;
 380        used in subsumption and deep_eq. In deep_eq, we need to match
 381        several times times w.r.t. the same table, hence we should refresh
 382        the retrieved clauses, to avoid clashes of variables *)
 383
 384     let rewrite_eq ~refresh ~unify maxvar l r ty vl table =
 385       let retrieve = if unify then IDX.DT.retrieve_unifiables
 386       else IDX.DT.retrieve_generalizations in
 387       let lcands = retrieve table l in
 388       let rcands = retrieve table r in
 389       let f b c =
 390         let id, dir, l, r, vl =
 391           match c with
 392             | (d, (id,Terms.Equation (l,r,_ty,_),vl,_))-> id, d, l, r, vl
 393             |_ -> assert false
 394         in
 395         let reverse = (dir = Terms.Left2Right) = b in
 396         let l, r, proof_rewrite_dir = if reverse then l,r,Terms.Left2Right
 397         else r,l, Terms.Right2Left in
 398           (id,proof_rewrite_dir,Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; r ], vl)
 399       in
 400       let cands1 = List.map (f true) (IDX.ClauseSet.elements lcands) in
 401       let cands2 = List.map (f false) (IDX.ClauseSet.elements rcands) in
 402       let t = Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; r ] in
 403       let locked_vars = if unify then [] else vl in
 404       let rec aux = function
 405         | [] -> None
 406         | (id2,dir,c,vl1)::tl ->
 407             try
 408               let c,maxvar = if refresh then
 409                 let maxvar,_,r = Utils.relocate maxvar vl1 [] in
 410                 Subst.apply_subst r c,maxvar
 411                 else c,maxvar in
 412               let subst = Unif.unification (* (vl@vl1) *) locked_vars c t in
 413               Some (id2, dir, subst, maxvar)
 414             with FoUnif.UnificationFailure _ -> aux tl
 415       in
 416         aux (cands1 @ cands2)
 417     ;;
 418
 419     let is_subsumed ~unify bag maxvar (id, lit, vl, _) table =
 420       match lit with
 421       | Terms.Predicate _ -> assert false
 422       | Terms.Equation (l,r,ty,_) ->
 423           match rewrite_eq ~refresh:false ~unify maxvar l r ty vl table with
 424             | None -> None
 425             | Some (id2, dir, subst, maxvar) ->
 426                 let id_t = Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; r; r ] in
 427                   build_new_clause bag maxvar (fun _ -> true)
 428                   Terms.Superposition id_t subst id id2 [2] dir
 429     ;;
 430     let prof_is_subsumed = HExtlib.profile ~enable "is_subsumed";;
 431     let is_subsumed ~unify bag maxvar c x =
 432       prof_is_subsumed.HExtlib.profile (is_subsumed ~unify bag maxvar c) x
 433     ;;
 434     (* id refers to a clause proving contextl l = contextr r *)
 435
 436     let rec deep_eq ~unify l r ty pos contextl contextr table acc =
 437       (* let _ = prerr_endline ("pos = " ^ String.concat ","
 438             (List.map string_of_int pos)) in *)
 439       match acc with
 440       | None -> None
 441       | Some(bag,maxvar,(id,lit,vl,p),subst) ->
 442           (* prerr_endline ("input subst = "^Pp.pp_substitution subst); *)
 443           (* prerr_endline ("l prima =" ^ Pp.pp_foterm l); *)
 444           (* prerr_endline ("r prima =" ^ Pp.pp_foterm r); *)
 445           let l = Subst.apply_subst subst l in
 446           let r = Subst.apply_subst subst r in
 447           (* prerr_endline ("l dopo =" ^ Pp.pp_foterm l); *)
 448           (* prerr_endline ("r dopo =" ^ Pp.pp_foterm r); *)
 449             try
 450               let subst1 = Unif.unification (* vl *) [] l r in
 451               let lit =
 452                 match lit with Terms.Predicate _ -> assert false
 453                   | Terms.Equation (l,r,ty,o) ->
 454                     let l = Subst.apply_subst subst1 l in
 455                     let r = Subst.apply_subst subst1 r in
 456                      Terms.Equation (l, r, ty, o)
 457               in
 458                 Some(bag,maxvar,(id,lit,vl,p),Subst.concat subst1 subst)
 459             with FoUnif.UnificationFailure _ ->
 460               match rewrite_eq ~refresh:true ~unify maxvar l r ty vl table with
 461               | Some (id2, dir, subst1, maxvar) ->
 462                   (* prerr_endline ("subst1 = "^Pp.pp_substitution subst1);
 463                     prerr_endline ("old subst = "^Pp.pp_substitution subst); *)
 464                   let newsubst = Subst.concat subst1 subst in
 465                   let id_t =
 466                     FoSubst.apply_subst newsubst
 467                       (Terms.Node[Terms.Leaf B.eqP;ty;contextl r;contextr r])
 468                   in
 469                   (match
 470                       build_new_clause_reloc bag maxvar (fun _ -> true)
 471                         Terms.Superposition id_t
 472                         subst1 id id2 (pos@[2]) dir
 473                    with
 474                     | Some ((bag, maxvar), c), r ->
 475                      (* prerr_endline ("creo "^ Pp.pp_unit_clause c); *)
 476                      (* prerr_endline ("r = "^Pp.pp_substitution r); *)
 477                         let newsubst = Subst.flat
 478                           (Subst.concat r subst) in
 479                         Some(bag,maxvar,c,newsubst)
 480                     | None, _ -> assert false)
 481               | None ->
 482                   match l,r with
 483                   | Terms.Node (a::la), Terms.Node (b::lb) when
 484                       a = b && List.length la = List.length lb ->
 485                       let acc,_,_,_ =
 486                         List.fold_left2
 487                           (fun (acc,pre,postl,postr) a b ->
 488                              let newcl =
 489                               fun x -> contextl(Terms.Node (pre@(x::postl))) in
 490                              let newcr =
 491                               fun x -> contextr(Terms.Node (pre@(x::postr))) in
 492                              let newpos = List.length pre::pos in
 493                              let footail l =
 494                                if l = [] then [] else List.tl l in
 495                                (deep_eq ~unify a b ty
 496                                  newpos newcl newcr table acc,pre@[b],
 497                                  footail postl, footail postr))
 498                           (acc,[a],List.tl la,List.tl lb) la lb
 499                       in acc
 500                   | _,_ -> None
 501     ;;
 502
 503     let prof_deep_eq = HExtlib.profile ~enable "deep_eq";;
 504     let deep_eq ~unify l r ty pos contextl contextr table x =
 505       prof_deep_eq.HExtlib.profile (deep_eq ~unify l r ty pos contextl contextr table) x
 506     ;;
 507
 508     let rec orphan_murder bag acc i =
 509       match Terms.get_from_bag i bag with
 510         | (_,_,_,Terms.Exact _),discarded,_ -> (discarded,acc)
 511         | (_,_,_,Terms.Step (_,_i1,_i2,_,_,_)),true,_ -> (true,acc)
 512         | (_,_,_,Terms.Step (_,i1,i2,_,_,_)),false,_ ->
 513             if (List.mem i acc) then (false,acc)
 514             else match orphan_murder bag acc i1 with
 515               | (true,acc) -> (true,acc)
 516               | (false,acc) ->
 517                   let (res,acc) = orphan_murder bag acc i2 in
 518                   if res then res,acc else res,i::acc
 519     ;;
 520
 521     let orphan_murder bag actives cl =
 522       let (id,_,_,_) = cl in
 523       let actives = List.map (fun (i,_,_,_) -> i) actives in
 524       let (res,_) = orphan_murder bag actives id in
 525         if res then debug (lazy "Orphan murdered"); res
 526     ;;
 527     let prof_orphan_murder = HExtlib.profile ~enable "orphan_murder";;
 528     let orphan_murder bag actives x =
 529       prof_orphan_murder.HExtlib.profile (orphan_murder bag actives) x
 530     ;;
 531
 532     (* demodulate and check for subsumption *)
 533     let simplify table maxvar bag clause =
 534       debug (lazy "simplify...");
 535       if is_identity_clause clause then bag,None
 536       (* else if orphan_murder bag actives clause then bag,None *)
 537       else let bag, clause = demodulate bag clause table in
 538       if is_identity_clause clause then bag,None
 539       else
 540         match is_subsumed ~unify:false bag maxvar clause table with
 541           | None -> bag, Some clause
 542           | Some _ -> bag, None
 543     ;;
 544
 545     let simplify table maxvar bag clause =
 546       match simplify table maxvar bag clause with
 547         | bag, None ->
 548             let (id,_,_,_) = clause in
 549             let (_,_,iter) = Terms.get_from_bag id bag in
 550             Terms.replace_in_bag (clause,true,iter) bag, None
 551         | bag, Some clause -> bag, Some clause
 552     (*let (id,_,_,_) = clause in
 553             if orphan_murder bag clause then
 554               Terms.M.add id (clause,true) bag, Some clause
 555             else bag, Some clause*)
 556     ;;
 557     let prof_simplify = HExtlib.profile ~enable "simplify";;
 558     let simplify table maxvar bag x =
 559       prof_simplify.HExtlib.profile (simplify table maxvar bag ) x
 560     ;;
 561
 562     let one_pass_simplification new_clause (alist,atable) bag maxvar =
 563       match simplify atable maxvar bag new_clause with
 564         | bag,None -> bag,None (* new_clause has been discarded *)
 565         | bag,(Some clause) ->
 566             let ctable = IDX.index_unit_clause IDX.DT.empty clause in
 567             let bag, alist, atable =
 568               List.fold_left
 569                 (fun (bag, alist, atable) c ->
 570                    match simplify ctable maxvar bag c with
 571                      |bag,None -> (bag,alist,atable)
 572                         (* an active clause as been discarded *)
 573                      |bag,Some _c1 ->
 574                         bag, c :: alist, IDX.index_unit_clause atable c)
 575                 (bag,[],IDX.DT.empty) alist
 576             in
 577               bag, Some (clause, (alist,atable))
 578     ;;
 579     let prof_one_pass_simplification = HExtlib.profile ~enable "one_pass_simplification";;
 580     let one_pass_simplification new_clause t bag x =
 581       prof_one_pass_simplification.HExtlib.profile (one_pass_simplification new_clause t bag ) x
 582     ;;
 583
 584     let simplification_step ~new_cl cl (alist,atable) bag maxvar new_clause =
 585       let atable1 =
 586         if new_cl then atable else
 587         IDX.index_unit_clause atable cl
 588       in
 589         (* Simplification of new_clause with :      *
 590          * - actives and cl if new_clause is not cl *
 591          * - only actives otherwise                 *)
 592         match
 593           simplify atable1 maxvar bag new_clause with
 594           | bag,None -> bag,(Some cl, None) (* new_clause has been discarded *)
 595           | bag,Some clause ->
 596               (* Simplification of each active clause with clause *
 597                * which is the simplified form of new_clause       *)
 598               let ctable = IDX.index_unit_clause IDX.DT.empty clause in
 599               let bag, newa, alist, atable =
 600                 List.fold_left
 601                   (fun (bag, newa, alist, atable) c ->
 602                      match simplify ctable maxvar bag c with
 603                        |bag,None -> (bag, newa, alist, atable)
 604                           (* an active clause as been discarded *)
 605                        |bag,Some c1 ->
 606                             if (c1 == c) then
 607                               bag, newa, c :: alist,
 608                             IDX.index_unit_clause atable c
 609                             else
 610                               bag, c1 :: newa, alist, atable)
 611                   (bag,[],[],IDX.DT.empty) alist
 612               in
 613                 if new_cl then
 614                   bag, (Some cl, Some (clause, (alist,atable), newa))
 615                 else
 616                   (* if new_clause is not cl, we simplify cl with clause *)
 617                   match simplify ctable maxvar bag cl with
 618                     | bag,None ->
 619                         (* cl has been discarded *)
 620                         bag,(None, Some (clause, (alist,atable), newa))
 621                     | bag,Some cl1 ->
 622                         bag,(Some cl1, Some (clause, (alist,atable), newa))
 623     ;;
 624     let prof_simplification_step = HExtlib.profile ~enable "simplification_step";;
 625     let simplification_step ~new_cl cl (alist,atable) bag maxvar x =
 626       prof_simplification_step.HExtlib.profile (simplification_step ~new_cl cl (alist,atable) bag maxvar) x
 627     ;;
 628
 629     let keep_simplified cl (alist,atable) bag maxvar =
 630       let rec keep_simplified_aux ~new_cl cl (alist,atable) bag newc =
 631         if new_cl then
 632           match simplification_step ~new_cl cl (alist,atable) bag maxvar cl with
 633             | _,(None, _) -> assert false
 634             | bag,(Some _, None) -> bag,None
 635             | bag,(Some _, Some (clause, (alist,atable), newa)) ->
 636                 keep_simplified_aux ~new_cl:(cl!=clause) clause (alist,atable)
 637                   bag (newa@newc)
 638         else
 639           match newc with
 640             | [] -> bag, Some (cl, (alist,atable))
 641             | hd::tl ->
 642                 match simplification_step ~new_cl cl
 643                   (alist,atable) bag maxvar hd with
 644                   | _,(None,None) -> assert false
 645                   | bag,(Some _,None) ->
 646                       keep_simplified_aux ~new_cl cl (alist,atable) bag tl
 647                   | bag,(None, Some _) -> bag,None
 648                   | bag,(Some cl1, Some (clause, (alist,atable), newa)) ->
 649                       let alist,atable =
 650                      (clause::alist, IDX.index_unit_clause atable clause)
 651                       in
 652                         keep_simplified_aux ~new_cl:(cl!=cl1) cl1 (alist,atable)
 653                           bag (newa@tl)
 654       in
 655         keep_simplified_aux ~new_cl:true cl (alist,atable) bag []
 656     ;;
 657     let prof_keep_simplified = HExtlib.profile ~enable "keep_simplified";;
 658     let keep_simplified cl t bag x =
 659       prof_keep_simplified.HExtlib.profile (keep_simplified cl t bag) x
 660     ;;
 661
 662     (* this is like simplify but raises Success *)
 663     let simplify_goal ~no_demod maxvar table bag g_actives clause =
 664       let bag, clause =
 665         if no_demod then bag, clause else demodulate bag clause table
 666       in
 667       let _ = debug(lazy ("demodulated goal  : "
 668                              ^ Pp.pp_unit_clause clause))
 669       in
 670       if List.exists (are_alpha_eq clause) g_actives then None
 671       else match (is_identity_goal clause) with
 672         | Some subst -> raise (Success (bag,maxvar,clause,subst))
 673         | None ->
 674         let (_id,lit,vl,_) = clause in
 675         (* this optimization makes sense only if we demodulated, since in
 676            that case the clause should have been turned into an identity *)
 677         if (vl = [] && not(no_demod))
 678         then Some (bag,clause)
 679         else
 680          let l,r,ty =
 681            match lit with
 682              | Terms.Equation(l,r,ty,_) -> l,r,ty
 683              | _ -> assert false
 684          in
 685          match deep_eq ~unify:true l r ty [] (fun x -> x) (fun x -> x)
 686            table (Some(bag,maxvar,clause,Subst.id_subst)) with
 687          | None -> Some (bag,clause)
 688          | Some (bag,maxvar,cl,subst) ->
 689              debug (lazy "Goal subsumed");
 690              debug (lazy ("subst in superpos: " ^ Pp.pp_substitution subst));
 691              raise (Success (bag,maxvar,cl,subst))
 692 (*
 693         match is_subsumed ~unify:true bag maxvar clause table with
 694         | None -> Some (bag, clause)
 695         | Some ((bag,maxvar),c) ->
 696             debug (lazy "Goal subsumed");
 697             raise (Success (bag,maxvar,c))
 698 *)
 699     ;;
 700
 701     let prof_simplify_goal = HExtlib.profile ~enable "simplify_goal";;
 702     let  simplify_goal ~no_demod maxvar table bag g_actives x =
 703       prof_simplify_goal.HExtlib.profile ( simplify_goal ~no_demod maxvar table bag g_actives) x
 704     ;;
 705
 706     (* =================== inference ===================== *)
 707
 708     (* this is OK for both the sup_left and sup_right inference steps *)
 709     let superposition table _varlist subterm pos context =
 710       let cands = IDX.DT.retrieve_unifiables table subterm in
 711       HExtlib.filter_map
 712         (fun (dir, (id,lit,_vl,_ (*as uc*))) ->
 713            match lit with
 714            | Terms.Predicate _ -> assert false
 715            | Terms.Equation (l,r,_,o) ->
 716                let side, newside = if dir=Terms.Left2Right then l,r else r,l in
 717                try
 718                  let subst =
 719                    Unif.unification (* (varlist@vl)*)  [] subterm side
 720                  in
 721                  if o = Terms.Incomparable || o = Terms.Invertible then
 722                    let side = Subst.apply_subst subst side in
 723                    let newside = Subst.apply_subst subst newside in
 724                    let o = Order.compare_terms side newside in
 725                    (* XXX: check Riazanov p. 33 (iii) *)
 726                    if o <> Terms.Lt && o <> Terms.Eq then
 727                      Some (context newside, subst, id, pos, dir)
 728                    else
 729                      ((*prerr_endline ("Filtering: " ^
 730                         Pp.pp_foterm side ^ " =(< || =)" ^
 731                         Pp.pp_foterm newside);*)None)
 732                  else
 733                    Some (context newside, subst, id, pos, dir)
 734                with FoUnif.UnificationFailure _ -> None)
 735         (IDX.ClauseSet.elements cands)
 736     ;;
 737
 738     (* Superposes selected equation with equalities in table *)
 739     let superposition_with_table bag maxvar (id,selected,vl,_) table =
 740       match selected with
 741       | Terms.Predicate _ -> assert false
 742       | Terms.Equation (l,r,ty,Terms.Lt) ->
 743           fold_build_new_clause bag maxvar id Terms.Superposition
 744             (fun _ -> true)
 745             (all_positions [3]
 746               (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; x ])
 747               r (superposition table vl))
 748       | Terms.Equation (l,r,ty,Terms.Invertible)
 749       | Terms.Equation (l,r,ty,Terms.Gt) ->
 750           fold_build_new_clause bag maxvar id Terms.Superposition
 751             (fun _ -> true)
 752             (all_positions [2]
 753               (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; x; r ])
 754               l (superposition table vl))
 755       | Terms.Equation (l,r,ty,Terms.Incomparable) ->
 756           let filtering avoid subst = (* Riazanov: p.33 condition (iv) *)
 757             let l = Subst.apply_subst subst l in
 758             let r = Subst.apply_subst subst r in
 759             let o = Order.compare_terms l r in
 760             o <> avoid && o <> Terms.Eq
 761           in
 762           let bag, maxvar,r_terms =
 763             fold_build_new_clause bag maxvar id Terms.Superposition
 764               (filtering Terms.Gt)
 765               (all_positions [3]
 766                  (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; l; x ])
 767                  r (superposition table vl))
 768           in
 769           let bag, maxvar, l_terms =
 770             fold_build_new_clause bag maxvar id Terms.Superposition
 771               (filtering Terms.Lt)
 772               (all_positions [2]
 773                  (fun x -> Terms.Node [ Terms.Leaf B.eqP; ty; x; r ])
 774                  l (superposition table vl))
 775           in
 776             bag, maxvar, r_terms @ l_terms
 777       | _ -> assert false
 778     ;;
 779
 780     (* the current equation is normal w.r.t. demodulation with atable
 781      * (and is not the identity) *)
 782     let infer_right bag maxvar current (alist,atable) =
 783       (* We demodulate actives clause with current until all *
 784        * active clauses are reduced w.r.t each other         *)
 785       (* let bag, (alist,atable) = keep_simplified (alist,atable) bag [current] in *)
 786       let ctable = IDX.index_unit_clause IDX.DT.empty current in
 787       (* let bag, (alist, atable) =
 788         let bag, alist =
 789           HExtlib.filter_map_acc (simplify ctable) bag alist
 790         in
 791         bag, (alist, List.fold_left IDX.index_unit_clause IDX.DT.empty alist)
 792       in*)
 793         debug (lazy "Simplified active clauses with fact");
 794       (* We superpose active clauses with current *)
 795       let bag, maxvar, new_clauses =
 796         List.fold_left
 797           (fun (bag, maxvar, acc) active ->
 798              let bag, maxvar, newc =
 799                superposition_with_table bag maxvar active ctable
 800              in
 801              bag, maxvar, newc @ acc)
 802           (bag, maxvar, []) alist
 803       in
 804         debug
 805         (lazy
 806          ("New clauses :" ^ (String.concat ";\n"
 807             (List.map Pp.pp_unit_clause new_clauses))));
 808         debug (lazy "First superpositions");
 809         (* We add current to active clauses so that it can be *
 810          * superposed with itself                             *)
 811       let alist, atable =
 812         current :: alist, IDX.index_unit_clause atable current
 813       in
 814         debug (lazy "Indexed");
 815       let fresh_current, maxvar = Utils.fresh_unit_clause maxvar current in
 816         (* We need to put fresh_current into the bag so that all *
 817          * variables clauses refer to are known.                 *)
 818       let bag, fresh_current = Terms.add_to_bag fresh_current bag in
 819         (* We superpose current with active clauses *)
 820       let bag, maxvar, additional_new_clauses =
 821         superposition_with_table bag maxvar fresh_current atable
 822       in
 823         debug (lazy "Another superposition");
 824       let new_clauses = new_clauses @ additional_new_clauses in
 825         (* debug (lazy (Printf.sprintf "Demodulating %d clauses"
 826                  (List.length new_clauses))); *)
 827       let bag, new_clauses =
 828         HExtlib.filter_map_monad (simplify atable maxvar) bag new_clauses
 829       in
 830         debug (lazy "Demodulated new clauses");
 831       bag, maxvar, (alist, atable), new_clauses
 832     ;;
 833
 834     let prof_ir = HExtlib.profile ~enable "infer_right";;
 835     let infer_right bag maxvar current t =
 836       prof_ir.HExtlib.profile (infer_right bag maxvar current) t
 837     ;;
 838
 839     let infer_left bag maxvar goal (_alist, atable) =
 840         (* We superpose the goal with active clauses *)
 841      if (match goal with (_,_,[],_) -> true | _ -> false) then bag, maxvar, []
 842      else
 843       let bag, maxvar, new_goals =
 844         superposition_with_table bag maxvar goal atable
 845       in
 846         debug(lazy  "Superposed goal with active clauses");
 847         (* We simplify the new goals with active clauses *)
 848       let bag, new_goals =
 849         List.fold_left
 850          (fun (bag, acc) g ->
 851             match simplify_goal ~no_demod:false maxvar atable bag [] g with
 852               | None -> assert false
 853               | Some (bag,g) -> bag,g::acc)
 854          (bag, []) new_goals
 855       in
 856         debug (lazy "Simplified new goals with active clauses");
 857       bag, maxvar, List.rev new_goals
 858     ;;
 859
 860     let prof_il = HExtlib.profile ~enable "infer_left";;
 861     let infer_left bag maxvar goal t =
 862       prof_il.HExtlib.profile (infer_left bag maxvar goal) t
 863     ;;
 864
 865   end