]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - components/cic_unification/cicMetaSubst.ml
branch for universe
[helm.git] / components / cic_unification / cicMetaSubst.ml
diff --git a/components/cic_unification/cicMetaSubst.ml b/components/cic_unification/cicMetaSubst.ml
new file mode 100644 (file)
index 0000000..91368cd
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,936 @@
+(* Copyright (C) 2003, HELM Team.
+ * 
+ * 
+ * This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
+ * Library of Mathematics, developed at the Computer Science
+ * Department, University of Bologna, Italy.
+ * 
+ * HELM is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License
+ * as published by the Free Software Foundation; either version 2
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ * 
+ * HELM is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with HELM; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
+ * MA  02111-1307, USA.
+ * 
+ * For details, see the HELM World-Wide-Web page,
+ * http://cs.unibo.it/helm/.
+ *)
+
+(* $Id$ *)
+
+open Printf
+
+(* PROFILING *)
+(*
+let deref_counter = ref 0
+let apply_subst_context_counter = ref 0
+let apply_subst_metasenv_counter = ref 0
+let lift_counter = ref 0
+let subst_counter = ref 0
+let whd_counter = ref 0
+let are_convertible_counter = ref 0
+let metasenv_length = ref 0
+let context_length = ref 0
+let reset_counters () =
+ apply_subst_counter := 0;
+ apply_subst_context_counter := 0;
+ apply_subst_metasenv_counter := 0;
+ lift_counter := 0;
+ subst_counter := 0;
+ whd_counter := 0;
+ are_convertible_counter := 0;
+ metasenv_length := 0;
+ context_length := 0
+let print_counters () =
+  debug_print (lazy (Printf.sprintf
+"apply_subst: %d
+apply_subst_context: %d
+apply_subst_metasenv: %d
+lift: %d
+subst: %d
+whd: %d
+are_convertible: %d
+metasenv length: %d (avg = %.2f)
+context length: %d (avg = %.2f)
+"
+  !apply_subst_counter !apply_subst_context_counter
+  !apply_subst_metasenv_counter !lift_counter !subst_counter !whd_counter
+  !are_convertible_counter !metasenv_length
+  ((float !metasenv_length) /. (float !apply_subst_metasenv_counter))
+  !context_length
+  ((float !context_length) /. (float !apply_subst_context_counter))
+  ))*)
+
+
+
+exception MetaSubstFailure of string Lazy.t
+exception Uncertain of string Lazy.t
+exception AssertFailure of string Lazy.t
+exception DeliftingARelWouldCaptureAFreeVariable;;
+
+let debug_print = fun _ -> ()
+
+type substitution = (int * (Cic.context * Cic.term)) list
+
+(* 
+let rec deref subst =
+  let third _,_,a = a in
+  function
+      Cic.Meta(n,l) as t -> 
+       (try 
+          deref subst
+            (CicSubstitution.subst_meta 
+               l (third (CicUtil.lookup_subst n subst))) 
+        with 
+          CicUtil.Subst_not_found _ -> t)
+    | t -> t
+;;
+*)
+
+let lookup_subst = CicUtil.lookup_subst
+;;
+
+(* clean_up_meta take a metasenv and a term and make every local context
+of each occurrence of a metavariable consistent with its canonical context, 
+with respect to the hidden hipothesis *)
+
+(*
+let clean_up_meta subst metasenv t =
+  let module C = Cic in
+  let rec aux t =
+  match t with
+      C.Rel _
+    | C.Sort _  -> t
+    | C.Implicit _ -> assert false
+    | C.Meta (n,l) as t ->
+        let cc =
+         (try
+            let (cc,_) = lookup_subst n subst in cc
+          with CicUtil.Subst_not_found _ ->
+            try
+              let (_,cc,_) = CicUtil.lookup_meta n metasenv in cc
+             with CicUtil.Meta_not_found _ -> assert false) in
+       let l' = 
+          (try 
+            List.map2
+              (fun t1 t2 ->
+                 match t1,t2 with 
+                     None , _ -> None
+                   | _ , t -> t) cc l
+          with 
+              Invalid_argument _ -> assert false) in
+        C.Meta (n, l')
+    | C.Cast (te,ty) -> C.Cast (aux te, aux ty)
+    | C.Prod (name,so,dest) -> C.Prod (name, aux so, aux dest)
+    | C.Lambda (name,so,dest) -> C.Lambda (name, aux so, aux dest)
+    | C.LetIn (name,so,dest) -> C.LetIn (name, aux so, aux dest)
+    | C.Appl l -> C.Appl (List.map aux l)
+    | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+          List.map (fun (uri,t) -> (uri, aux t)) exp_named_subst
+        in
+        C.Var (uri, exp_named_subst')
+    | C.Const (uri, exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+          List.map (fun (uri,t) -> (uri, aux t)) exp_named_subst
+        in
+        C.Const (uri, exp_named_subst')
+    | C.MutInd (uri,tyno,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+          List.map (fun (uri,t) -> (uri, aux t)) exp_named_subst
+        in
+        C.MutInd (uri, tyno, exp_named_subst')
+    | C.MutConstruct (uri,tyno,consno,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+          List.map (fun (uri,t) -> (uri, aux t)) exp_named_subst
+        in
+        C.MutConstruct (uri, tyno, consno, exp_named_subst')
+    | C.MutCase (uri,tyno,out,te,pl) ->
+        C.MutCase (uri, tyno, aux out, aux te, List.map aux pl)
+    | C.Fix (i,fl) ->
+       let fl' =
+         List.map
+          (fun (name,j,ty,bo) -> (name, j, aux ty, aux bo)) fl
+       in
+       C.Fix (i, fl')
+    | C.CoFix (i,fl) ->
+       let fl' =
+         List.map
+          (fun (name,ty,bo) -> (name, aux ty, aux bo)) fl
+       in
+       C.CoFix (i, fl')
+ in
+ aux t *)
+
+(*** Functions to apply a substitution ***)
+
+let apply_subst_gen ~appl_fun subst term =
+ let rec um_aux =
+  let module C = Cic in
+  let module S = CicSubstitution in 
+   function
+      C.Rel _ as t -> t
+    | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
+       let exp_named_subst' =
+         List.map (fun (uri, t) -> (uri, um_aux t)) exp_named_subst
+       in
+       C.Var (uri, exp_named_subst')
+    | C.Meta (i, l) -> 
+        (try
+          let (_, t,_) = lookup_subst i subst in
+          um_aux (S.subst_meta l t)
+        with CicUtil.Subst_not_found _ -> 
+         (* unconstrained variable, i.e. free in subst*)
+          let l' =
+            List.map (function None -> None | Some t -> Some (um_aux t)) l
+          in
+           C.Meta (i,l'))
+    | C.Sort _
+    | C.Implicit _ as t -> t
+    | C.Cast (te,ty) -> C.Cast (um_aux te, um_aux ty)
+    | C.Prod (n,s,t) -> C.Prod (n, um_aux s, um_aux t)
+    | C.Lambda (n,s,t) -> C.Lambda (n, um_aux s, um_aux t)
+    | C.LetIn (n,s,ty,t) -> C.LetIn (n, um_aux s, um_aux ty, um_aux t)
+    | C.Appl (hd :: tl) -> appl_fun um_aux hd tl
+    | C.Appl _ -> assert false
+    | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
+       let exp_named_subst' =
+         List.map (fun (uri, t) -> (uri, um_aux t)) exp_named_subst
+       in
+       C.Const (uri, exp_named_subst')
+    | C.MutInd (uri,typeno,exp_named_subst) ->
+       let exp_named_subst' =
+         List.map (fun (uri, t) -> (uri, um_aux t)) exp_named_subst
+       in
+       C.MutInd (uri,typeno,exp_named_subst')
+    | C.MutConstruct (uri,typeno,consno,exp_named_subst) ->
+       let exp_named_subst' =
+         List.map (fun (uri, t) -> (uri, um_aux t)) exp_named_subst
+       in
+       C.MutConstruct (uri,typeno,consno,exp_named_subst')
+    | C.MutCase (sp,i,outty,t,pl) ->
+       let pl' = List.map um_aux pl in
+       C.MutCase (sp, i, um_aux outty, um_aux t, pl')
+    | C.Fix (i, fl) ->
+       let fl' =
+         List.map (fun (name, i, ty, bo) -> (name, i, um_aux ty, um_aux bo)) fl
+       in
+       C.Fix (i, fl')
+    | C.CoFix (i, fl) ->
+       let fl' =
+         List.map (fun (name, ty, bo) -> (name, um_aux ty, um_aux bo)) fl
+       in
+       C.CoFix (i, fl')
+ in
+  um_aux term
+;;
+
+let apply_subst =
+  let appl_fun um_aux he tl =
+    let tl' = List.map um_aux tl in
+    let t' =
+     match um_aux he with
+        Cic.Appl l -> Cic.Appl (l@tl')
+      | he' -> Cic.Appl (he'::tl')
+    in
+     begin
+      match he with
+         Cic.Meta (m,_) -> CicReduction.head_beta_reduce t'
+       | _ -> t'
+     end
+  in
+  fun subst t ->
+(*     incr apply_subst_counter; *)
+match subst with
+   [] -> t
+ | _ -> apply_subst_gen ~appl_fun subst t
+;;
+
+let profiler = HExtlib.profile "U/CicMetaSubst.apply_subst"
+let apply_subst s t = 
+  profiler.HExtlib.profile (apply_subst s) t
+
+
+let apply_subst_context subst context =
+ match subst with
+    [] -> context
+  | _ ->
+(*
+  incr apply_subst_context_counter;
+  context_length := !context_length + List.length context;
+*)
+  List.fold_right
+    (fun item context ->
+      match item with
+      | Some (n, Cic.Decl t) ->
+          let t' = apply_subst subst t in
+          Some (n, Cic.Decl t') :: context
+      | Some (n, Cic.Def (t, ty)) ->
+          let ty' = apply_subst subst ty in
+          let t' = apply_subst subst t in
+          Some (n, Cic.Def (t', ty')) :: context
+      | None -> None :: context)
+    context []
+
+let apply_subst_metasenv subst metasenv =
+(*
+  incr apply_subst_metasenv_counter;
+  metasenv_length := !metasenv_length + List.length metasenv;
+*)
+match subst with
+   [] -> metasenv
+ | _ ->
+  List.map
+    (fun (n, context, ty) ->
+      (n, apply_subst_context subst context, apply_subst subst ty))
+    (List.filter
+      (fun (i, _, _) -> not (List.mem_assoc i subst))
+      metasenv)
+
+(***** Pretty printing functions ******)
+
+let ppterm ~metasenv subst term =
+ CicPp.ppterm ~metasenv (apply_subst subst term)
+
+let ppterm_in_name_context ~metasenv subst term name_context =
+ CicPp.pp ~metasenv (apply_subst subst term) name_context
+
+let ppterm_in_context ~metasenv subst term context =
+ let name_context =
+  List.map (function None -> None | Some (n,_) -> Some n) context
+ in
+  ppterm_in_name_context ~metasenv subst term name_context
+
+let ppterm_in_context_ref = ref ppterm_in_context
+let set_ppterm_in_context f =
+ ppterm_in_context_ref := f
+let use_low_level_ppterm_in_context = ref false
+
+let ppterm_in_context ~metasenv subst term context =
+ if !use_low_level_ppterm_in_context then
+  ppterm_in_context ~metasenv subst term context
+ else
+  !ppterm_in_context_ref ~metasenv subst term context
+
+let ppcontext' ~metasenv ?(sep = "\n") subst context =
+ let separate s = if s = "" then "" else s ^ sep in
+  List.fold_right 
+   (fun context_entry (i,name_context) ->
+     match context_entry with
+        Some (n,Cic.Decl t) ->
+         sprintf "%s%s : %s" (separate i) (CicPp.ppname n)
+          (ppterm_in_name_context ~metasenv subst t name_context),
+          (Some n)::name_context
+      | Some (n,Cic.Def (bo,ty)) ->
+         sprintf "%s%s : %s := %s" (separate i) (CicPp.ppname n)
+          (ppterm_in_name_context ~metasenv subst ty name_context)
+          (ppterm_in_name_context ~metasenv subst bo name_context), (Some n)::name_context
+       | None ->
+          sprintf "%s_ :? _" (separate i), None::name_context
+    ) context ("",[])
+
+let ppsubst_unfolded ~metasenv subst =
+  String.concat "\n"
+    (List.map
+      (fun (idx, (c, t,ty)) ->
+        let context,name_context = ppcontext' ~metasenv ~sep:"; " subst c in
+         sprintf "%s |- ?%d : %s := %s" context idx
+(ppterm_in_name_context ~metasenv [] ty name_context)
+          (ppterm_in_name_context ~metasenv subst t name_context))
+       subst)
+(* 
+        Printf.sprintf "?%d := %s" idx (CicPp.ppterm term))
+      subst) *)
+;;
+
+let ppsubst ~metasenv subst =
+  String.concat "\n"
+    (List.map
+      (fun (idx, (c, t, ty)) ->
+        let context,name_context = ppcontext' ~metasenv ~sep:"; " [] c in
+         sprintf "%s |- ?%d : %s := %s" context idx (ppterm_in_name_context ~metasenv [] ty name_context)
+          (ppterm_in_name_context ~metasenv [] t name_context))
+       subst)
+;;
+
+let ppcontext ~metasenv ?sep subst context =
+ fst (ppcontext' ~metasenv ?sep subst context)
+
+let ppmetasenv ?(sep = "\n") subst metasenv =
+  String.concat sep
+    (List.map
+      (fun (i, c, t) ->
+        let context,name_context = ppcontext' ~metasenv ~sep:"; " subst c in
+         sprintf "%s |- ?%d: %s" context i
+          (ppterm_in_name_context ~metasenv subst t name_context))
+      (List.filter
+        (fun (i, _, _) -> not (List.mem_assoc i subst))
+        metasenv))
+
+let tempi_type_of_aux_subst = ref 0.0;;
+let tempi_subst = ref 0.0;;
+let tempi_type_of_aux = ref 0.0;;
+
+(**** DELIFT ****)
+(* the delift function takes in input a metavariable index, an ordered list of
+ * optional terms [t1,...,tn] and a term t, and substitutes every tk = Some
+ * (rel(nk)) with rel(k).  Typically, the list of optional terms is the explicit
+ * substitution that is applied to a metavariable occurrence and the result of
+ * the delift function is a term the implicit variable can be substituted with
+ * to make the term [t] unifiable with the metavariable occurrence.  In general,
+ * the problem is undecidable if we consider equivalence in place of alpha
+ * convertibility. Our implementation, though, is even weaker than alpha
+ * convertibility, since it replace the term [tk] if and only if [tk] is a Rel
+ * (missing all the other cases). Does this matter in practice?
+ * The metavariable index is the index of the metavariable that must not occur
+ * in the term (for occur check).
+ *)
+
+exception NotInTheList;;
+
+let position n =
+  let rec aux k =
+   function 
+       [] -> raise NotInTheList
+     | (Some (Cic.Rel m))::_ when m=n -> k
+     | _::tl -> aux (k+1) tl in
+  aux 1
+;;
+
+exception Occur;;
+
+let rec force_does_not_occur subst to_be_restricted t =
+ let module C = Cic in
+ let more_to_be_restricted = ref [] in
+ let rec aux k = function
+      C.Rel r when List.mem (r - k) to_be_restricted -> raise Occur
+    | C.Rel _
+    | C.Sort _ as t -> t
+    | C.Implicit _ -> assert false
+    | C.Meta (n, l) ->
+       (* we do not retrieve the term associated to ?n in subst since *)
+       (* in this way we can restrict if something goes wrong         *)
+       let l' =
+         let i = ref 0 in
+         List.map
+           (function t ->
+             incr i ;
+             match t with
+                None -> None
+              | Some t ->
+                 try
+                   Some (aux k t)
+                 with Occur ->
+                   more_to_be_restricted := (n,!i) :: !more_to_be_restricted;
+                   None)
+           l
+       in
+        C.Meta (n, l')
+    | C.Cast (te,ty) -> C.Cast (aux k te, aux k ty)
+    | C.Prod (name,so,dest) -> C.Prod (name, aux k so, aux (k+1) dest)
+    | C.Lambda (name,so,dest) -> C.Lambda (name, aux k so, aux (k+1) dest)
+    | C.LetIn (name,so,ty,dest) ->
+       C.LetIn (name, aux k so, aux k ty, aux (k+1) dest)
+    | C.Appl l -> C.Appl (List.map (aux k) l)
+    | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+          List.map (fun (uri,t) -> (uri, aux k t)) exp_named_subst
+        in
+        C.Var (uri, exp_named_subst')
+    | C.Const (uri, exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+          List.map (fun (uri,t) -> (uri, aux k t)) exp_named_subst
+        in
+        C.Const (uri, exp_named_subst')
+    | C.MutInd (uri,tyno,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+          List.map (fun (uri,t) -> (uri, aux k t)) exp_named_subst
+        in
+        C.MutInd (uri, tyno, exp_named_subst')
+    | C.MutConstruct (uri,tyno,consno,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+          List.map (fun (uri,t) -> (uri, aux k t)) exp_named_subst
+        in
+        C.MutConstruct (uri, tyno, consno, exp_named_subst')
+    | C.MutCase (uri,tyno,out,te,pl) ->
+        C.MutCase (uri, tyno, aux k out, aux k te, List.map (aux k) pl)
+    | C.Fix (i,fl) ->
+       let len = List.length fl in
+       let k_plus_len = k + len in
+       let fl' =
+         List.map
+          (fun (name,j,ty,bo) -> (name, j, aux k ty, aux k_plus_len bo)) fl
+       in
+       C.Fix (i, fl')
+    | C.CoFix (i,fl) ->
+       let len = List.length fl in
+       let k_plus_len = k + len in
+       let fl' =
+         List.map
+          (fun (name,ty,bo) -> (name, aux k ty, aux k_plus_len bo)) fl
+       in
+       C.CoFix (i, fl')
+ in
+ let res = aux 0 t in
+ (!more_to_be_restricted, res)
+let rec restrict subst to_be_restricted metasenv =
+ match to_be_restricted with
+ | [] -> metasenv, subst
+ | _ ->
+  let names_of_context_indexes context indexes =
+    String.concat ", "
+      (List.map
+        (fun i ->
+          try
+           match List.nth context (i-1) with
+           | None -> assert false
+           | Some (n, _) -> CicPp.ppname n
+          with
+           Failure _ -> assert false
+        ) indexes)
+  in
+  let force_does_not_occur_in_context to_be_restricted = function
+    | None -> [], None
+    | Some (name, Cic.Decl t) ->
+        let (more_to_be_restricted, t') =
+          force_does_not_occur subst to_be_restricted t
+        in
+        more_to_be_restricted, Some (name, Cic.Decl t')
+    | Some (name, Cic.Def (bo, ty)) ->
+        let (more_to_be_restricted, bo') =
+          force_does_not_occur subst to_be_restricted bo
+        in
+        let more_to_be_restricted, ty' =
+         let more_to_be_restricted', ty' =
+           force_does_not_occur subst to_be_restricted ty
+         in
+         more_to_be_restricted @ more_to_be_restricted',
+         ty'
+        in
+        more_to_be_restricted, Some (name, Cic.Def (bo', ty'))
+  in
+  let rec erase i to_be_restricted n = function
+    | [] -> [], to_be_restricted, []
+    | hd::tl ->
+        let more_to_be_restricted,restricted,tl' =
+          erase (i+1) to_be_restricted n tl
+        in
+        let restrict_me = List.mem i restricted in
+        if restrict_me then
+          more_to_be_restricted, restricted, None:: tl'
+        else
+          (try
+            let more_to_be_restricted', hd' =
+              let delifted_restricted =
+               let rec aux =
+                function
+                   [] -> []
+                 | j::tl when j > i -> (j - i)::aux tl
+                 | _::tl -> aux tl
+               in
+                aux restricted
+              in
+               force_does_not_occur_in_context delifted_restricted hd
+            in
+             more_to_be_restricted @ more_to_be_restricted',
+             restricted, hd' :: tl'
+          with Occur ->
+            more_to_be_restricted, (i :: restricted), None :: tl')
+  in
+  let (more_to_be_restricted, metasenv) =  (* restrict metasenv *)
+    List.fold_right
+      (fun (n, context, t) (more, metasenv) ->
+        let to_be_restricted =
+          List.map snd (List.filter (fun (m, _) -> m = n) to_be_restricted)
+        in
+        let (more_to_be_restricted, restricted, context') =
+         (* just an optimization *)
+         if to_be_restricted = [] then
+          [],[],context
+         else
+          erase 1 to_be_restricted n context
+        in
+        try
+          let more_to_be_restricted', t' =
+            force_does_not_occur subst restricted t
+          in
+          let metasenv' = (n, context', t') :: metasenv in
+          (more @ more_to_be_restricted @ more_to_be_restricted',
+          metasenv')
+        with Occur ->
+          raise (MetaSubstFailure (lazy (sprintf
+            "Cannot restrict the context of the metavariable ?%d over the hypotheses %s since metavariable's type depends on at least one of them"
+           n (names_of_context_indexes context to_be_restricted)))))
+      metasenv ([], [])
+  in
+  let (more_to_be_restricted', subst) = (* restrict subst *)
+    List.fold_right
+      (* TODO: cambiare dopo l'aggiunta del ty *)
+      (fun (n, (context, term,ty)) (more, subst') ->
+        let to_be_restricted =
+          List.map snd (List.filter (fun (m, _) -> m = n) to_be_restricted)
+        in
+        (try
+          let (more_to_be_restricted, restricted, context') =
+           (* just an optimization *)
+            if to_be_restricted = [] then
+              [], [], context
+            else
+              erase 1 to_be_restricted n context
+          in
+          let more_to_be_restricted', term' =
+            force_does_not_occur subst restricted term
+          in
+          let more_to_be_restricted'', ty' =
+            force_does_not_occur subst restricted ty in
+          let subst' = (n, (context', term',ty')) :: subst' in
+          let more = 
+           more @ more_to_be_restricted 
+           @ more_to_be_restricted'@more_to_be_restricted'' in
+          (more, subst')
+        with Occur ->
+          let error_msg = lazy (sprintf
+            "Cannot restrict the context of the metavariable ?%d over the hypotheses %s since ?%d is already instantiated with %s and at least one of the hypotheses occurs in the substituted term"
+            n (names_of_context_indexes context to_be_restricted) n
+            (ppterm ~metasenv subst term))
+         in 
+          (* DEBUG
+          debug_print (lazy error_msg);
+          debug_print (lazy ("metasenv = \n" ^ (ppmetasenv metasenv subst)));
+          debug_print (lazy ("subst = \n" ^ (ppsubst subst)));
+          debug_print (lazy ("context = \n" ^ (ppcontext subst context))); *)
+          raise (MetaSubstFailure error_msg))) 
+      subst ([], []) 
+  in
+   restrict subst (more_to_be_restricted @ more_to_be_restricted') metasenv
+;;
+
+(*CSC: maybe we should rename delift in abstract, as I did in my dissertation *)(*Andrea: maybe not*)
+
+let delift n subst context metasenv l t =
+(* INVARIANT: we suppose that t is not another occurrence of Meta(n,_), 
+   otherwise the occur check does not make sense *)
+
+(*
+ debug_print (lazy ("sto deliftando il termine " ^ (CicPp.ppterm t) ^ " rispetto
+ al contesto locale " ^ (CicPp.ppterm (Cic.Meta(0,l)))));
+*)
+
+ let module S = CicSubstitution in
+  let l =
+   let (_, canonical_context, _) = CicUtil.lookup_meta n metasenv in
+   List.map2 (fun ct lt ->
+     match (ct, lt) with
+     | None, _ -> None
+     | Some _, _ -> lt)
+     canonical_context l
+  in
+  let to_be_restricted = ref [] in
+  let rec deliftaux k =
+   let module C = Cic in
+    function
+     | C.Rel m as t-> 
+         if m <=k then
+          t
+         else
+           (try
+            match List.nth context (m-k-1) with
+               Some (_,C.Def (t,_)) ->
+                (try
+                  C.Rel ((position (m-k) l) + k)
+                 with
+                  NotInTheList ->
+                (*CSC: Hmmm. This bit of reduction is not in the spirit of    *)
+                (*CSC: first order unification. Does it help or does it harm? *)
+                (*CSC: ANSWER: it hurts performances since it is possible to  *)
+                (*CSC: have an exponential explosion of the size of the proof.*)
+                (*CSC: However, without this bit of reduction some "apply" in *)
+                (*CSC: the library fail (e.g. nat/nth_prime.ma).              *)
+                  deliftaux k (S.lift m t))
+             | Some (_,C.Decl t) ->
+                C.Rel ((position (m-k) l) + k)
+             | None -> raise (MetaSubstFailure (lazy "RelToHiddenHypothesis"))
+           with
+            Failure _ -> 
+             raise (MetaSubstFailure (lazy "Unbound variable found in deliftaux"))
+          )
+     | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+         List.map (function (uri,t) -> uri,deliftaux k t) exp_named_subst
+        in
+         C.Var (uri,exp_named_subst')
+     | C.Meta (i, l1) as t -> 
+         (try
+           let (_,t,_) = CicUtil.lookup_subst i subst in
+             deliftaux k (CicSubstitution.subst_meta l1 t)
+         with CicUtil.Subst_not_found _ ->
+           (* see the top level invariant *)
+           if (i = n) then 
+            raise (MetaSubstFailure (lazy (sprintf
+              "Cannot unify the metavariable ?%d with a term that has as subterm %s in which the same metavariable occurs (occur check)"
+              i (ppterm ~metasenv subst t))))
+          else
+            begin
+           (* I do not consider the term associated to ?i in subst since *)
+           (* in this way I can restrict if something goes wrong.        *)
+              let rec deliftl j =
+                function
+                    [] -> []
+                  | None::tl -> None::(deliftl (j+1) tl)
+                  | (Some t)::tl ->
+                      let l1' = (deliftl (j+1) tl) in
+                        try
+                          Some (deliftaux k t)::l1'
+                        with
+                            NotInTheList
+                          | MetaSubstFailure _ ->
+                              to_be_restricted := 
+                              (i,j)::!to_be_restricted ; None::l1'
+              in
+              let l' = deliftl 1 l1 in
+                C.Meta(i,l')
+            end)
+     | C.Sort _ as t -> t
+     | C.Implicit _ as t -> t
+     | C.Cast (te,ty) -> C.Cast (deliftaux k te, deliftaux k ty)
+     | C.Prod (n,s,t) -> C.Prod (n, deliftaux k s, deliftaux (k+1) t)
+     | C.Lambda (n,s,t) -> C.Lambda (n, deliftaux k s, deliftaux (k+1) t)
+     | C.LetIn (n,s,ty,t) ->
+        C.LetIn (n, deliftaux k s, deliftaux k ty, deliftaux (k+1) t)
+     | C.Appl l -> C.Appl (List.map (deliftaux k) l)
+     | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+         List.map (function (uri,t) -> uri,deliftaux k t) exp_named_subst
+        in
+         C.Const (uri,exp_named_subst')
+     | C.MutInd (uri,typeno,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+         List.map (function (uri,t) -> uri,deliftaux k t) exp_named_subst
+        in
+         C.MutInd (uri,typeno,exp_named_subst')
+     | C.MutConstruct (uri,typeno,consno,exp_named_subst) ->
+        let exp_named_subst' =
+         List.map (function (uri,t) -> uri,deliftaux k t) exp_named_subst
+        in
+         C.MutConstruct (uri,typeno,consno,exp_named_subst')
+     | C.MutCase (sp,i,outty,t,pl) ->
+        C.MutCase (sp, i, deliftaux k outty, deliftaux k t,
+         List.map (deliftaux k) pl)
+     | C.Fix (i, fl) ->
+        let len = List.length fl in
+        let liftedfl =
+         List.map
+          (fun (name, i, ty, bo) ->
+           (name, i, deliftaux k ty, deliftaux (k+len) bo))
+           fl
+        in
+         C.Fix (i, liftedfl)
+     | C.CoFix (i, fl) ->
+        let len = List.length fl in
+        let liftedfl =
+         List.map
+          (fun (name, ty, bo) -> (name, deliftaux k ty, deliftaux (k+len) bo))
+           fl
+        in
+         C.CoFix (i, liftedfl)
+  in
+   let res =
+    try
+     deliftaux 0 t
+    with
+     NotInTheList ->
+      (* This is the case where we fail even first order unification. *)
+      (* The reason is that our delift function is weaker than first  *)
+      (* order (in the sense of alpha-conversion). See comment above  *)
+      (* related to the delift function.                              *)
+(* debug_print (lazy "First Order UnificationFailure during delift") ;
+debug_print(lazy (sprintf
+        "Error trying to abstract %s over [%s]: the algorithm only tried to abstract over bound variables"
+        (ppterm subst t)
+        (String.concat "; "
+          (List.map
+            (function Some t -> ppterm subst t | None -> "_") l
+          )))); *)
+      let msg = (lazy (sprintf
+        "Error trying to abstract %s over [%s]: the algorithm only tried to abstract over bound variables"
+        (ppterm ~metasenv subst t)
+        (String.concat "; "
+          (List.map
+            (function Some t -> ppterm ~metasenv subst t | None -> "_")
+            l))))
+      in
+       if
+         List.exists
+          (function
+              Some t -> CicUtil.is_meta_closed (apply_subst subst t)
+            | None -> true) l
+       then
+        raise (Uncertain msg)
+       else
+        raise (MetaSubstFailure msg)
+   in
+   let (metasenv, subst) = restrict subst !to_be_restricted metasenv in
+    res, metasenv, subst
+;;
+
+(* delifts a term t of n levels strating from k, that is changes (Rel m)
+ * to (Rel (m - n)) when m > (k + n). if k <= m < k + n delift fails
+ *)
+let delift_rels_from subst metasenv k n =
+ let rec liftaux subst metasenv k =
+  let module C = Cic in
+   function
+      C.Rel m as t ->
+       if m < k then
+        t, subst, metasenv
+       else if m < k + n then
+         raise DeliftingARelWouldCaptureAFreeVariable
+       else
+        C.Rel (m - n), subst, metasenv
+    | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
+       let exp_named_subst',subst,metasenv = 
+        List.fold_right
+         (fun (uri,t) (l,subst,metasenv) ->
+           let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k t in
+            (uri,t')::l,subst,metasenv) exp_named_subst ([],subst,metasenv)
+       in
+        C.Var (uri,exp_named_subst'),subst,metasenv
+    | C.Meta (i,l) ->
+        (try
+          let (_, t,_) = lookup_subst i subst in
+           liftaux subst metasenv k (CicSubstitution.subst_meta l t)
+         with CicUtil.Subst_not_found _ -> 
+          let l',to_be_restricted,subst,metasenv =
+           let rec aux con l subst metasenv =
+            match l with
+               [] -> [],[],subst,metasenv
+             | he::tl ->
+                let tl',to_be_restricted,subst,metasenv =
+                 aux (con + 1) tl subst metasenv in
+                let he',more_to_be_restricted,subst,metasenv =
+                 match he with
+                    None -> None,[],subst,metasenv
+                  | Some t ->
+                     try
+                      let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k t in
+                       Some t',[],subst,metasenv
+                     with
+                      DeliftingARelWouldCaptureAFreeVariable ->
+                       None,[i,con],subst,metasenv
+                in
+                 he'::tl',more_to_be_restricted@to_be_restricted,subst,metasenv
+           in
+            aux 1 l subst metasenv in
+          let metasenv,subst = restrict subst to_be_restricted metasenv in
+           C.Meta(i,l'),subst,metasenv)
+    | C.Sort _ as t -> t,subst,metasenv
+    | C.Implicit _ as t -> t,subst,metasenv
+    | C.Cast (te,ty) ->
+       let te',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k te in
+       let ty',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k ty in
+        C.Cast (te',ty'),subst,metasenv
+    | C.Prod (n,s,t) ->
+       let s',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k s in
+       let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv (k+1) t in
+        C.Prod (n,s',t'),subst,metasenv
+    | C.Lambda (n,s,t) ->
+       let s',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k s in
+       let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv (k+1) t in
+        C.Lambda (n,s',t'),subst,metasenv
+    | C.LetIn (n,s,ty,t) ->
+       let s',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k s in
+       let ty',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k ty in
+       let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv (k+1) t in
+        C.LetIn (n,s',ty',t'),subst,metasenv
+    | C.Appl l ->
+       let l',subst,metasenv =
+        List.fold_right
+         (fun t (l,subst,metasenv) ->
+           let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k t in
+            t'::l,subst,metasenv) l ([],subst,metasenv) in
+       C.Appl l',subst,metasenv
+    | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
+       let exp_named_subst',subst,metasenv = 
+        List.fold_right
+         (fun (uri,t) (l,subst,metasenv) ->
+           let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k t in
+            (uri,t')::l,subst,metasenv) exp_named_subst ([],subst,metasenv)
+       in
+        C.Const (uri,exp_named_subst'),subst,metasenv
+    | C.MutInd (uri,tyno,exp_named_subst) ->
+       let exp_named_subst',subst,metasenv = 
+        List.fold_right
+         (fun (uri,t) (l,subst,metasenv) ->
+           let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k t in
+            (uri,t')::l,subst,metasenv) exp_named_subst ([],subst,metasenv)
+       in
+        C.MutInd (uri,tyno,exp_named_subst'),subst,metasenv
+    | C.MutConstruct (uri,tyno,consno,exp_named_subst) ->
+       let exp_named_subst',subst,metasenv = 
+        List.fold_right
+         (fun (uri,t) (l,subst,metasenv) ->
+           let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k t in
+            (uri,t')::l,subst,metasenv) exp_named_subst ([],subst,metasenv)
+       in
+        C.MutConstruct (uri,tyno,consno,exp_named_subst'),subst,metasenv
+    | C.MutCase (sp,i,outty,t,pl) ->
+       let outty',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k outty in
+       let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k t in
+       let pl',subst,metasenv =
+        List.fold_right
+         (fun t (l,subst,metasenv) ->
+           let t',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k t in
+            t'::l,subst,metasenv) pl ([],subst,metasenv)
+       in
+        C.MutCase (sp,i,outty',t',pl'),subst,metasenv
+    | C.Fix (i, fl) ->
+       let len = List.length fl in
+       let liftedfl,subst,metasenv =
+        List.fold_right
+         (fun (name, i, ty, bo) (l,subst,metasenv) ->
+           let ty',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k ty in
+           let bo',subst,metasenv = liftaux subst metasenv (k+len) bo in
+            (name,i,ty',bo')::l,subst,metasenv
+         ) fl ([],subst,metasenv)
+       in
+        C.Fix (i, liftedfl),subst,metasenv
+    | C.CoFix (i, fl) ->
+       let len = List.length fl in
+       let liftedfl,subst,metasenv =
+        List.fold_right
+         (fun (name, ty, bo) (l,subst,metasenv) ->
+           let ty',subst,metasenv = liftaux subst metasenv k ty in
+           let bo',subst,metasenv = liftaux subst metasenv (k+len) bo in
+            (name,ty',bo')::l,subst,metasenv
+         ) fl ([],subst,metasenv)
+       in
+        C.CoFix (i, liftedfl),subst,metasenv
+ in
+  liftaux subst metasenv k
+
+let delift_rels subst metasenv n t =
+  delift_rels_from subst metasenv 1 n t
+
+(**** END OF DELIFT ****)
+
+
+(** {2 Format-like pretty printers} *)
+
+let fpp_gen ppf s =
+  Format.pp_print_string ppf s;
+  Format.pp_print_newline ppf ();
+  Format.pp_print_flush ppf ()
+
+let fppsubst ppf subst = fpp_gen ppf (ppsubst ~metasenv:[] subst)
+let fppterm ppf term = fpp_gen ppf (CicPp.ppterm term)
+let fppmetasenv ppf metasenv = fpp_gen ppf (ppmetasenv [] metasenv)