]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - components/cic_unification/cicUnification.ml
branch for universe
[helm.git] / components / cic_unification / cicUnification.ml
diff --git a/components/cic_unification/cicUnification.ml b/components/cic_unification/cicUnification.ml
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ff5f396
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,909 @@
+(* Copyright (C) 2000, 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
+
+exception UnificationFailure of string Lazy.t;;
+exception Uncertain of string Lazy.t;;
+exception AssertFailure of string Lazy.t;;
+
+let verbose = false;;
+let debug_print = fun _ -> () 
+
+let profiler_toa = HExtlib.profile "fo_unif_subst.type_of_aux'"
+let profiler_beta_expand = HExtlib.profile "fo_unif_subst.beta_expand"
+let profiler_deref = HExtlib.profile "fo_unif_subst.deref'"
+let profiler_are_convertible = HExtlib.profile "fo_unif_subst.are_convertible"
+
+let profile = HExtlib.profile "U/CicTypeChecker.type_of_aux'"
+
+let type_of_aux' metasenv subst context term ugraph =
+let foo () =
+  try 
+    profile.HExtlib.profile
+      (CicTypeChecker.type_of_aux' ~subst metasenv context term) ugraph 
+  with
+      CicTypeChecker.TypeCheckerFailure msg ->
+        let msg =
+         lazy
+          (sprintf
+           "Kernel Type checking error: 
+%s\n%s\ncontext=\n%s\nmetasenv=\n%s\nsubstitution=\n%s\nException:\n%s.\nToo bad."
+             (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst term)
+             (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv [] term)
+             (CicMetaSubst.ppcontext ~metasenv subst context)
+             (CicMetaSubst.ppmetasenv subst metasenv) 
+             (CicMetaSubst.ppsubst ~metasenv subst) (Lazy.force msg)) in
+        raise (AssertFailure msg)
+    | CicTypeChecker.AssertFailure msg ->
+        let msg = lazy
+         (sprintf
+           "Kernel Type checking assertion failure: 
+%s\n%s\ncontext=\n%s\nmetasenv=\n%s\nsubstitution=\n%s\nException:\n%s.\nToo bad."
+             (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst term)
+             (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv [] term)
+             (CicMetaSubst.ppcontext ~metasenv subst context)
+             (CicMetaSubst.ppmetasenv subst metasenv) 
+             (CicMetaSubst.ppsubst ~metasenv subst) (Lazy.force msg)) in
+        raise (AssertFailure msg)
+in profiler_toa.HExtlib.profile foo ()
+;;
+
+let exists_a_meta l = 
+  List.exists 
+    (function 
+       | Cic.Meta _  
+       | Cic.Appl (Cic.Meta _::_) -> true
+       | _ -> false) l
+
+let rec deref subst t =
+  let snd (_,a,_) = a in
+  match t with
+      Cic.Meta(n,l) -> 
+        (try 
+           deref subst
+             (CicSubstitution.subst_meta 
+                l (snd (CicUtil.lookup_subst n subst))) 
+         with 
+             CicUtil.Subst_not_found _ -> t)
+    | Cic.Appl(Cic.Meta(n,l)::args) ->
+        (match deref subst (Cic.Meta(n,l)) with
+           | Cic.Lambda _ as t -> 
+               deref subst (CicReduction.head_beta_reduce (Cic.Appl(t::args)))
+           | r -> Cic.Appl(r::args))
+    | Cic.Appl(((Cic.Lambda _) as t)::args) ->
+           deref subst (CicReduction.head_beta_reduce (Cic.Appl(t::args)))
+    | t -> t
+;; 
+
+let deref subst t =
+ let foo () = deref subst t
+ in profiler_deref.HExtlib.profile foo ()
+
+exception WrongShape;;
+let eta_reduce after_beta_expansion after_beta_expansion_body
+     before_beta_expansion
+ =
+ try
+  match before_beta_expansion,after_beta_expansion_body with
+     Cic.Appl l, Cic.Appl l' ->
+      let rec all_but_last check_last =
+       function
+          [] -> assert false
+        | [Cic.Rel 1] -> []
+        | [_] -> if check_last then raise WrongShape else []
+        | he::tl -> he::(all_but_last check_last tl)
+      in
+       let all_but_last check_last l =
+        match all_but_last check_last l with
+           [] -> assert false
+         | [he] -> he
+         | l -> Cic.Appl l
+       in
+       let t = CicSubstitution.subst (Cic.Rel (-1)) (all_but_last true l') in
+       let all_but_last = all_but_last false l in
+        (* here we should test alpha-equivalence; however we know by
+           construction that here alpha_equivalence is equivalent to = *)
+        if t = all_but_last then
+         all_but_last
+        else
+         after_beta_expansion
+   | _,_ -> after_beta_expansion
+ with
+  WrongShape -> after_beta_expansion
+
+let rec beta_expand num test_equality_only metasenv subst context t arg ugraph =
+ let module S = CicSubstitution in
+ let module C = Cic in
+let foo () =
+  let rec aux metasenv subst n context t' ugraph =
+   try
+
+    let subst,metasenv,ugraph1 =
+     fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv 
+      (CicSubstitution.lift n arg) t' ugraph
+
+    in
+     subst,metasenv,C.Rel (1 + n),ugraph1
+   with
+      Uncertain _
+    | UnificationFailure _ ->
+       match t' with
+        | C.Rel m  -> subst,metasenv, 
+           (if m <= n then C.Rel m else C.Rel (m+1)),ugraph
+        | C.Var (uri,exp_named_subst) ->
+           let subst,metasenv,exp_named_subst',ugraph1 =
+            aux_exp_named_subst metasenv subst n context exp_named_subst ugraph
+           in
+            subst,metasenv,C.Var (uri,exp_named_subst'),ugraph1
+        | C.Meta (i,l) ->
+            (* andrea: in general, beta_expand can create badly typed
+             terms. This happens quite seldom in practice, UNLESS we
+             iterate on the local context. For this reason, we renounce
+             to iterate and just lift *)
+            let l = 
+              List.map 
+                (function
+                     Some t -> Some (CicSubstitution.lift 1 t)
+                   | None -> None) l in
+            subst, metasenv, C.Meta (i,l), ugraph
+        | C.Sort _
+        | C.Implicit _ as t -> subst,metasenv,t,ugraph
+        | C.Cast (te,ty) ->
+            let subst,metasenv,te',ugraph1 = 
+              aux metasenv subst n context te ugraph in
+            let subst,metasenv,ty',ugraph2 = 
+              aux metasenv subst n context ty ugraph1 in 
+            (* TASSI: sure this is in serial? *)
+            subst,metasenv,(C.Cast (te', ty')),ugraph2
+        | C.Prod (nn,s,t) ->
+           let subst,metasenv,s',ugraph1 = 
+             aux metasenv subst n context s ugraph in
+           let subst,metasenv,t',ugraph2 =
+             aux metasenv subst (n+1) ((Some (nn, C.Decl s))::context) t 
+               ugraph1
+           in
+           (* TASSI: sure this is in serial? *)
+           subst,metasenv,(C.Prod (nn, s', t')),ugraph2
+        | C.Lambda (nn,s,t) ->
+           let subst,metasenv,s',ugraph1 = 
+             aux metasenv subst n context s ugraph in
+           let subst,metasenv,t',ugraph2 =
+            aux metasenv subst (n+1) ((Some (nn, C.Decl s))::context) t ugraph1
+           in
+           (* TASSI: sure this is in serial? *)
+            subst,metasenv,(C.Lambda (nn, s', t')),ugraph2
+        | C.LetIn (nn,s,ty,t) ->
+           let subst,metasenv,s',ugraph1 = 
+             aux metasenv subst n context s ugraph in
+           let subst,metasenv,ty',ugraph1 = 
+             aux metasenv subst n context ty ugraph in
+           let subst,metasenv,t',ugraph2 =
+            aux metasenv subst (n+1) ((Some (nn, C.Def (s,ty)))::context) t
+              ugraph1
+           in
+           (* TASSI: sure this is in serial? *)
+            subst,metasenv,(C.LetIn (nn, s', ty', t')),ugraph2
+        | C.Appl l ->
+           let subst,metasenv,revl',ugraph1 =
+            List.fold_left
+             (fun (subst,metasenv,appl,ugraph) t ->
+               let subst,metasenv,t',ugraph1 = 
+                 aux metasenv subst n context t ugraph in
+                subst,metasenv,(t'::appl),ugraph1
+             ) (subst,metasenv,[],ugraph) l
+           in
+            subst,metasenv,(C.Appl (List.rev revl')),ugraph1
+        | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
+           let subst,metasenv,exp_named_subst',ugraph1 =
+            aux_exp_named_subst metasenv subst n context exp_named_subst ugraph
+           in
+            subst,metasenv,(C.Const (uri,exp_named_subst')),ugraph1
+        | C.MutInd (uri,i,exp_named_subst) ->
+           let subst,metasenv,exp_named_subst',ugraph1 =
+            aux_exp_named_subst metasenv subst n context exp_named_subst ugraph
+           in
+            subst,metasenv,(C.MutInd (uri,i,exp_named_subst')),ugraph1
+        | C.MutConstruct (uri,i,j,exp_named_subst) ->
+           let subst,metasenv,exp_named_subst',ugraph1 =
+            aux_exp_named_subst metasenv subst n context exp_named_subst ugraph
+           in
+            subst,metasenv,(C.MutConstruct (uri,i,j,exp_named_subst')),ugraph1
+        | C.MutCase (sp,i,outt,t,pl) ->
+           let subst,metasenv,outt',ugraph1 = 
+             aux metasenv subst n context outt ugraph in
+           let subst,metasenv,t',ugraph2 = 
+             aux metasenv subst n context t ugraph1 in
+           let subst,metasenv,revpl',ugraph3 =
+            List.fold_left
+             (fun (subst,metasenv,pl,ugraph) t ->
+               let subst,metasenv,t',ugraph1 = 
+                 aux metasenv subst n context t ugraph in
+               subst,metasenv,(t'::pl),ugraph1
+             ) (subst,metasenv,[],ugraph2) pl
+           in
+           subst,metasenv,(C.MutCase (sp,i,outt', t', List.rev revpl')),ugraph3
+           (* TASSI: not sure this is serial *)
+        | C.Fix (i,fl) ->
+(*CSC: not implemented
+           let tylen = List.length fl in
+            let substitutedfl =
+             List.map
+              (fun (name,i,ty,bo) -> (name, i, aux n ty, aux (n+tylen) bo))
+               fl
+            in
+             C.Fix (i, substitutedfl)
+*)
+            subst,metasenv,(CicSubstitution.lift 1 t' ),ugraph
+        | C.CoFix (i,fl) ->
+(*CSC: not implemented
+           let tylen = List.length fl in
+            let substitutedfl =
+             List.map
+              (fun (name,ty,bo) -> (name, aux n ty, aux (n+tylen) bo))
+               fl
+            in
+             C.CoFix (i, substitutedfl)
+
+*) 
+            subst,metasenv,(CicSubstitution.lift 1 t'), ugraph
+
+  and aux_exp_named_subst metasenv subst n context ens ugraph =
+   List.fold_right
+    (fun (uri,t) (subst,metasenv,l,ugraph) ->
+      let subst,metasenv,t',ugraph1 = aux metasenv subst n context t ugraph in
+       subst,metasenv,((uri,t')::l),ugraph1) ens (subst,metasenv,[],ugraph)
+  in
+  let argty,ugraph1 = type_of_aux' metasenv subst context arg ugraph in
+  let fresh_name =
+   FreshNamesGenerator.mk_fresh_name ~subst
+    metasenv context (Cic.Name ("Hbeta" ^ string_of_int num)) ~typ:argty
+  in
+   let subst,metasenv,t',ugraph2 = aux metasenv subst 0 context t ugraph1 in
+   let t'' = eta_reduce (C.Lambda (fresh_name,argty,t')) t' t in
+   subst, metasenv, t'', ugraph2
+in profiler_beta_expand.HExtlib.profile foo ()
+
+
+and beta_expand_many test_equality_only metasenv subst context t args ugraph =
+  let _,subst,metasenv,hd,ugraph =
+    List.fold_right
+      (fun arg (num,subst,metasenv,t,ugraph) ->
+         let subst,metasenv,t,ugraph1 =
+           beta_expand num test_equality_only 
+             metasenv subst context t arg ugraph 
+         in
+           num+1,subst,metasenv,t,ugraph1 
+      ) args (1,subst,metasenv,t,ugraph) 
+  in
+    subst,metasenv,hd,ugraph
+
+
+(* NUOVA UNIFICAZIONE *)
+(* A substitution is a (int * Cic.term) list that associates a
+   metavariable i with its body.
+   A metaenv is a (int * Cic.term) list that associate a metavariable
+   i with is type. 
+   fo_unif_new takes a metasenv, a context, two terms t1 and t2 and gives back
+   a new substitution which is _NOT_ unwinded. It must be unwinded before
+   applying it. *)
+
+and fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv t1 t2 ugraph =  
+ let module C = Cic in
+ let module R = CicReduction in
+ let module S = CicSubstitution in
+ let t1 = deref subst t1 in
+ let t2 = deref subst t2 in
+ let (&&&) a b = (a && b) || ((not a) && (not b)) in
+(* let bef = Sys.time () in *)
+ let b,ugraph =
+  if not (CicUtil.is_meta_closed (CicMetaSubst.apply_subst subst t1) &&& CicUtil.is_meta_closed (CicMetaSubst.apply_subst subst t2)) then
+   false,ugraph
+  else
+let foo () =
+   R.are_convertible ~subst ~metasenv context t1 t2 ugraph 
+in profiler_are_convertible.HExtlib.profile foo ()
+ in
+(* let aft = Sys.time () in
+if (aft -. bef > 2.0) then prerr_endline ("LEEEENTO: " ^ CicMetaSubst.ppterm_in_context subst ~metasenv t1 context ^ " <===> " ^ CicMetaSubst.ppterm_in_context subst ~metasenv t2 context); *)
+   if b then
+     subst, metasenv, ugraph 
+   else
+   match (t1, t2) with
+     | (C.Meta (n,ln), C.Meta (m,lm)) when n=m ->
+         let _,subst,metasenv,ugraph1 =
+           (try
+              List.fold_left2
+                (fun (j,subst,metasenv,ugraph) t1 t2 ->
+                   match t1,t2 with
+                       None,_
+                     | _,None -> j+1,subst,metasenv,ugraph
+                     | Some t1', Some t2' ->
+                         (* First possibility:  restriction    *)
+                         (* Second possibility: unification    *)
+                         (* Third possibility:  convertibility *)
+                         let b, ugraph1 = 
+                         R.are_convertible 
+                           ~subst ~metasenv context t1' t2' ugraph
+                         in
+                         if b then
+                           j+1,subst,metasenv, ugraph1 
+                         else
+                           (try
+                              let subst,metasenv,ugraph2 =
+                                fo_unif_subst 
+                                  test_equality_only 
+                                  subst context metasenv t1' t2' ugraph
+                              in
+                                j+1,subst,metasenv,ugraph2
+                            with
+                                Uncertain _
+                              | UnificationFailure _ ->
+debug_print (lazy ("restringo Meta n." ^ (string_of_int n) ^ "on variable n." ^ (string_of_int j))); 
+                                  let metasenv, subst = 
+                                    CicMetaSubst.restrict 
+                                      subst [(n,j)] metasenv in
+                                    j+1,subst,metasenv,ugraph1)
+                ) (1,subst,metasenv,ugraph) ln lm
+            with
+                Exit ->
+                  raise 
+                    (UnificationFailure (lazy "1"))
+                    (*
+                    (sprintf
+                      "Error trying to unify %s with %s: the algorithm tried to check whether the two substitutions are convertible; if they are not, it tried to unify the two substitutions. No restriction was attempted."
+                      (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+                      (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2))) *)
+              | Invalid_argument _ ->
+                  raise 
+                    (UnificationFailure (lazy "2")))
+                    (*
+                    (sprintf
+                      "Error trying to unify %s with %s: the lengths of the two local contexts do not match." 
+                      (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+                      (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2)))) *)
+         in subst,metasenv,ugraph1
+     | (C.Meta (n,_), C.Meta (m,_)) when n>m ->
+         fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv t2 t1 ugraph
+     | (C.Meta (n,l), t)   
+     | (t, C.Meta (n,l)) ->
+         let swap =
+           match t1,t2 with
+               C.Meta (n,_), C.Meta (m,_) when n < m -> false
+             | _, C.Meta _ -> false
+             | _,_ -> true
+         in
+         let lower = fun x y -> if swap then y else x in
+         let upper = fun x y -> if swap then x else y in
+         let fo_unif_subst_ordered 
+             test_equality_only subst context metasenv m1 m2 ugraph =
+           fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv 
+             (lower m1 m2) (upper m1 m2) ugraph
+         in
+         begin
+         let subst,metasenv,ugraph1 = 
+           let (_,_,meta_type) =  CicUtil.lookup_meta n metasenv in
+           (try
+              let tyt,ugraph1 = 
+                type_of_aux' metasenv subst context t ugraph 
+              in
+                fo_unif_subst 
+                  test_equality_only 
+                  subst context metasenv tyt (S.subst_meta l meta_type) ugraph1
+            with 
+                UnificationFailure _ as e -> raise e
+              | Uncertain msg -> raise (UnificationFailure msg)
+              | AssertFailure _ ->
+                  debug_print (lazy "siamo allo huge hack");
+                  (* TODO huge hack!!!!
+                   * we keep on unifying/refining in the hope that 
+                   * the problem will be eventually solved. 
+                   * In the meantime we're breaking a big invariant:
+                   * the terms that we are unifying are no longer well 
+                   * typed in the current context (in the worst case 
+                   * we could even diverge) *)
+                  (subst, metasenv,ugraph)) in
+         let t',metasenv,subst =
+           try 
+             CicMetaSubst.delift n subst context metasenv l t
+           with
+               (CicMetaSubst.MetaSubstFailure msg)-> 
+                 raise (UnificationFailure msg)
+             | (CicMetaSubst.Uncertain msg) -> raise (Uncertain msg)
+         in
+         let t'',ugraph2 =
+           match t' with
+               C.Sort (C.Type u) when not test_equality_only ->
+                 let u' = CicUniv.fresh () in
+                 let s = C.Sort (C.Type u') in
+                  (try
+                    let ugraph2 =   
+                     CicUniv.add_ge (upper u u') (lower u u') ugraph1
+                    in
+                     s,ugraph2
+                   with
+                    CicUniv.UniverseInconsistency msg ->
+                     raise (UnificationFailure msg))
+             | _ -> t',ugraph1
+         in
+         (* Unifying the types may have already instantiated n. Let's check *)
+         try
+           let (_, oldt,_) = CicUtil.lookup_subst n subst in
+           let lifted_oldt = S.subst_meta l oldt in
+             fo_unif_subst_ordered 
+               test_equality_only subst context metasenv t lifted_oldt ugraph2
+         with
+             CicUtil.Subst_not_found _ -> 
+               let (_, context, ty) = CicUtil.lookup_meta n metasenv in
+               let subst = (n, (context, t'',ty)) :: subst in
+               let metasenv =
+                 List.filter (fun (m,_,_) -> not (n = m)) metasenv in
+               subst, metasenv, ugraph2
+         end
+   | (C.Var (uri1,exp_named_subst1),C.Var (uri2,exp_named_subst2))
+   | (C.Const (uri1,exp_named_subst1),C.Const (uri2,exp_named_subst2)) ->
+      if UriManager.eq uri1 uri2 then
+       fo_unif_subst_exp_named_subst test_equality_only subst context metasenv
+        exp_named_subst1 exp_named_subst2 ugraph
+      else
+       raise (UnificationFailure (lazy 
+          (sprintf
+            "Can't unify %s with %s due to different constants"
+            (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+            (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2))))
+   | C.MutInd (uri1,i1,exp_named_subst1),C.MutInd (uri2,i2,exp_named_subst2) ->
+       if UriManager.eq uri1 uri2 && i1 = i2 then
+         fo_unif_subst_exp_named_subst 
+           test_equality_only 
+           subst context metasenv exp_named_subst1 exp_named_subst2 ugraph
+       else
+         raise (UnificationFailure
+           (lazy
+            (sprintf
+             "Can't unify %s with %s due to different inductive principles"
+             (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+             (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2))))
+   | C.MutConstruct (uri1,i1,j1,exp_named_subst1),
+       C.MutConstruct (uri2,i2,j2,exp_named_subst2) ->
+       if UriManager.eq uri1 uri2 && i1 = i2 && j1 = j2 then
+         fo_unif_subst_exp_named_subst
+           test_equality_only 
+           subst context metasenv exp_named_subst1 exp_named_subst2 ugraph
+       else
+         raise (UnificationFailure
+          (lazy
+            (sprintf
+              "Can't unify %s with %s due to different inductive constructors"
+              (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+              (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2))))
+   | (C.Implicit _, _) | (_, C.Implicit _) ->  assert false
+   | (C.Cast (te,ty), t2) -> fo_unif_subst test_equality_only 
+                              subst context metasenv te t2 ugraph
+   | (t1, C.Cast (te,ty)) -> fo_unif_subst test_equality_only 
+                              subst context metasenv t1 te ugraph
+   | (C.Prod (n1,s1,t1), C.Prod (_,s2,t2)) -> 
+       let subst',metasenv',ugraph1 = 
+         fo_unif_subst true subst context metasenv s1 s2 ugraph 
+       in
+         fo_unif_subst test_equality_only 
+           subst' ((Some (n1,(C.Decl s1)))::context) metasenv' t1 t2 ugraph1
+   | (C.Lambda (n1,s1,t1), C.Lambda (_,s2,t2)) -> 
+       let subst',metasenv',ugraph1 = 
+         fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv s1 s2 ugraph 
+       in
+         fo_unif_subst test_equality_only 
+           subst' ((Some (n1,(C.Decl s1)))::context) metasenv' t1 t2 ugraph1
+   | (C.LetIn (_,s1,ty1,t1), t2)  
+   | (t2, C.LetIn (_,s1,ty1,t1)) -> 
+       fo_unif_subst 
+        test_equality_only subst context metasenv t2 (S.subst s1 t1) ugraph
+   | (C.Appl l1, C.Appl l2) -> 
+       (* andrea: this case should be probably rewritten in the 
+          spirit of deref *)
+       (match l1,l2 with
+          | C.Meta (i,_)::args1, C.Meta (j,_)::args2 when i = j ->
+              (try 
+                 List.fold_left2 
+                   (fun (subst,metasenv,ugraph) t1 t2 ->
+                      fo_unif_subst 
+                        test_equality_only subst context metasenv t1 t2 ugraph)
+                   (subst,metasenv,ugraph) l1 l2 
+               with (Invalid_argument msg) -> 
+                 raise (UnificationFailure (lazy msg)))
+          | C.Meta (i,l)::args, _ when not(exists_a_meta args) ->
+              (* we verify that none of the args is a Meta, 
+                since beta expanding with respoect to a metavariable 
+                makes no sense  *)
+ (*
+              (try 
+                 let (_,t,_) = CicUtil.lookup_subst i subst in
+                 let lifted = S.subst_meta l t in
+                 let reduced = CicReduction.head_beta_reduce (Cic.Appl (lifted::args)) in
+                   fo_unif_subst 
+                    test_equality_only 
+                     subst context metasenv reduced t2 ugraph
+               with CicUtil.Subst_not_found _ -> *)
+              let subst,metasenv,beta_expanded,ugraph1 =
+                beta_expand_many 
+                  test_equality_only metasenv subst context t2 args ugraph 
+              in
+                fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv 
+                  (C.Meta (i,l)) beta_expanded ugraph1
+          | _, C.Meta (i,l)::args when not(exists_a_meta args)  ->
+              (* (try 
+                 let (_,t,_) = CicUtil.lookup_subst i subst in
+                 let lifted = S.subst_meta l t in
+                 let reduced = CicReduction.head_beta_reduce (Cic.Appl (lifted::args)) in
+                   fo_unif_subst 
+                     test_equality_only 
+                     subst context metasenv t1 reduced ugraph
+               with CicUtil.Subst_not_found _ -> *)
+                 let subst,metasenv,beta_expanded,ugraph1 =
+                   beta_expand_many 
+                     test_equality_only 
+                     metasenv subst context t1 args ugraph 
+                 in
+                   fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv 
+                     (C.Meta (i,l)) beta_expanded ugraph1
+          | _,_ ->
+              let lr1 = List.rev l1 in
+              let lr2 = List.rev l2 in
+              let rec 
+                  fo_unif_l test_equality_only subst metasenv (l1,l2) ugraph =
+                match (l1,l2) with
+                    [],_
+                  | _,[] -> assert false
+                  | ([h1],[h2]) ->
+                      fo_unif_subst 
+                        test_equality_only subst context metasenv h1 h2 ugraph
+                  | ([h],l) 
+                  | (l,[h]) ->
+                      fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv
+                        h (C.Appl (List.rev l)) ugraph
+                  | ((h1::l1),(h2::l2)) -> 
+                      let subst', metasenv',ugraph1 = 
+                        fo_unif_subst 
+                          test_equality_only 
+                          subst context metasenv h1 h2 ugraph
+                      in 
+                        fo_unif_l 
+                          test_equality_only subst' metasenv' (l1,l2) ugraph1
+              in
+              (try 
+                fo_unif_l 
+                  test_equality_only subst metasenv (lr1, lr2)  ugraph
+              with 
+              | UnificationFailure s
+              | Uncertain s as exn -> 
+                  (match l1, l2 with
+                  | (((Cic.Const (uri1, ens1)) as c1) :: tl1), 
+                     (((Cic.Const (uri2, ens2)) as c2) :: tl2) when
+                    CoercDb.is_a_coercion' c1 && 
+                    CoercDb.is_a_coercion' c2 &&
+                    not (UriManager.eq uri1 uri2) ->
+(*DEBUGGING ONLY:
+prerr_endline ("<<<< " ^ CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst (C.Appl l1) context ^ " <==> " ^ CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst (C.Appl l2) context);
+let res =
+*)
+                     let rec look_for_first_coercion c tl =
+                      match
+                       CicMetaSubst.apply_subst subst (HExtlib.list_last tl)
+                      with
+                         Cic.Appl ((Cic.Const (uri1,ens1) as c')::tl')
+                          when CoercDb.is_a_coercion' c' ->
+                           look_for_first_coercion c' tl'
+                       | last_tl -> c,last_tl
+                     in
+                      let c1,last_tl1 = look_for_first_coercion c1 tl1 in 
+                      let c2,last_tl2 = look_for_first_coercion c2 tl2 in
+                      let car1 =
+                        CoercDb.coerc_carr_of_term (CoercGraph.source_of c1) in
+                      let car2 = 
+                        CoercDb.coerc_carr_of_term (CoercGraph.source_of c2) in
+                      if CoercDb.eq_carr car1 car2 then
+                       (match last_tl1,last_tl2 with
+                           C.Meta (i1,_),C.Meta(i2,_) when i1=i2 -> raise exn
+                         | C.Meta _, _
+                         | _, C.Meta _ ->
+                           let subst,metasenv,ugraph =
+                            fo_unif_subst test_equality_only subst context
+                             metasenv last_tl1 last_tl2 ugraph
+                           in
+                            fo_unif_subst test_equality_only subst context
+                             metasenv (C.Appl l1) (C.Appl l2) ugraph
+                         | _ -> raise exn)
+                      else
+                       let meets = 
+                         CoercGraph.meets metasenv subst context car1 car2 
+                       in
+                        (match meets with
+                        | [] -> raise exn
+                        | (carr,metasenv,to1,to2)::xxx -> 
+                          (match xxx with
+                          [] -> ()
+                          | (m2,_,c2,c2')::_ ->
+                          let m1,_,c1,c1' = carr,metasenv,to1,to2 in
+                          let unopt = 
+                            function Some (_,t) -> CicPp.ppterm t 
+                            | None -> "id"
+                          in
+                          HLog.warn 
+                            ("There are two minimal joins of "^
+                            CoercDb.name_of_carr car1^" and "^
+                            CoercDb.name_of_carr car2^": " ^ 
+                            CoercDb.name_of_carr m1 ^ " via "^unopt c1^" + "^
+                            unopt c1'^" and " ^ CoercDb.name_of_carr m2^" via "^
+                            unopt c2^" + "^unopt c2'));
+                          let last_tl1',(subst,metasenv,ugraph) =
+                           match last_tl1,to1 with
+                            | Cic.Meta (i1,l1),Some (last,coerced) -> 
+                                last,
+                                  fo_unif_subst test_equality_only subst context
+                                     metasenv coerced last_tl1 ugraph
+                            | _ -> last_tl1,(subst,metasenv,ugraph) 
+                          in
+                          let last_tl2',(subst,metasenv,ugraph) =
+                           match last_tl2,to2 with
+                            | Cic.Meta (i2,l2),Some (last,coerced) -> 
+                                last,
+                                  fo_unif_subst test_equality_only subst context
+                                     metasenv coerced last_tl2 ugraph
+                            | _ -> last_tl2,(subst,metasenv,ugraph) 
+                          in
+                        (*DEBUGGING ONLY:
+prerr_endline ("OK " ^ CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst last_tl1' context ^ " <==> " ^ CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst last_tl2' context);
+*)
+                           let subst,metasenv,ugraph =
+                            fo_unif_subst test_equality_only subst context
+                             metasenv last_tl1' last_tl2' ugraph
+                           in
+                            fo_unif_subst test_equality_only subst context
+                             metasenv (C.Appl l1) (C.Appl l2) ugraph)
+(*DEBUGGING ONLY:
+in
+let subst,metasenv,ugraph = res in
+prerr_endline (">>>> " ^ CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst (C.Appl l1) context ^ " <==> " ^ CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst (C.Appl l2) context);
+res
+*)
+                  (*CSC: This is necessary because of the "elim H" tactic
+                         where the type of H is only reducible to an
+                         inductive type. This could be extended from inductive
+                         types to any rigid term. However, the code is
+                         duplicated in two places: inside applications and
+                         outside them. Probably it would be better to
+                         work with lambda-bar terms instead. *)
+                  | (Cic.MutInd _::_, Cic.MutInd _::_) -> raise exn
+                  | (_, Cic.MutInd _::_) ->
+                     let t1' = R.whd ~subst context t1 in
+                     (match t1' with
+                          C.Appl (C.MutInd _::_) -> 
+                            fo_unif_subst test_equality_only 
+                              subst context metasenv t1' t2 ugraph         
+                        | _ -> raise (UnificationFailure (lazy "88")))
+                  | (Cic.MutInd _::_,_) ->
+                     let t2' = R.whd ~subst context t2 in
+                     (match t2' with
+                          C.Appl (C.MutInd _::_) -> 
+                            fo_unif_subst test_equality_only 
+                              subst context metasenv t1 t2' ugraph         
+                        | _ -> raise 
+                           (UnificationFailure 
+                              (lazy ("not a mutind :"^CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2 ))))
+                  | _ -> raise exn)))
+   | (C.MutCase (_,_,outt1,t1',pl1), C.MutCase (_,_,outt2,t2',pl2))->
+       let subst', metasenv',ugraph1 = 
+        fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv outt1 outt2
+          ugraph in
+       let subst'',metasenv'',ugraph2 = 
+        fo_unif_subst test_equality_only subst' context metasenv' t1' t2'
+          ugraph1 in
+       (try
+         List.fold_left2 
+          (fun (subst,metasenv,ugraph) t1 t2 ->
+            fo_unif_subst 
+             test_equality_only subst context metasenv t1 t2 ugraph
+          ) (subst'',metasenv'',ugraph2) pl1 pl2 
+        with
+         Invalid_argument _ ->
+          raise (UnificationFailure (lazy "6.1")))
+           (* (sprintf
+              "Error trying to unify %s with %s: the number of branches is not the same." 
+              (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+              (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2)))) *)
+   | (C.Rel _, _) | (_,  C.Rel _) ->
+       if t1 = t2 then
+         subst, metasenv,ugraph
+       else
+        raise (UnificationFailure (lazy 
+           (sprintf
+             "Can't unify %s with %s because they are not convertible"
+             (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+             (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2))))
+   | (C.Appl (C.Meta(i,l)::args),t2) when not(exists_a_meta args) ->
+       let subst,metasenv,beta_expanded,ugraph1 =
+         beta_expand_many 
+           test_equality_only metasenv subst context t2 args ugraph 
+       in
+         fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv 
+           (C.Meta (i,l)) beta_expanded ugraph1
+   | (t1,C.Appl (C.Meta(i,l)::args)) when not(exists_a_meta args) ->
+       let subst,metasenv,beta_expanded,ugraph1 =
+         beta_expand_many 
+           test_equality_only metasenv subst context t1 args ugraph 
+       in
+         fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv 
+           beta_expanded (C.Meta (i,l)) ugraph1
+(* Works iff there are no arguments applied to it; similar to the
+   case below
+   | (_, C.MutInd _) ->
+       let t1' = R.whd ~subst context t1 in
+       (match t1' with
+            C.MutInd _ -> 
+              fo_unif_subst test_equality_only 
+                subst context metasenv t1' t2 ugraph         
+          | _ -> raise (UnificationFailure (lazy "8")))
+*)
+(* The following idea could be exploited again; right now we have no
+   longer any example requiring it
+   | (C.Prod _, t2) ->
+       let t2' = R.whd ~subst context t2 in
+       (match t2' with
+            C.Prod _ -> 
+              fo_unif_subst test_equality_only 
+                subst context metasenv t1 t2' ugraph         
+          | _ -> raise (UnificationFailure (lazy "8")))
+   | (t1, C.Prod _) ->
+       let t1' = R.whd ~subst context t1 in
+       (match t1' with
+            C.Prod _ -> 
+              fo_unif_subst test_equality_only 
+                subst context metasenv t1' t2 ugraph         
+          | _ -> (* raise (UnificationFailure "9")) *)
+             raise 
+                (UnificationFailure (lazy (sprintf
+                   "Can't unify %s with %s because they are not convertible"
+                   (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+                   (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2)))))
+*)
+   | (_,_) ->
+     (* delta-beta reduction should almost never be a problem for
+        unification since:
+         1. long computations require iota reduction
+         2. it is extremely rare that a close term t1 (that could be unified
+            to t2) beta-delta reduces to t1' while t2 does not beta-delta
+            reduces in the same way. This happens only if one meta of t2
+            occurs in head position during beta reduction. In this unluky
+            case too much reduction will be performed on t1 and unification
+            will surely fail. *)
+     let t1' = CicReduction.head_beta_reduce ~delta:true t1 in
+     let t2' = CicReduction.head_beta_reduce ~delta:true t2 in
+      if t1 = t1' && t2 = t2' then
+       raise (UnificationFailure
+        (lazy 
+          (sprintf
+            "Can't unify %s with %s because they are not convertible"
+            (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+            (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2))))
+      else
+       try
+        fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv t1' t2' ugraph
+       with
+          UnificationFailure _
+        | Uncertain _ ->
+           raise (UnificationFailure
+            (lazy 
+              (sprintf
+                "Can't unify %s with %s because they are not convertible"
+                (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1) 
+                (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2))))
+
+and fo_unif_subst_exp_named_subst test_equality_only subst context metasenv
+ exp_named_subst1 exp_named_subst2 ugraph
+=
+ try
+  List.fold_left2
+   (fun (subst,metasenv,ugraph) (uri1,t1) (uri2,t2) ->
+     assert (uri1=uri2) ;
+     fo_unif_subst test_equality_only subst context metasenv t1 t2 ugraph
+   ) (subst,metasenv,ugraph) exp_named_subst1 exp_named_subst2
+ with
+  Invalid_argument _ ->
+   let print_ens ens =
+    String.concat " ; "
+     (List.map
+       (fun (uri,t) ->
+         UriManager.string_of_uri uri ^ " := " ^ (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t)
+       ) ens) 
+   in
+    raise (UnificationFailure (lazy (sprintf
+     "Error trying to unify the two explicit named substitutions (local contexts) %s and %s: their lengths is different." (print_ens exp_named_subst1) (print_ens exp_named_subst2))))
+
+(* A substitution is a (int * Cic.term) list that associates a               *)
+(* metavariable i with its body.                                             *)
+(* metasenv is of type Cic.metasenv                                          *)
+(* fo_unif takes a metasenv, a context, two terms t1 and t2 and gives back   *)
+(* a new substitution which is already unwinded and ready to be applied and  *)
+(* a new metasenv in which some hypothesis in the contexts of the            *)
+(* metavariables may have been restricted.                                   *)
+let fo_unif metasenv context t1 t2 ugraph = 
+ fo_unif_subst false [] context metasenv t1 t2 ugraph ;;
+
+let enrich_msg msg subst context metasenv t1 t2 ugraph =
+ lazy (
+  if verbose then
+   sprintf "[Verbose] Unification error unifying %s of type %s with %s of type %s in context\n%s\nand metasenv\n%s\nand substitution\n%s\nbecause %s"
+    (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t1)
+    (try
+      let ty_t1,_ = type_of_aux' metasenv subst context t1 ugraph in
+      CicPp.ppterm ty_t1
+    with 
+    | UnificationFailure s
+    | Uncertain s
+    | AssertFailure s -> sprintf "MALFORMED(t1): \n<BEGIN>%s\n<END>" (Lazy.force s))
+    (CicMetaSubst.ppterm ~metasenv subst t2)
+    (try
+      let ty_t2,_ = type_of_aux' metasenv subst context t2 ugraph in
+      CicPp.ppterm ty_t2
+    with
+    | UnificationFailure s
+    | Uncertain s
+    | AssertFailure s -> sprintf "MALFORMED(t2): \n<BEGIN>%s\n<END>" (Lazy.force s))
+    (CicMetaSubst.ppcontext ~metasenv subst context)
+    (CicMetaSubst.ppmetasenv subst metasenv)
+    (CicMetaSubst.ppsubst ~metasenv subst) (Lazy.force msg)
+ else
+   sprintf "Unification error unifying %s of type %s with %s of type %s in context\n%s\nand metasenv\n%s\nbecause %s"
+    (CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst t1 context)
+    (try
+      let ty_t1,_ = type_of_aux' metasenv subst context t1 ugraph in
+      CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst ty_t1 context
+    with 
+    | UnificationFailure s
+    | Uncertain s
+    | AssertFailure s -> sprintf "MALFORMED(t1): \n<BEGIN>%s\n<END>" (Lazy.force s))
+    (CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst t2 context)
+    (try
+      let ty_t2,_ = type_of_aux' metasenv subst context t2 ugraph in
+      CicMetaSubst.ppterm_in_context ~metasenv subst ty_t2 context
+    with
+    | UnificationFailure s
+    | Uncertain s
+    | AssertFailure s -> sprintf "MALFORMED(t2): \n<BEGIN>%s\n<END>" (Lazy.force s))
+    (CicMetaSubst.ppcontext ~metasenv subst context)
+    (CicMetaSubst.ppmetasenv subst metasenv)
+    (Lazy.force msg)
+ )
+
+let fo_unif_subst subst context metasenv t1 t2 ugraph =
+  try
+    fo_unif_subst false subst context metasenv t1 t2 ugraph
+  with
+  | AssertFailure msg ->
+     raise (AssertFailure (enrich_msg msg subst context metasenv t1 t2 ugraph))
+  | UnificationFailure msg ->
+     raise (UnificationFailure (enrich_msg msg subst context metasenv t1 t2 ugraph))
+;;