]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - components/tactics/paramodulation/indexing.ml
branch for universe
[helm.git] / components / tactics / paramodulation / indexing.ml
diff --git a/components/tactics/paramodulation/indexing.ml b/components/tactics/paramodulation/indexing.ml
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4e14964
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1213 @@
+(* Copyright (C) 2005, 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/.
+ *)
+
+(* let _profiler = <:profiler<_profiler>>;; *)
+
+(* $Id$ *)
+
+module Index = Equality_indexing.DT (* discrimination tree based indexing *)
+(*
+module Index = Equality_indexing.DT (* path tree based indexing *)
+*)
+
+let debug_print = Utils.debug_print;;
+
+(* 
+for debugging 
+let check_equation env equation msg =
+  let w, proof, (eq_ty, left, right, order), metas, args = equation in
+  let metasenv, context, ugraph = env 
+  let metasenv' = metasenv @ metas in
+    try
+      CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv' context left ugraph;
+      CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv' context right ugraph;
+      ()
+    with 
+        CicUtil.Meta_not_found _ as exn ->
+          begin
+            prerr_endline msg; 
+            prerr_endline (CicPp.ppterm left);
+            prerr_endline (CicPp.ppterm right);
+            raise exn
+          end 
+*)
+
+type retrieval_mode = Matching | Unification;;
+
+let string_of_res ?env =
+  function
+      None -> "None"
+    | Some (t, s, m, u, (p,e)) ->
+        Printf.sprintf "Some: (%s, %s, %s)" 
+          (Utils.string_of_pos p)
+          (Equality.string_of_equality ?env e)
+          (CicPp.ppterm t)
+;;
+
+let print_res ?env res = 
+  prerr_endline 
+    (String.concat "\n"
+       (List.map (string_of_res ?env) res))
+;;
+
+let print_candidates ?env mode term res =
+  let _ =
+    match mode with
+    | Matching ->
+        prerr_endline ("| candidates Matching " ^ (CicPp.ppterm term))
+    | Unification ->
+        prerr_endline ("| candidates Unification " ^ (CicPp.ppterm term))
+  in
+  prerr_endline 
+    (String.concat "\n"
+       (List.map
+          (fun (p, e) ->
+             Printf.sprintf "| (%s, %s)" (Utils.string_of_pos p)
+               (Equality.string_of_equality ?env e))
+          res));
+;;
+
+
+let apply_subst = Subst.apply_subst
+
+let index = Index.index
+let remove_index = Index.remove_index
+let in_index = Index.in_index
+let empty = Index.empty 
+let init_index = Index.init_index
+
+let check_disjoint_invariant subst metasenv msg =
+  if (List.exists 
+        (fun (i,_,_) -> (Subst.is_in_subst i subst)) metasenv)
+  then 
+    begin 
+      prerr_endline ("not disjoint: " ^ msg);
+      assert false
+    end
+;;
+
+let check_for_duplicates metas msg =
+  if List.length metas <> 
+  List.length (HExtlib.list_uniq (List.sort Pervasives.compare metas)) then
+    begin 
+      prerr_endline ("DUPLICATI " ^ msg);
+      prerr_endline (CicMetaSubst.ppmetasenv [] metas);
+      assert false
+    end
+;;
+
+let check_res res msg =
+  match res with
+      Some (t, subst, menv, ug, eq_found) ->
+        let eqs = Equality.string_of_equality (snd eq_found) in
+        check_disjoint_invariant subst menv msg;
+        check_for_duplicates menv (msg ^ "\nchecking " ^ eqs);
+    | None -> ()
+;;
+
+let check_target bag context target msg =
+  let w, proof, (eq_ty, left, right, order), metas,_ = 
+    Equality.open_equality target in
+  (* check that metas does not contains duplicates *)
+  let eqs = Equality.string_of_equality target in
+  let _ = check_for_duplicates metas (msg ^ "\nchecking " ^ eqs) in
+  let actual = (Utils.metas_of_term left)@(Utils.metas_of_term right)
+    @(Utils.metas_of_term eq_ty)@(Equality.metas_of_proof bag proof)  in
+  let menv = List.filter (fun (i, _, _) -> List.mem i actual) metas in
+  let _ = if menv <> metas then 
+    begin 
+      prerr_endline ("extra metas " ^ msg);
+      prerr_endline (CicMetaSubst.ppmetasenv [] metas);
+      prerr_endline "**********************";
+      prerr_endline (CicMetaSubst.ppmetasenv [] menv);
+      prerr_endline ("left: " ^ (CicPp.ppterm left));
+      prerr_endline ("right: " ^ (CicPp.ppterm right)); 
+      prerr_endline ("ty: " ^ (CicPp.ppterm eq_ty));
+      assert false
+    end
+  else () in ()
+(*
+  try 
+      ignore(CicTypeChecker.type_of_aux'
+        metas context (Founif.build_proof_term proof) CicUniv.empty_ugraph)
+  with e ->  
+      prerr_endline msg;
+      prerr_endline (Founif.string_of_proof proof);
+      prerr_endline (CicPp.ppterm (Founif.build_proof_term proof));
+      prerr_endline ("+++++++++++++left: " ^ (CicPp.ppterm left));
+      prerr_endline ("+++++++++++++right: " ^ (CicPp.ppterm right)); 
+      raise e 
+*)
+
+
+(* returns a list of all the equalities in the tree that are in relation
+   "mode" with the given term, where mode can be either Matching or
+   Unification.
+
+   Format of the return value: list of tuples in the form:
+   (position - Left or Right - of the term that matched the given one in this
+     equality,
+    equality found)
+   
+   Note that if equality is "left = right", if the ordering is left > right,
+   the position will always be Left, and if the ordering is left < right,
+   position will be Right.
+*)
+
+let get_candidates ?env mode tree term =
+  let s = 
+    match mode with
+    | Matching -> 
+        Index.retrieve_generalizations tree term
+    | Unification -> 
+        Index.retrieve_unifiables tree term
+        
+  in
+  Index.PosEqSet.elements s
+;;
+
+(*
+  finds the first equality in the index that matches "term", of type "termty"
+  termty can be Implicit if it is not needed. The result (one of the sides of
+  the equality, actually) should be not greater (wrt the term ordering) than
+  term
+
+  Format of the return value:
+
+  (term to substitute, [Cic.Rel 1 properly lifted - see the various
+                        build_newtarget functions inside the various
+                        demodulation_* functions]
+   substitution used for the matching,
+   metasenv,
+   ugraph, [substitution, metasenv and ugraph have the same meaning as those
+   returned by CicUnification.fo_unif]
+   (equality where the matching term was found, [i.e. the equality to use as
+                                                rewrite rule]
+    uri [either eq_ind_URI or eq_ind_r_URI, depending on the direction of
+         the equality: this is used to build the proof term, again see one of
+         the build_newtarget functions]
+   ))
+*)
+let rec find_matches bag metasenv context ugraph lift_amount term termty =
+  let module C = Cic in
+  let module U = Utils in
+  let module S = CicSubstitution in
+  let module M = CicMetaSubst in
+  let module HL = HelmLibraryObjects in
+  let cmp = !Utils.compare_terms in
+  let check = match termty with C.Implicit None -> false | _ -> true in
+  function
+    | [] -> None
+    | candidate::tl ->
+        let pos, equality = candidate in
+        let (_, proof, (ty, left, right, o), metas,_) = 
+          Equality.open_equality equality 
+        in
+        if Utils.debug_metas then 
+          ignore(check_target bag context (snd candidate) "find_matches");
+        if Utils.debug_res then 
+          begin
+            let c="eq = "^(Equality.string_of_equality (snd candidate)) ^ "\n"in
+            let t="t = " ^ (CicPp.ppterm term) ^ "\n" in
+            let m="metas = " ^ (CicMetaSubst.ppmetasenv [] metas) ^ "\n" in
+(*
+            let p="proof = "^
+              (CicPp.ppterm(Equality.build_proof_term proof))^"\n" 
+            in
+*)
+              check_for_duplicates metas "gia nella metas";
+              check_for_duplicates (metasenv@metas) ("not disjoint"^c^t^m(*^p*))
+          end;
+        if check && not (fst (CicReduction.are_convertible
+                                ~metasenv context termty ty ugraph)) then (
+          find_matches bag metasenv context ugraph lift_amount term termty tl
+        ) else
+          let do_match c =
+            let subst', metasenv', ugraph' =
+              Founif.matching 
+                metasenv metas context term (S.lift lift_amount c) ugraph
+            in
+            Some (Cic.Rel(1+lift_amount),subst',metasenv',ugraph',candidate)
+          in
+          let c, other =
+            if pos = Utils.Left then left, right
+            else right, left
+          in
+          if o <> U.Incomparable then
+            let res =
+              try
+                do_match c 
+              with Founif.MatchingFailure ->
+                find_matches bag metasenv context ugraph lift_amount term termty tl
+            in
+              if Utils.debug_res then ignore (check_res res "find1");
+              res
+          else
+            let res =
+              try do_match c 
+              with Founif.MatchingFailure -> None
+            in
+            if Utils.debug_res then ignore (check_res res "find2");
+            match res with
+            | Some (_, s, _, _, _) ->
+                let c' = apply_subst s c in
+                (* 
+             let other' = U.guarded_simpl context (apply_subst s other) in *)
+                let other' = apply_subst s other in
+                let order = cmp c' other' in
+                if order = U.Gt then
+                  res
+                else
+                  find_matches bag
+                    metasenv context ugraph lift_amount term termty tl
+            | None ->
+                find_matches bag metasenv context ugraph lift_amount term termty tl
+;;
+
+let find_matches metasenv context ugraph lift_amount term termty =
+  find_matches metasenv context ugraph lift_amount term termty
+;;
+
+(*
+  as above, but finds all the matching equalities, and the matching condition
+  can be either Founif.matching or Inference.unification
+*)
+(* XXX termty unused *)
+let rec find_all_matches ?(unif_fun=Founif.unification)
+    metasenv context ugraph lift_amount term termty =
+  let module C = Cic in
+  let module U = Utils in
+  let module S = CicSubstitution in
+  let module M = CicMetaSubst in
+  let module HL = HelmLibraryObjects in
+  let cmp = !Utils.compare_terms in
+  function
+    | [] -> []
+    | candidate::tl ->
+        let pos, equality = candidate in 
+        let (_,_,(ty,left,right,o),metas,_)=Equality.open_equality equality in
+        let do_match c =
+          let subst', metasenv', ugraph' =
+            unif_fun metasenv metas context term (S.lift lift_amount c) ugraph
+          in
+          (C.Rel (1+lift_amount),subst',metasenv',ugraph',candidate)
+        in
+        let c, other =
+          if pos = Utils.Left then left, right
+          else right, left
+        in
+        if o <> U.Incomparable then
+          try
+            let res = do_match c in
+            res::(find_all_matches ~unif_fun metasenv context ugraph
+                    lift_amount term termty tl)
+          with
+          | Founif.MatchingFailure
+          | CicUnification.UnificationFailure _
+          | CicUnification.Uncertain _ ->
+              find_all_matches ~unif_fun metasenv context ugraph
+                lift_amount term termty tl
+        else
+          try
+            let res = do_match c in
+            match res with
+            | _, s, _, _, _ ->
+                let c' = apply_subst s c
+                and other' = apply_subst s other in
+                let order = cmp c' other' in
+                if order <> U.Lt && order <> U.Le then
+                  res::(find_all_matches ~unif_fun metasenv context ugraph
+                          lift_amount term termty tl)
+                else
+                  find_all_matches ~unif_fun metasenv context ugraph
+                    lift_amount term termty tl
+          with
+          | Founif.MatchingFailure
+          | CicUnification.UnificationFailure _
+          | CicUnification.Uncertain _ ->
+              find_all_matches ~unif_fun metasenv context ugraph
+                lift_amount term termty tl
+;;
+
+let find_all_matches 
+  ?unif_fun metasenv context ugraph lift_amount term termty l 
+=
+    find_all_matches 
+      ?unif_fun metasenv context ugraph lift_amount term termty l 
+  (*prerr_endline "CANDIDATES:";
+  List.iter (fun (_,x)->prerr_endline (Founif.string_of_equality x)) l;
+  prerr_endline ("MATCHING:" ^ CicPp.ppterm term ^ " are " ^ string_of_int
+  (List.length rc));*)
+;;
+(*
+  returns true if target is subsumed by some equality in table
+*)
+(*
+let print_res l =
+  prerr_endline (String.concat "\n" (List.map (fun (_, subst, menv, ug,
+    ((pos,equation),_)) -> Equality.string_of_equality equation)l))
+;;
+*)
+
+let subsumption_aux use_unification env table target = 
+  let _, _, (ty, left, right, _), tmetas, _ = Equality.open_equality target in
+  let _, context, ugraph = env in
+  let metasenv = tmetas in
+  let predicate, unif_fun = 
+    if use_unification then
+      Unification, Founif.unification
+    else
+      Matching, Founif.matching
+  in
+  let leftr =
+    match left with
+    | Cic.Meta _ when not use_unification -> []   
+    | _ ->
+        let leftc = get_candidates predicate table left in
+        find_all_matches ~unif_fun
+          metasenv context ugraph 0 left ty leftc
+  in
+  let rec ok what leftorright = function
+    | [] -> None
+    | (_, subst, menv, ug, (pos,equation))::tl ->
+        let _, _, (_, l, r, o), m,_ = Equality.open_equality equation in
+        try
+          let other = if pos = Utils.Left then r else l in
+          let what' = Subst.apply_subst subst what in
+          let other' = Subst.apply_subst subst other in
+          let subst', menv', ug' =
+            unif_fun metasenv m context what' other' ugraph
+          in
+          (match Subst.merge_subst_if_possible subst subst' with
+          | None -> ok what leftorright tl
+          | Some s -> Some (s, equation, leftorright <> pos ))
+        with 
+        | Founif.MatchingFailure 
+        | CicUnification.UnificationFailure _ -> ok what leftorright tl
+  in
+  match ok right Utils.Left leftr with
+  | Some _ as res -> res
+  | None -> 
+      let rightr =
+        match right with
+          | Cic.Meta _ when not use_unification -> [] 
+          | _ ->
+              let rightc = get_candidates predicate table right in
+                find_all_matches ~unif_fun
+                  metasenv context ugraph 0 right ty rightc
+      in
+        ok left Utils.Right rightr 
+;;
+
+let subsumption x y z =
+  subsumption_aux false x y z
+;;
+
+let unification x y z = 
+  subsumption_aux true x y z
+;;
+
+let subsumption_aux_all use_unification env table target = 
+  let _, _, (ty, left, right, _), tmetas, _ = Equality.open_equality target in
+  let _, context, ugraph = env in
+  let metasenv = tmetas in
+  let predicate, unif_fun = 
+    if use_unification then
+      Unification, Founif.unification
+    else
+      Matching, Founif.matching
+  in
+  let leftr =
+    match left with
+    | Cic.Meta _ when not use_unification -> []   
+    | _ ->
+        let leftc = get_candidates predicate table left in
+        find_all_matches ~unif_fun
+          metasenv context ugraph 0 left ty leftc
+  in
+  let rightr =
+        match right with
+          | Cic.Meta _ when not use_unification -> [] 
+          | _ ->
+              let rightc = get_candidates predicate table right in
+                find_all_matches ~unif_fun
+                  metasenv context ugraph 0 right ty rightc
+  in
+  let rec ok_all what leftorright = function
+    | [] -> []
+    | (_, subst, menv, ug, (pos,equation))::tl ->
+        let _, _, (_, l, r, o), m,_ = Equality.open_equality equation in
+        try
+          let other = if pos = Utils.Left then r else l in
+          let what' = Subst.apply_subst subst what in
+          let other' = Subst.apply_subst subst other in
+          let subst', menv', ug' =
+            unif_fun metasenv m context what' other' ugraph
+          in
+          (match Subst.merge_subst_if_possible subst subst' with
+          | None -> ok_all what leftorright tl
+          | Some s -> 
+             (s, equation, leftorright <> pos )::(ok_all what leftorright tl))
+        with 
+        | Founif.MatchingFailure 
+        | CicUnification.UnificationFailure _ -> (ok_all what leftorright tl)
+  in
+  (ok_all right Utils.Left leftr)@(ok_all left Utils.Right rightr )
+;;
+
+let subsumption_all x y z =
+  subsumption_aux_all false x y z
+;;
+
+let unification_all x y z = 
+  subsumption_aux_all true x y z
+;;
+let rec demodulation_aux bag ?from ?(typecheck=false) 
+  metasenv context ugraph table lift_amount term =
+(*  Printf.eprintf "term = %s\n" (CicPp.ppterm term);*)
+  let module C = Cic in
+  let module S = CicSubstitution in
+  let module M = CicMetaSubst in
+  let module HL = HelmLibraryObjects in
+  let candidates = 
+    get_candidates 
+      ~env:(metasenv,context,ugraph) (* Unification *) Matching table term 
+  in
+  let res =
+    match term with
+      | C.Meta _ -> None
+      | term ->
+          let termty, ugraph =
+            if typecheck then
+              CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context term ugraph
+            else
+              C.Implicit None, ugraph
+          in
+          let res =
+            find_matches bag metasenv context ugraph lift_amount term termty candidates
+          in
+          if Utils.debug_res then ignore(check_res res "demod1"); 
+            if res <> None then
+              res
+            else
+              match term with
+                | C.Appl l ->
+                    let res, ll = 
+                      List.fold_left
+                        (fun (res, tl) t ->
+                           if res <> None then
+                             (res, tl @ [S.lift 1 t])
+                           else 
+                             let r =
+                               demodulation_aux bag ~from:"1" metasenv context ugraph table
+                                 lift_amount t
+                             in
+                               match r with
+                                 | None -> (None, tl @ [S.lift 1 t])
+                                 | Some (rel, _, _, _, _) -> (r, tl @ [rel]))
+                        (None, []) l
+                    in (
+                        match res with
+                          | None -> None
+                          | Some (_, subst, menv, ug, eq_found) ->
+                              Some (C.Appl ll, subst, menv, ug, eq_found)
+                      )
+                | C.Prod (nn, s, t) ->
+                    let r1 =
+                      demodulation_aux bag ~from:"2"
+                        metasenv context ugraph table lift_amount s in (
+                        match r1 with
+                          | None ->
+                              let r2 =
+                                demodulation_aux bag metasenv
+                                  ((Some (nn, C.Decl s))::context) ugraph
+                                  table (lift_amount+1) t
+                              in (
+                                  match r2 with
+                                    | None -> None
+                                    | Some (t', subst, menv, ug, eq_found) ->
+                                        Some (C.Prod (nn, (S.lift 1 s), t'),
+                                              subst, menv, ug, eq_found)
+                                )
+                          | Some (s', subst, menv, ug, eq_found) ->
+                              Some (C.Prod (nn, s', (S.lift 1 t)),
+                                    subst, menv, ug, eq_found)
+                      )
+                | C.Lambda (nn, s, t) ->
+                    let r1 =
+                      demodulation_aux bag
+                        metasenv context ugraph table lift_amount s in (
+                        match r1 with
+                          | None ->
+                              let r2 =
+                                demodulation_aux bag metasenv
+                                  ((Some (nn, C.Decl s))::context) ugraph
+                                  table (lift_amount+1) t
+                              in (
+                                  match r2 with
+                                    | None -> None
+                                    | Some (t', subst, menv, ug, eq_found) ->
+                                        Some (C.Lambda (nn, (S.lift 1 s), t'),
+                                              subst, menv, ug, eq_found)
+                                )
+                          | Some (s', subst, menv, ug, eq_found) ->
+                              Some (C.Lambda (nn, s', (S.lift 1 t)),
+                                    subst, menv, ug, eq_found)
+                      )
+                | t ->
+                    None
+  in
+  if Utils.debug_res then ignore(check_res res "demod_aux output"); 
+  res
+;;
+
+exception Foo
+
+(** demodulation, when target is an equality *)
+let rec demodulation_equality bag ?from eq_uri newmeta env table target =
+  let module C = Cic in
+  let module S = CicSubstitution in
+  let module M = CicMetaSubst in
+  let module HL = HelmLibraryObjects in
+  let module U = Utils in
+  let metasenv, context, ugraph = env in
+  let w, proof, (eq_ty, left, right, order), metas, id = 
+    Equality.open_equality target 
+  in
+  (* first, we simplify *)
+(*   let right = U.guarded_simpl context right in *)
+(*   let left = U.guarded_simpl context left in *)
+(*   let order = !Utils.compare_terms left right in *)
+(*   let stat = (eq_ty, left, right, order) in  *)
+(*  let w = Utils.compute_equality_weight stat in*)
+  (* let target = Equality.mk_equality (w, proof, stat, metas) in *)
+  if Utils.debug_metas then 
+    ignore(check_target bag context target "demod equalities input");
+  let metasenv' = (* metasenv @ *) metas in
+  let maxmeta = ref newmeta in
+  
+  let build_newtarget is_left (t, subst, menv, ug, eq_found) =
+    
+    if Utils.debug_metas then
+      begin
+        ignore(check_for_duplicates menv "input1");
+        ignore(check_disjoint_invariant subst menv "input2");
+        let substs = Subst.ppsubst subst in 
+        ignore(check_target bag context (snd eq_found) ("input3" ^ substs))
+      end;
+    let pos, equality = eq_found in
+    let (_, proof', 
+        (ty, what, other, _), menv',id') = Equality.open_equality equality in
+    let ty =
+      try fst (CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context what ugraph)
+      with CicUtil.Meta_not_found _ -> ty
+    in
+    let ty, eq_ty = apply_subst subst ty, apply_subst subst eq_ty in
+    let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+    let newterm, newproof =
+      let bo = 
+        Utils.guarded_simpl context (apply_subst subst (S.subst other t)) in
+(*      let name = C.Name ("x_Demod" ^ (string_of_int !demod_counter)) in*)
+      let name = C.Name "x" in
+      let bo' =
+        let l, r = if is_left then t, S.lift 1 right else S.lift 1 left, t in
+          C.Appl [C.MutInd (eq_uri, 0, []); S.lift 1 eq_ty; l; r]
+      in
+          (bo, (Equality.Step (subst,(Equality.Demodulation, id,(pos,id'),
+          (Cic.Lambda (name, ty, bo'))))))
+    in
+    let newmenv = menv in
+    let left, right = if is_left then newterm, right else left, newterm in
+    let ordering = !Utils.compare_terms left right in
+    let stat = (eq_ty, left, right, ordering) in
+    let res =
+      let w = Utils.compute_equality_weight stat in
+          (Equality.mk_equality bag (w, newproof, stat,newmenv))
+    in
+    if Utils.debug_metas then 
+      ignore(check_target bag context res "buildnew_target output");
+    !maxmeta, res 
+  in
+
+  let res = 
+    demodulation_aux bag ~from:"3" metasenv' context ugraph table 0 left 
+  in
+  if Utils.debug_res then check_res res "demod result";
+  let newmeta, newtarget = 
+    match res with
+    | Some t ->
+        let newmeta, newtarget = build_newtarget true t in
+          (* assert (not (Equality.meta_convertibility_eq target newtarget)); *)
+          if (Equality.is_weak_identity newtarget) (* || *)
+            (*Equality.meta_convertibility_eq target newtarget*) then
+              newmeta, newtarget
+          else 
+            demodulation_equality bag ?from eq_uri newmeta env table newtarget
+    | None ->
+        let res = demodulation_aux bag metasenv' context ugraph table 0 right in
+        if Utils.debug_res then check_res res "demod result 1"; 
+          match res with
+          | Some t ->
+              let newmeta, newtarget = build_newtarget false t in
+                if (Equality.is_weak_identity newtarget) ||
+                  (Equality.meta_convertibility_eq target newtarget) then
+                    newmeta, newtarget
+                else
+                   demodulation_equality bag ?from eq_uri newmeta env table newtarget
+          | None ->
+              newmeta, target
+  in
+  (* newmeta, newtarget *)
+  newmeta,newtarget 
+;;
+
+(**
+   Performs the beta expansion of the term "term" w.r.t. "table",
+   i.e. returns the list of all the terms t s.t. "(t term) = t2", for some t2
+   in table.
+*)
+let rec betaexpand_term 
+  ?(subterms_only=false) metasenv context ugraph table lift_amount term 
+=
+  let module C = Cic in
+  let module S = CicSubstitution in
+  let module M = CicMetaSubst in
+  let module HL = HelmLibraryObjects in
+  
+  let res, lifted_term = 
+    match term with
+    | C.Meta (i, l) ->
+        let l = [] in
+        let l', lifted_l =
+          List.fold_right
+            (fun arg (res, lifted_tl) ->
+               match arg with
+               | Some arg ->
+                   let arg_res, lifted_arg =
+                     betaexpand_term metasenv context ugraph table
+                       lift_amount arg in
+                   let l1 =
+                     List.map
+                       (fun (t, s, m, ug, eq_found) ->
+                          (Some t)::lifted_tl, s, m, ug, eq_found)
+                       arg_res
+                   in
+                   (l1 @
+                      (List.map
+                         (fun (l, s, m, ug, eq_found) ->
+                            (Some lifted_arg)::l, s, m, ug, eq_found)
+                         res),
+                    (Some lifted_arg)::lifted_tl)
+               | None ->
+                   (List.map
+                      (fun (r, s, m, ug, eq_found) ->
+                         None::r, s, m, ug, eq_found) res,
+                    None::lifted_tl)
+            ) l ([], [])
+        in
+        let e =
+          List.map
+            (fun (l, s, m, ug, eq_found) ->
+               (C.Meta (i, l), s, m, ug, eq_found)) l'
+        in
+        e, C.Meta (i, lifted_l)
+          
+    | C.Rel m ->
+        [], if m <= lift_amount then C.Rel m else C.Rel (m+1)
+          
+    | C.Prod (nn, s, t) ->
+        let l1, lifted_s =
+          betaexpand_term metasenv context ugraph table lift_amount s in
+        let l2, lifted_t =
+          betaexpand_term metasenv ((Some (nn, C.Decl s))::context) ugraph
+            table (lift_amount+1) t in
+        let l1' =
+          List.map
+            (fun (t, s, m, ug, eq_found) ->
+               C.Prod (nn, t, lifted_t), s, m, ug, eq_found) l1
+        and l2' =
+          List.map
+            (fun (t, s, m, ug, eq_found) ->
+               C.Prod (nn, lifted_s, t), s, m, ug, eq_found) l2 in
+        l1' @ l2', C.Prod (nn, lifted_s, lifted_t)
+          
+    | C.Lambda (nn, s, t) ->
+        let l1, lifted_s =
+          betaexpand_term metasenv context ugraph table lift_amount s in
+        let l2, lifted_t =
+          betaexpand_term metasenv ((Some (nn, C.Decl s))::context) ugraph
+            table (lift_amount+1) t in
+        let l1' =
+          List.map
+            (fun (t, s, m, ug, eq_found) ->
+               C.Lambda (nn, t, lifted_t), s, m, ug, eq_found) l1
+        and l2' =
+          List.map
+            (fun (t, s, m, ug, eq_found) ->
+               C.Lambda (nn, lifted_s, t), s, m, ug, eq_found) l2 in
+        l1' @ l2', C.Lambda (nn, lifted_s, lifted_t)
+
+    | C.Appl l ->
+        let l', lifted_l =
+          List.fold_left
+            (fun (res, lifted_tl) arg ->
+               let arg_res, lifted_arg =
+                 betaexpand_term metasenv context ugraph table lift_amount arg
+               in
+               let l1 =
+                 List.map
+                   (fun (a, s, m, ug, eq_found) ->
+                      a::lifted_tl, s, m, ug, eq_found)
+                   arg_res
+               in
+               (l1 @
+                  (List.map
+                     (fun (r, s, m, ug, eq_found) ->
+                        lifted_arg::r, s, m, ug, eq_found)
+                     res),
+                lifted_arg::lifted_tl)
+            ) ([], []) (List.rev l)
+        in
+        (List.map
+           (fun (l, s, m, ug, eq_found) -> (C.Appl l, s, m, ug, eq_found)) l',
+         C.Appl lifted_l)
+
+    | t -> [], (S.lift lift_amount t)
+  in
+  match term with
+  | C.Meta (i, l) -> res, lifted_term
+  | term ->
+      let termty, ugraph =
+        C.Implicit None, ugraph
+(*         CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context term ugraph *)
+      in
+      let candidates = get_candidates Unification table term in
+      let r = 
+        if subterms_only then 
+          [] 
+        else 
+          find_all_matches
+            metasenv context ugraph lift_amount term termty candidates
+      in
+      r @ res, lifted_term
+;;
+
+(**
+   superposition_right
+   returns a list of new clauses inferred with a right superposition step
+   between the positive equation "target" and one in the "table" "newmeta" is
+   the first free meta index, i.e. the first number above the highest meta
+   index: its updated value is also returned
+*)
+let superposition_right bag
+  ?(subterms_only=false) eq_uri newmeta (metasenv, context, ugraph) table target=
+  let module C = Cic in
+  let module S = CicSubstitution in
+  let module M = CicMetaSubst in
+  let module HL = HelmLibraryObjects in
+  let module CR = CicReduction in
+  let module U = Utils in 
+  let w, eqproof, (eq_ty, left, right, ordering), newmetas,id = 
+    Equality.open_equality target 
+  in 
+  if Utils.debug_metas then 
+    ignore (check_target bag context target "superpositionright");
+  let metasenv' = newmetas in
+  let maxmeta = ref newmeta in
+  let res1, res2 =
+    match ordering with
+    | U.Gt -> 
+        fst (betaexpand_term ~subterms_only metasenv' context ugraph table 0 left), []
+    | U.Lt -> 
+        [], fst (betaexpand_term ~subterms_only metasenv' context ugraph table 0 right)
+    | _ ->
+        let res l r =
+          List.filter
+            (fun (_, subst, _, _, _) ->
+               let subst = apply_subst subst in
+               let o = !Utils.compare_terms (subst l) (subst r) in
+               o <> U.Lt && o <> U.Le)
+            (fst (betaexpand_term ~subterms_only metasenv' context ugraph table 0 l))
+        in
+        (res left right), (res right left)
+  in
+  let build_new ordering (bo, s, m, ug, eq_found) =
+    if Utils.debug_metas then 
+      ignore (check_target bag context (snd eq_found) "buildnew1" );
+    
+    let pos, equality =  eq_found in
+    let (_, proof', (ty, what, other, _), menv',id') = 
+      Equality.open_equality  equality in
+    let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+
+    let ty, eq_ty = apply_subst s ty, apply_subst s eq_ty in
+    let newgoal, newproof =
+      (* qua *)
+      let bo' =
+        Utils.guarded_simpl context (apply_subst s (S.subst other bo)) 
+      in
+      let name = C.Name "x" in
+      let bo'' =
+        let l, r =
+          if ordering = U.Gt then bo, S.lift 1 right else S.lift 1 left, bo in
+        C.Appl [C.MutInd (eq_uri, 0, []); S.lift 1 eq_ty; l; r]
+      in
+      bo',
+        Equality.Step 
+          (s,(Equality.SuperpositionRight,
+               id,(pos,id'),(Cic.Lambda(name,ty,bo''))))
+    in
+    let newmeta, newequality = 
+      let left, right =
+        if ordering = U.Gt then newgoal, apply_subst s right
+        else apply_subst s left, newgoal in
+      let neworder = !Utils.compare_terms left right in
+      let newmenv = (* Founif.filter s *) m in
+      let stat = (eq_ty, left, right, neworder) in
+      let eq' =
+        let w = Utils.compute_equality_weight stat in
+        Equality.mk_equality bag (w, newproof, stat, newmenv) in
+      if Utils.debug_metas then 
+        ignore (check_target bag context eq' "buildnew3");
+      let newm, eq' = Equality.fix_metas bag !maxmeta eq' in
+      if Utils.debug_metas then 
+        ignore (check_target bag context eq' "buildnew4");
+      newm, eq'
+    in
+    maxmeta := newmeta;
+    if Utils.debug_metas then 
+      ignore(check_target bag context newequality "buildnew2"); 
+    newequality
+  in
+  let new1 = List.map (build_new U.Gt) res1
+  and new2 = List.map (build_new U.Lt) res2 in
+  let ok e = not (Equality.is_identity (metasenv', context, ugraph) e) in
+  (!maxmeta,
+   (List.filter ok (new1 @ new2)))
+;;
+
+(** demodulation, when the target is a theorem *)
+let rec demodulation_theorem bag newmeta env table theorem =
+  let module C = Cic in
+  let module S = CicSubstitution in
+  let module M = CicMetaSubst in
+  let module HL = HelmLibraryObjects in
+  let metasenv, context, ugraph = env in
+  let maxmeta = ref newmeta in
+  let term, termty, metas = theorem in
+  let metasenv' = metas in
+  
+  let build_newtheorem (t, subst, menv, ug, eq_found) =
+    let pos, equality = eq_found in
+    let (_, proof', (ty, what, other, _), menv',id) = 
+      Equality.open_equality equality in
+    let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+    let newterm, newty =
+      let bo = Utils.guarded_simpl context (apply_subst subst (S.subst other t)) in
+(*      let bo' = apply_subst subst t in *)
+(*      let name = C.Name ("x_DemodThm_" ^ (string_of_int !demod_counter)) in*)
+(*
+      let newproofold =
+        Equality.ProofBlock (subst, eq_URI, (name, ty), bo', eq_found,
+                              Equality.BasicProof (Equality.empty_subst,term))
+      in
+      (Equality.build_proof_term_old newproofold, bo)
+*)
+      (* TODO, not ported to the new proofs *) 
+      if true then assert false; term, bo
+    in    
+    !maxmeta, (newterm, newty, menv)
+  in  
+  let res =
+    demodulation_aux bag (* ~typecheck:true *) metasenv' context ugraph table 0 termty
+  in
+  match res with
+  | Some t ->
+      let newmeta, newthm = build_newtheorem t in
+      let newt, newty, _ = newthm in
+      if Equality.meta_convertibility termty newty then
+        newmeta, newthm
+      else
+        demodulation_theorem bag newmeta env table newthm
+  | None ->
+      newmeta, theorem
+;;
+
+(*****************************************************************************)
+(**                         OPERATIONS ON GOALS                             **)
+(**                                                                         **)
+(**                DEMODULATION_GOAL & SUPERPOSITION_LEFT                   **)
+(*****************************************************************************)
+
+let open_goal g =
+  match g with
+  | (proof,menv,Cic.Appl[(Cic.MutInd(uri,0,_)) as eq;ty;l;r]) -> 
+      (* assert (LibraryObjects.is_eq_URI uri); *)
+      proof,menv,eq,ty,l,r
+  | _ -> assert false
+;;
+
+let ty_of_goal (_,_,ty) = ty ;;
+
+(* checks if two goals are metaconvertible *)
+let goal_metaconvertibility_eq g1 g2 = 
+  Equality.meta_convertibility (ty_of_goal g1) (ty_of_goal g2)
+;;
+
+(* when the betaexpand_term function is called on the left/right side of the
+ * goal, the predicate has to be fixed
+ * C[x] ---> (eq ty unchanged C[x])
+ * [posu] is the side of the [unchanged] term in the original goal
+ *)
+let fix_expansion goal posu (t, subst, menv, ug, eq_f) = 
+  let _,_,eq,ty,l,r = open_goal goal in
+  let unchanged = if posu = Utils.Left then l else r in
+  let unchanged = CicSubstitution.lift 1 unchanged in
+  let ty = CicSubstitution.lift 1 ty in
+  let pred = 
+    match posu with
+    | Utils.Left -> Cic.Appl [eq;ty;unchanged;t]
+    | Utils.Right -> Cic.Appl [eq;ty;t;unchanged]
+  in
+  (pred, subst, menv, ug, eq_f)
+;;
+
+(* ginve the old [goal], the side that has not changed [posu] and the 
+ * expansion builds a new goal *)
+let build_newgoal bag context goal posu rule expansion =
+  let goalproof,_,_,_,_,_ = open_goal goal in
+  let (t,subst,menv,ug,eq_found) = fix_expansion goal posu expansion in
+  let pos, equality = eq_found in
+  let (_, proof', (ty, what, other, _), menv',id) = 
+    Equality.open_equality equality in
+  let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+  let newterm, newgoalproof =
+    let bo = 
+      Utils.guarded_simpl context 
+        (apply_subst subst (CicSubstitution.subst other t)) 
+    in
+    let bo' = apply_subst subst t in
+    let ty = apply_subst subst ty in 
+    let name = Cic.Name "x" in 
+    let newgoalproofstep = (rule,pos,id,subst,Cic.Lambda (name,ty,bo')) in
+    bo, (newgoalproofstep::goalproof)
+  in
+  let newmetasenv = (* Founif.filter subst *) menv in
+  (newgoalproof, newmetasenv, newterm)
+;;
+
+(**
+   superposition_left 
+   returns a list of new clauses inferred with a left superposition step
+   the negative equation "target" and one of the positive equations in "table"
+*)
+let superposition_left bag (metasenv, context, ugraph) table goal maxmeta = 
+  let names = Utils.names_of_context context in
+  let proof,menv,eq,ty,l,r = open_goal goal in
+  let c = !Utils.compare_terms l r in
+  let newgoals = 
+    if c = Utils.Incomparable then
+      begin
+      let expansionsl, _ = betaexpand_term menv context ugraph table 0 l in
+      let expansionsr, _ = betaexpand_term menv context ugraph table 0 r in
+      (* prerr_endline "incomparable"; 
+      prerr_endline (string_of_int (List.length expansionsl));
+      prerr_endline (string_of_int (List.length expansionsr));
+      *)
+      List.map (build_newgoal bag context goal Utils.Right Equality.SuperpositionLeft) expansionsl
+      @
+      List.map (build_newgoal bag context goal Utils.Left Equality.SuperpositionLeft) expansionsr
+      end
+    else
+        match c with 
+        | Utils.Gt -> (* prerr_endline "GT"; *) 
+            let big,small,possmall = l,r,Utils.Right in
+            let expansions, _ = betaexpand_term menv context ugraph table 0 big in
+            List.map 
+              (build_newgoal bag context goal possmall Equality.SuperpositionLeft) 
+              expansions
+        | Utils.Lt -> (* prerr_endline "LT"; *) 
+            let big,small,possmall = r,l,Utils.Left in
+            let expansions, _ = betaexpand_term menv context ugraph table 0 big in
+            List.map 
+              (build_newgoal bag context goal possmall Equality.SuperpositionLeft) 
+              expansions
+        | Utils.Eq -> []
+        | _ ->
+            prerr_endline 
+              ("NOT GT, LT NOR EQ : "^CicPp.pp l names^" - "^CicPp.pp r names);
+            assert false
+  in
+  (* rinfresco le meta *)
+  List.fold_right
+    (fun g (max,acc) -> 
+       let max,g = Equality.fix_metas_goal max g in max,g::acc) 
+    newgoals (maxmeta,[])
+;;
+
+(** demodulation, when the target is a goal *)
+let rec demodulation_goal bag env table goal =
+  let goalproof,menv,_,_,left,right = open_goal goal in
+  let _, context, ugraph = env in
+(*  let term = Utils.guarded_simpl (~debug:true) context term in*)
+  let do_right () = 
+      let resright = demodulation_aux bag menv context ugraph table 0 right in
+      match resright with
+      | Some t ->
+          let newg = 
+            build_newgoal bag context goal Utils.Left Equality.Demodulation t 
+          in
+          if goal_metaconvertibility_eq goal newg then
+            false, goal
+          else
+            true, snd (demodulation_goal bag env table newg)
+      | None -> false, goal
+  in
+  let resleft = demodulation_aux bag menv context ugraph table 0 left in
+  match resleft with
+  | Some t ->
+      let newg = build_newgoal bag context goal Utils.Right Equality.Demodulation t in
+      if goal_metaconvertibility_eq goal newg then
+        do_right ()
+      else
+        true, snd (demodulation_goal bag env table newg)
+  | None -> do_right ()
+;;
+
+type next = L | R 
+type solved = Yes of Equality.goal | No of Equality.goal list
+
+(* returns all the 1 step demodulations *)
+module C = Cic;; 
+module S = CicSubstitution;;
+let rec demodulation_all_aux 
+  metasenv context ugraph table lift_amount term 
+=
+  let candidates = 
+    get_candidates ~env:(metasenv,context,ugraph) Matching table term 
+  in
+  match term with
+  | C.Meta _ -> []
+  | _ ->
+      let termty, ugraph = C.Implicit None, ugraph in
+      let res =
+        find_all_matches 
+          metasenv context ugraph lift_amount term termty candidates
+      in
+      match term with
+      | C.Appl l ->
+         let res, _, _ = 
+           List.fold_left
+            (fun (res,l,r) t ->
+               res @ 
+               List.map 
+                 (fun (rel, s, m, ug, c) -> 
+                   (Cic.Appl (l@[rel]@List.tl r), s, m, ug, c))
+                 (demodulation_all_aux 
+                   metasenv context ugraph table lift_amount t),
+               l@[List.hd r], List.tl r)
+            (res, [], List.map (S.lift 1) l) l
+         in
+         res
+      | C.Prod (nn, s, t) 
+      | C.Lambda (nn, s, t) ->
+          let context = (Some (nn, C.Decl s))::context in
+          let mk s t = 
+            match term with 
+            | Cic.Prod _ -> Cic.Prod (nn,s,t) | _ -> Cic.Lambda (nn,s,t)
+          in
+          res @ 
+          List.map
+            (fun (rel, subst, m, ug, c) -> 
+               mk (S.lift 1 s) rel, subst, m, ug, c)
+            (demodulation_all_aux
+              metasenv context ugraph table (lift_amount+1) t)
+              (* we could demodulate also in s, but then t may be badly
+               * typed... *)
+      | t -> res
+;;
+
+let solve_demodulating bag env table initgoal steps =
+  let _, context, ugraph = env in
+  let solved goal res side = 
+    let newg = build_newgoal bag context goal side Equality.Demodulation res in
+    match newg with
+    | (goalproof,m,Cic.Appl[Cic.MutInd(uri,n,ens);eq_ty;left;right]) 
+      when LibraryObjects.is_eq_URI uri ->
+        (try 
+          let _ = 
+            Founif.unification m m context left right CicUniv.empty_ugraph 
+          in
+          Yes newg
+        with CicUnification.UnificationFailure _ -> No [newg])
+    | _ -> No [newg]
+  in
+  let solved goal res_list side = 
+    let newg = List.map (fun x -> solved goal x side) res_list in
+    try
+      List.find (function Yes _ -> true | _ -> false) newg
+    with Not_found -> 
+      No (List.flatten (List.map (function No s -> s | _-> assert false) newg))
+  in
+  let rec first f l =
+    match l with
+    | [] -> None
+    | x::tl -> 
+       match f x with
+       | None -> first f tl
+       | Some x as ok -> ok
+  in
+  let rec aux steps next goal = 
+    if steps = 0 then None else
+    let goalproof,menv,_,_,left,right = open_goal goal in
+    let do_step t = 
+      demodulation_all_aux menv context ugraph table 0 t
+    in
+    match next with
+    | L -> 
+        (match do_step left with
+        | _::_ as res -> 
+            (match solved goal res Utils.Right with
+            | No newgoals -> 
+                 (match first (aux (steps - 1) L) newgoals with
+                 | Some g as success -> success
+                 | None -> aux steps R goal)
+            | Yes newgoal -> Some newgoal)
+        | [] -> aux steps R goal)
+    | R -> 
+        (match do_step right with
+        | _::_ as res -> 
+            (match solved goal res Utils.Left with
+            | No newgoals -> 
+                 (match first (aux (steps - 1) L) newgoals with
+                 | Some g as success -> success
+                 | None -> None)
+            | Yes newgoal -> Some newgoal)
+        | [] -> None) 
+  in
+  aux steps L initgoal
+;;
+
+let get_stats () = "" ;;