]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/ocaml/cic_unification/cicMetaSubst.ml
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[helm.git] / helm / ocaml / cic_unification / cicMetaSubst.ml
index a3b27c3e74548e86f2fd9dc712a979e3d9c23094..9695d714b7658940392fc4401af71d3701d7298f 100644 (file)
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+ * http://cs.unibo.it/helm/.
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 open Printf
 
-exception AssertFailure of string
 exception MetaSubstFailure of string
-
-exception RelToHiddenHypothesis (* TODO remove this exception *)
+exception Uncertain of string
+exception AssertFailure of string
 
 let debug_print = prerr_endline
 
 type substitution = (int * Cic.term) list
 
+(*** 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 = List.assoc i subst in
+          um_aux (S.lift_meta l t)
+        with Not_found -> (* not constrained 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 _ as t -> t
+    | C.Implicit _ -> assert false
+    | 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,t) -> C.LetIn (n, um_aux s, 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
+      begin
+       match um_aux he with
+          Cic.Appl l -> Cic.Appl (l@tl')
+        | he' -> Cic.Appl (he'::tl')
+      end
+  in
+  apply_subst_gen ~appl_fun
+;;
+
+(* apply_subst_reducing subst (Some (mtr,reductions_no)) t              *)
+(* performs as (apply_subst subst t) until it finds an application of   *)
+(* (META [meta_to_reduce]) that, once unwinding is performed, creates   *)
+(* a new beta-redex; in this case up to [reductions_no] consecutive     *)
+(* beta-reductions are performed.                                       *)
+(* Hint: this function is usually called when [reductions_no]           *)
+(*  eta-expansions have been performed and the head of the new          *)
+(*  application has been unified with (META [meta_to_reduce]):          *)
+(*  during the unwinding the eta-expansions are undone.                 *)
+
+let apply_subst_reducing meta_to_reduce =
+  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 meta_to_reduce, he with
+         Some (mtr,reductions_no), Cic.Meta (m,_) when m = mtr ->
+          let rec beta_reduce =
+           function
+              (n,(Cic.Appl (Cic.Lambda (_,_,t)::he'::tl'))) when n > 0 ->
+                let he'' = CicSubstitution.subst he' t in
+                 if tl' = [] then
+                  he''
+                 else
+                  beta_reduce (n-1,Cic.Appl(he''::tl'))
+            | (_,t) -> t
+          in
+           beta_reduce (reductions_no,t')
+       | _,_ -> t'
+     end
+  in
+  apply_subst_gen ~appl_fun
+
+let rec apply_subst_context subst 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' =
+            match ty with
+            | None -> None
+            | Some ty -> Some (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 =
+  List.map
+    (fun (n, context, ty) ->
+      (n, apply_subst_context subst context, apply_subst subst ty))
+    (List.filter
+      (fun (i, _, _) -> not (List.exists (fun (j, _) -> (j = i)) subst))
+      metasenv)
+
+(***** Pretty printing functions ******)
+
 let ppsubst subst =
   String.concat "\n"
     (List.map
       (fun (idx, term) -> Printf.sprintf "?%d := %s" idx (CicPp.ppterm term))
       subst)
+;;
+
+let ppterm subst term = CicPp.ppterm (apply_subst subst term)
+
+let ppterm_in_context subst term name_context =
+ CicPp.pp (apply_subst subst term) name_context
+
+let ppcontext' ?(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_context subst t name_context), (Some n)::name_context
+      | Some (n,Cic.Def (bo,ty)) ->
+         sprintf "%s%s : %s := %s" (separate i) (CicPp.ppname n)
+          (match ty with
+              None -> "_"
+            | Some ty -> ppterm_in_context subst ty name_context)
+          (ppterm_in_context subst bo name_context), (Some n)::name_context
+       | None ->
+          sprintf "%s_ :? _" (separate i), None::name_context
+    ) context ("",[])
+
+let ppcontext ?sep subst context = fst (ppcontext' ?sep subst context)
+
+let ppmetasenv ?(sep = "\n") metasenv subst =
+  String.concat sep
+    (List.map
+      (fun (i, c, t) ->
+        let context,name_context = ppcontext' ~sep:"; " subst c in
+         sprintf "%s |- ?%d: %s" context i
+          (ppterm_in_context subst t name_context))
+      (List.filter
+        (fun (i, _, _) -> not (List.exists (fun (j, _) -> (j = i)) subst))
+        metasenv))
+
+(* From now on we recreate a kernel abstraction where substitutions are part of
+ * the calculus *)
+
+let lift subst n term =
+  let term = apply_subst subst term in
+  try
+    CicSubstitution.lift n term
+  with e ->
+    raise (MetaSubstFailure ("Lift failure: " ^ Printexc.to_string e))
+
+let subst subst t1 t2 =
+  let t1 = apply_subst subst t1 in
+  let t2 = apply_subst subst t2 in
+  try
+    CicSubstitution.subst t1 t2
+  with e ->
+    raise (MetaSubstFailure ("Subst failure: " ^ Printexc.to_string e))
+
+let whd subst context term =
+  let term = apply_subst subst term in
+  let context = apply_subst_context subst context in
+  try
+    CicReduction.whd context term
+  with e ->
+    raise (MetaSubstFailure ("Weak head reduction failure: " ^
+      Printexc.to_string e))
+
+let are_convertible subst context t1 t2 =
+  let context = apply_subst_context subst context in
+  let t1 = apply_subst subst t1 in
+  let t2 = apply_subst subst t2 in
+  CicReduction.are_convertible context t1 t2
+
+let tempi_type_of_aux_subst = ref 0.0;;
+let tempi_type_of_aux = ref 0.0;;
+
+let type_of_aux' metasenv subst context term =
+let time1 = Unix.gettimeofday () in
+  let term = apply_subst subst term in
+  let context = apply_subst_context subst context in
+  let metasenv =
+    List.map
+      (fun (i, c, t) -> (i, apply_subst_context subst c, apply_subst subst t))
+      (List.filter
+        (fun (i, _, _) -> not (List.exists (fun (j, _) -> (j = i)) subst))
+        metasenv)
+  in
+let time2 = Unix.gettimeofday () in
+let res =
+  try
+    CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context term
+  with CicTypeChecker.TypeCheckerFailure msg ->
+    raise (MetaSubstFailure ("Type checker failure: " ^ msg))
+in
+let time3 = Unix.gettimeofday () in
+ tempi_type_of_aux_subst := !tempi_type_of_aux_subst +. time3 -. time1 ; 
+ tempi_type_of_aux := !tempi_type_of_aux +. time2 -. time1 ; 
+ res
 
 (**** DELIFT ****)
 (* the delift function takes in input a metavariable index, an ordered list of
@@ -41,30 +299,205 @@ let position n =
      | _::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,dest) -> C.LetIn (name, aux k so, 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)
  
-(*CSC: this restriction function is utterly wrong, since it does not check  *)
-(*CSC: that the variable that is going to be restricted does not occur free *)
-(*CSC: in a part of the sequent that is not going to be restricted.         *)
-(*CSC: In particular, the whole approach is wrong; if restriction can fail  *)
-(*CSC: (as indeed it is the case), we can not collect all the restrictions  *)
-(*CSC: and restrict everything at the end ;-(                               *)
-let restrict to_be_restricted =
-  let rec erase i n = 
-    function
-        [] -> []
-      |        _::tl when List.mem (n,i) to_be_restricted ->
-          None::(erase (i+1) n tl) 
-      | he::tl -> he::(erase (i+1) n tl) in
-  let rec aux =
-    function 
-        [] -> []
-      |        (n,context,t)::tl -> (n,erase 1 n context,t)::(aux tl) in
-  aux
+let rec restrict subst to_be_restricted metasenv =
+  let names_of_context_indexes context indexes =
+    String.concat ", "
+      (List.map
+        (fun i ->
+          try
+           match List.nth context i 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' =
+          match ty with
+          | None ->  more_to_be_restricted, None
+          | Some 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',
+              Some 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, subst) =
+    List.fold_right
+      (fun (n, context, t) (more, metasenv, subst) ->
+        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
+          (try
+            let s = List.assoc n subst in
+            try
+              let more_to_be_restricted'', s' =
+                force_does_not_occur subst restricted s
+              in
+              let subst' = (n, s') :: (List.remove_assoc n subst) in
+              let more =
+                more @ more_to_be_restricted @ more_to_be_restricted' @
+                  more_to_be_restricted''
+              in
+              (more, metasenv', subst')
+            with Occur ->
+              raise (MetaSubstFailure (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 subst s)))
+           with Not_found -> (more @ more_to_be_restricted @ more_to_be_restricted', metasenv', subst))
+        with Occur ->
+          raise (MetaSubstFailure (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 ([], [], subst)
+  in
+  match more_to_be_restricted with
+  | [] -> (metasenv, subst)
+  | _ -> restrict subst more_to_be_restricted metasenv
 ;;
 
 (*CSC: maybe we should rename delift in abstract, as I did in my dissertation *)
 let delift n subst context metasenv l t =
  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
@@ -75,24 +508,19 @@ let delift n subst context metasenv l t =
                     (*CSC: deliftato la regola per il LetIn                 *)
                     (*CSC: FALSO! La regola per il LetIn non lo fa          *)
          else
-          (match List.nth context (m-k-1) with
-            Some (_,C.Def (t,_)) ->
-             (*CSC: Hmmm. This bit of reduction is not in the spirit of    *)
-             (*CSC: first order unification. Does it help or does it harm? *)
-             deliftaux k (S.lift m t)
-          | Some (_,C.Decl t) ->
-             (*CSC: The following check seems to be wrong!             *)
-             (*CSC: B:Set |- ?2 : Set                                  *)
-             (*CSC: A:Set ; x:?2[A/B] |- ?1[x/A] =?= x                 *)
-             (*CSC: Why should I restrict ?2 over B? The instantiation *)
-             (*CSC: ?1 := A is perfectly reasonable and well-typed.    *)
-             (*CSC: Thus I comment out the following two lines that    *)
-             (*CSC: are the incriminated ones.                         *)
-             (*(* It may augment to_be_restricted *)
-               ignore (deliftaux k (S.lift m t)) ;*)
-             (*CSC: end of bug commented out                           *)
-             C.Rel ((position (m-k) l) + k)
-          | None -> raise RelToHiddenHypothesis)
+          (try
+            match List.nth context (m-k-1) with
+               Some (_,C.Def (t,_)) ->
+                (*CSC: Hmmm. This bit of reduction is not in the spirit of    *)
+                (*CSC: first order unification. Does it help or does it harm? *)
+                deliftaux k (S.lift m t)
+             | Some (_,C.Decl t) ->
+                C.Rel ((position (m-k) l) + k)
+             | None -> raise (MetaSubstFailure "RelToHiddenHypothesis")
+           with
+            Failure _ ->
+             raise (MetaSubstFailure "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
@@ -102,29 +530,27 @@ let delift n subst context metasenv l t =
         if i = n then
           raise (MetaSubstFailure (sprintf
             "Cannot unify the metavariable ?%d with a term that has as subterm %s in which the same metavariable occurs (occur check)"
-            i (CicPp.ppterm t)))
+            i (ppterm subst t)))
         else
-          (try
-            deliftaux k (S.lift_meta l (List.assoc i subst))
-          with Not_found ->
-            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
-                     RelToHiddenHypothesis
-                   | NotInTheList
-                   | MetaSubstFailure _ ->
-                      to_be_restricted := (i,j)::!to_be_restricted ; None::l1'
-            in
-             let l' = deliftl 1 l1 in
-              C.Meta(i,l'))
+         (* 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')
      | C.Sort _ as t -> t
-     | C.Implicit 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)
@@ -175,344 +601,30 @@ let delift n subst context metasenv l t =
       (* 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 "!!!!!!!!!!! First Order UnificationFailure, but maybe it could have been successful even in a first order setting (no conversion, only alpha convertibility)! Please, implement a better delift function !!!!!!!!!!!!!!!!" ;
-      raise (MetaSubstFailure (sprintf
+debug_print "\n!!!!!!!!!!! First Order UnificationFailure, but maybe it could have been successful even in a first order setting (no conversion, only alpha convertibility)! Please, implement a better delift function !!!!!!!!!!!!!!!!" ;
+      raise (Uncertain (sprintf
         "Error trying to abstract %s over [%s]: the algorithm only tried to abstract over bound variables"
-        (CicPp.ppterm t)
+        (ppterm subst t)
         (String.concat "; "
           (List.map
-            (function Some t -> CicPp.ppterm t | None -> "_")
+            (function Some t -> ppterm subst t | None -> "_")
             l))))
    in
-    res, restrict !to_be_restricted metasenv
+   let (metasenv, subst) = restrict subst !to_be_restricted metasenv in
+    res, metasenv, subst
 ;;
 
 (**** END OF DELIFT ****)
 
-let rec unwind metasenv subst unwinded t =
- let unwinded = ref unwinded in
- let frozen = ref [] in
- let rec um_aux metasenv =
-  let module C = Cic in
-  let module S = CicSubstitution in 
-   function
-      C.Rel _ as t -> t,metasenv
-    | C.Var _  as t -> t,metasenv
-    | C.Meta (i,l) -> 
-        (try
-          S.lift_meta l (List.assoc i !unwinded), metasenv
-         with Not_found ->
-           if List.mem i !frozen then
-             raise (MetaSubstFailure
-              "Failed to unify due to cyclic constraints (occur check)")
-           else
-            let saved_frozen = !frozen in 
-            frozen := i::!frozen ;
-            let res =
-             try
-              let t = List.assoc i subst in
-              let t',metasenv' = um_aux metasenv t in
-              let _,metasenv'' =
-               let (_,canonical_context,_) = CicUtil.lookup_meta i metasenv in
-                delift i subst canonical_context metasenv' l t'
-              in
-               unwinded := (i,t')::!unwinded ;
-               S.lift_meta l t', metasenv'
-             with Not_found ->
-               (* not constrained variable, i.e. free in subst*)
-               let l',metasenv' =
-                List.fold_right
-                 (fun t (tl,metasenv) ->
-                   match t with
-                      None -> None::tl,metasenv
-                    | Some t -> 
-                       let t',metasenv' = um_aux metasenv t in
-                        (Some t')::tl, metasenv'
-                 ) l ([],metasenv)
-               in
-                C.Meta (i,l'), metasenv'
-            in
-            frozen := saved_frozen ;
-            res
-        ) 
-    | C.Sort _
-    | C.Implicit as t -> t,metasenv
-    | C.Cast (te,ty) ->
-       let te',metasenv' = um_aux metasenv te in
-       let ty',metasenv'' = um_aux metasenv' ty in
-       C.Cast (te',ty'),metasenv''
-    | C.Prod (n,s,t) ->
-       let s',metasenv' = um_aux metasenv s in
-       let t',metasenv'' = um_aux metasenv' t in
-       C.Prod (n, s', t'), metasenv''
-    | C.Lambda (n,s,t) ->
-       let s',metasenv' = um_aux metasenv s in
-       let t',metasenv'' = um_aux metasenv' t in
-       C.Lambda (n, s', t'), metasenv''
-    | C.LetIn (n,s,t) ->
-       let s',metasenv' = um_aux metasenv s in
-       let t',metasenv'' = um_aux metasenv' t in
-       C.LetIn (n, s', t'), metasenv''
-    | C.Appl (he::tl) ->
-       let tl',metasenv' =
-        List.fold_right
-         (fun t (tl,metasenv) ->
-           let t',metasenv' = um_aux metasenv t in
-            t'::tl, metasenv'
-         ) tl ([],metasenv)
-       in
-        begin
-         match um_aux metasenv' he with
-            (C.Appl l, metasenv'') -> C.Appl (l@tl'),metasenv''
-          | (he', metasenv'') -> C.Appl (he'::tl'),metasenv''
-        end
-    | C.Appl _ -> assert false
-    | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
-       let exp_named_subst', metasenv' =
-        List.fold_right
-         (fun (uri,t) (tl,metasenv) ->
-           let t',metasenv' = um_aux metasenv t in
-            (uri,t')::tl, metasenv'
-         ) exp_named_subst ([],metasenv)
-       in
-        C.Const (uri,exp_named_subst'),metasenv'
-    | C.MutInd (uri,typeno,exp_named_subst) ->
-       let exp_named_subst', metasenv' =
-        List.fold_right
-         (fun (uri,t) (tl,metasenv) ->
-           let t',metasenv' = um_aux metasenv t in
-            (uri,t')::tl, metasenv'
-         ) exp_named_subst ([],metasenv)
-       in
-        C.MutInd (uri,typeno,exp_named_subst'),metasenv'
-    | C.MutConstruct (uri,typeno,consno,exp_named_subst) ->
-       let exp_named_subst', metasenv' =
-        List.fold_right
-         (fun (uri,t) (tl,metasenv) ->
-           let t',metasenv' = um_aux metasenv t in
-            (uri,t')::tl, metasenv'
-         ) exp_named_subst ([],metasenv)
-       in
-        C.MutConstruct (uri,typeno,consno,exp_named_subst'),metasenv'
-    | C.MutCase (sp,i,outty,t,pl) ->
-       let outty',metasenv' = um_aux metasenv outty in
-       let t',metasenv'' = um_aux metasenv' t in
-       let pl',metasenv''' =
-        List.fold_right
-         (fun p (pl,metasenv) ->
-           let p',metasenv' = um_aux metasenv p in
-            p'::pl, metasenv'
-         ) pl ([],metasenv'')
-       in
-        C.MutCase (sp, i, outty', t', pl'),metasenv'''
-    | C.Fix (i, fl) ->
-       let len = List.length fl in
-       let liftedfl,metasenv' =
-        List.fold_right
-         (fun (name, i, ty, bo) (fl,metasenv) ->
-           let ty',metasenv' = um_aux metasenv ty in
-           let bo',metasenv'' = um_aux metasenv' bo in
-            (name, i, ty', bo')::fl,metasenv''
-         ) fl ([],metasenv)
-       in
-        C.Fix (i, liftedfl),metasenv'
-    | C.CoFix (i, fl) ->
-       let len = List.length fl in
-       let liftedfl,metasenv' =
-        List.fold_right
-         (fun (name, ty, bo) (fl,metasenv) ->
-           let ty',metasenv' = um_aux metasenv ty in
-           let bo',metasenv'' = um_aux metasenv' bo in
-            (name, ty', bo')::fl,metasenv''
-         ) fl ([],metasenv)
-       in
-        C.CoFix (i, liftedfl),metasenv'
- in
-  let t',metasenv' = um_aux metasenv t in
-   t',metasenv',!unwinded 
-
-let apply_subst subst t = 
- (* metasenv will not be used nor modified. So, let's use a dummy empty one *)
- let metasenv = [] in
-  let (t',_,_) = unwind metasenv [] subst t in
-   t'
-
-(* apply_subst_reducing subst (Some (mtr,reductions_no)) t              *)
-(* performs as (apply_subst subst t) until it finds an application of   *)
-(* (META [meta_to_reduce]) that, once unwinding is performed, creates   *)
-(* a new beta-redex; in this case up to [reductions_no] consecutive     *)
-(* beta-reductions are performed.                                       *)
-(* Hint: this function is usually called when [reductions_no]           *)
-(*  eta-expansions have been performed and the head of the new          *)
-(*  application has been unified with (META [meta_to_reduce]):          *)
-(*  during the unwinding the eta-expansions are undone.                 *)
-
-let rec apply_subst_context subst =
-    List.map (function
-      | Some (n, Cic.Decl t) -> Some (n, Cic.Decl (apply_subst subst t))
-      | Some (n, Cic.Def (t, ty)) ->
-          let ty' =
-            match ty with
-            | None -> None
-            | Some ty -> Some (apply_subst subst ty)
-          in
-          Some (n, Cic.Def (apply_subst subst t, ty'))
-      | None -> None)
-
-let rec apply_subst_reducing subst meta_to_reduce t =
- let rec um_aux =
-  let module C = Cic in
-  let module S = CicSubstitution in 
-   function
-      C.Rel _
-    | C.Var _  as t -> t
-    | C.Meta (i,l) as t ->
-       (try
-         S.lift_meta l (List.assoc i subst)
-        with Not_found ->
-          C.Meta (i,l))
-    | C.Sort _ as t -> t
-    | 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,t) -> C.LetIn (n, um_aux s, um_aux t)
-    | C.Appl (he::tl) ->
-       let tl' = List.map um_aux tl in
-        let t' =
-         match um_aux he with
-            C.Appl l -> C.Appl (l@tl')
-          | _ as he' -> C.Appl (he'::tl')
-        in
-         begin
-          match meta_to_reduce,he with
-             Some (mtr,reductions_no), C.Meta (m,_) when m = mtr ->
-              let rec beta_reduce =
-               function
-                  (n,(C.Appl (C.Lambda (_,_,t)::he'::tl'))) when n > 0 ->
-                    let he'' = CicSubstitution.subst he' t in
-                     if tl' = [] then
-                      he''
-                     else
-                      beta_reduce (n-1,C.Appl(he''::tl'))
-                | (_,t) -> t
-              in
-               beta_reduce (reductions_no,t')
-           | _,_ -> t'
-         end
-    | C.Appl _ -> assert false
-    | C.Const (uri,exp_named_subst) ->
-       let exp_named_subst' =
-        List.map (function (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 (function (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 (function (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) ->
-       C.MutCase (sp, i, um_aux outty, um_aux t,
-        List.map um_aux pl)
-    | C.Fix (i, fl) ->
-       let len = List.length fl in
-       let liftedfl =
-        List.map
-         (fun (name, i, ty, bo) -> (name, i, um_aux ty, um_aux 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, um_aux ty, um_aux bo))
-          fl
-       in
-        C.CoFix (i, liftedfl)
- in
-   um_aux t
 
-let ppcontext ?(sep = "\n") subst context =
-  String.concat sep
-    (List.rev_map (function
-      | Some (n, Cic.Decl t) ->
-          sprintf "%s : %s"
-            (CicPp.ppname n) (CicPp.ppterm (apply_subst subst t))
-      | Some (n, Cic.Def (t, ty)) ->
-          sprintf "%s : %s := %s"
-            (CicPp.ppname n)
-            (match ty with
-            | None -> "_"
-            | Some ty -> CicPp.ppterm (apply_subst subst ty))
-            (CicPp.ppterm (apply_subst subst t))
-      | None -> "_")
-      context)
-
-let ppmetasenv ?(sep = "\n") subst metasenv =
-  String.concat sep
-    (List.map
-      (fun (i, c, t) ->
-        sprintf "%s |- ?%d: %s" (ppcontext ~sep:"; " subst c) i
-          (CicPp.ppterm (apply_subst subst t)))
-      (List.filter
-        (fun (i, _, _) -> not (List.exists (fun (j, _) -> (j = i)) subst))
-        metasenv))
+(** {2 Format-like pretty printers} *)
 
-(* UNWIND THE MGU INSIDE THE MGU *)
-let unwind_subst metasenv subst =
-  List.fold_left
-   (fun (unwinded,metasenv) (i,_) ->
-     let (_,canonical_context,_) = CicUtil.lookup_meta i metasenv in
-     let identity_relocation_list =
-      CicMkImplicit.identity_relocation_list_for_metavariable canonical_context
-     in
-      let (_,metasenv',subst') =
-       unwind metasenv subst unwinded (Cic.Meta (i,identity_relocation_list))
-      in
-       subst',metasenv'
-   ) ([],metasenv) subst
+let fpp_gen ppf s =
+  Format.pp_print_string ppf s;
+  Format.pp_print_newline ppf ();
+  Format.pp_print_flush ppf ()
 
-(* From now on we recreate a kernel abstraction where substitutions are part of
- * the calculus *)
-
-let whd metasenv subst context term =
-  (* TODO unwind's result is thrown away :-( *)
-  let (subst, _) = unwind_subst metasenv subst in
-  let term = apply_subst subst term in
-  let context = apply_subst_context subst context in
-  try
-    CicReduction.whd context term
-  with e ->
-    raise (MetaSubstFailure ("Weak head reduction failure: " ^
-      Printexc.to_string e))
-
-let are_convertible metasenv subst context t1 t2 =
-  (* TODO unwind's result is thrown away :-( *)
-  let (subst, _) = unwind_subst metasenv subst in
-  let context = apply_subst_context subst context in
-  let (t1, t2) = (apply_subst subst t1, apply_subst subst t2) in
-  CicReduction.are_convertible context t1 t2
-
-let type_of_aux' metasenv subst context term =
-  (* TODO unwind's result is thrown away :-( *)
-  let (subst, _) = unwind_subst metasenv subst in
-  let term = apply_subst subst term in
-  let context = apply_subst_context subst context in
-  let metasenv =
-    List.map
-      (fun (i, c, t) -> (i, apply_subst_context subst c, apply_subst subst t))
-      (List.filter
-        (fun (i, _, _) -> not (List.exists (fun (j, _) -> (j = i)) subst))
-        metasenv)
-  in
-  try
-    CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context term
-  with CicTypeChecker.TypeCheckerFailure msg ->
-    raise (MetaSubstFailure ("Type checker failure: " ^ msg))
+let fppsubst ppf subst = fpp_gen ppf (ppsubst subst)
+let fppterm ppf term = fpp_gen ppf (CicPp.ppterm term)
+let fppmetasenv ppf metasenv = fpp_gen ppf (ppmetasenv metasenv [])