]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/ocaml/paramodulation/indexing.ml
test branch
[helm.git] / helm / ocaml / paramodulation / indexing.ml
diff --git a/helm/ocaml/paramodulation/indexing.ml b/helm/ocaml/paramodulation/indexing.ml
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2d9076a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1021 @@
+(* 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/.
+ *)
+
+(* $Id$ *)
+
+module Index = Equality_indexing.DT (* discrimination tree based indexing *)
+(*
+module Index = Equality_indexing.DT (* path tree based indexing *)
+*)
+
+let debug_print = Utils.debug_print;;
+
+
+type retrieval_mode = Matching | Unification;;
+
+let print_candidates mode term res =
+  let _ =
+    match mode with
+    | Matching ->
+        Printf.printf "| candidates Matching %s\n" (CicPp.ppterm term)
+    | Unification ->
+        Printf.printf "| candidates Unification %s\n" (CicPp.ppterm term)
+  in
+  print_endline
+    (String.concat "\n"
+       (List.map
+          (fun (p, e) ->
+             Printf.sprintf "| (%s, %s)" (Utils.string_of_pos p)
+               (Inference.string_of_equality e))
+          res));
+  print_endline "|";
+;;
+
+
+let indexing_retrieval_time = ref 0.;;
+
+
+let apply_subst = CicMetaSubst.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
+
+(* 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 mode tree term =
+  let t1 = Unix.gettimeofday () in
+  let res =
+    let s = 
+      match mode with
+      | Matching -> Index.retrieve_generalizations tree term
+      | Unification -> Index.retrieve_unifiables tree term
+    in
+    Index.PosEqSet.elements s
+  in
+  (*   print_candidates mode term res; *)
+(*   print_endline (Discrimination_tree.string_of_discrimination_tree tree); *)
+(*   print_newline (); *)
+  let t2 = Unix.gettimeofday () in
+  indexing_retrieval_time := !indexing_retrieval_time +. (t2 -. t1);
+  res
+;;
+
+
+let match_unif_time_ok = ref 0.;;
+let match_unif_time_no = ref 0.;;
+
+
+(*
+  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 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, (_, proof, (ty, left, right, o), metas, args) = candidate in
+        if check && not (fst (CicReduction.are_convertible
+                                ~metasenv context termty ty ugraph)) then (
+          find_matches metasenv context ugraph lift_amount term termty tl
+        ) else
+          let do_match c eq_URI =
+            let subst', metasenv', ugraph' =
+              let t1 = Unix.gettimeofday () in
+              try
+                let r =
+                  Inference.matching (metasenv @ metas) context
+                    term (S.lift lift_amount c) ugraph in
+                let t2 = Unix.gettimeofday () in
+                match_unif_time_ok := !match_unif_time_ok +. (t2 -. t1);
+                r
+              with Inference.MatchingFailure as e ->
+                let t2 = Unix.gettimeofday () in
+                match_unif_time_no := !match_unif_time_no +. (t2 -. t1);
+                raise e
+            in
+            Some (C.Rel (1 + lift_amount), subst', metasenv', ugraph',
+                  (candidate, eq_URI))
+          in
+          let c, other, eq_URI =
+            if pos = Utils.Left then left, right, Utils.eq_ind_URI ()
+            else right, left, Utils.eq_ind_r_URI ()
+          in
+          if o <> U.Incomparable then
+            try
+              do_match c eq_URI
+            with Inference.MatchingFailure ->
+              find_matches metasenv context ugraph lift_amount term termty tl
+          else
+            let res =
+              try do_match c eq_URI
+              with Inference.MatchingFailure -> None
+            in
+            match res with
+            | Some (_, s, _, _, _) ->
+                let c' = apply_subst s c in
+                let other' = U.guarded_simpl context (apply_subst s other) in
+                let order = cmp c' other' in
+                let names = U.names_of_context context in
+                if order = U.Gt then
+                  res
+                else
+                  find_matches
+                    metasenv context ugraph lift_amount term termty tl
+            | None ->
+                find_matches metasenv context ugraph lift_amount term termty tl
+;;
+
+
+(*
+  as above, but finds all the matching equalities, and the matching condition
+  can be either Inference.matching or Inference.unification
+*)
+let rec find_all_matches ?(unif_fun=Inference.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, (_, _, (ty, left, right, o), metas, args) = candidate in
+        let do_match c eq_URI =
+          let subst', metasenv', ugraph' =
+            let t1 = Unix.gettimeofday () in
+            try
+              let r = 
+                unif_fun (metasenv @ metas) context
+                  term (S.lift lift_amount c) ugraph in
+              let t2 = Unix.gettimeofday () in
+              match_unif_time_ok := !match_unif_time_ok +. (t2 -. t1);
+              r
+            with
+            | Inference.MatchingFailure
+            | CicUnification.UnificationFailure _
+            | CicUnification.Uncertain _ as e ->
+                let t2 = Unix.gettimeofday () in
+                match_unif_time_no := !match_unif_time_no +. (t2 -. t1);
+                raise e
+          in
+          (C.Rel (1 + lift_amount), subst', metasenv', ugraph',
+           (candidate, eq_URI))
+        in
+        let c, other, eq_URI =
+          if pos = Utils.Left then left, right, Utils.eq_ind_URI ()
+          else right, left, Utils.eq_ind_r_URI ()
+        in
+        if o <> U.Incomparable then
+          try
+            let res = do_match c eq_URI in
+            res::(find_all_matches ~unif_fun metasenv context ugraph
+                    lift_amount term termty tl)
+          with
+          | Inference.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 eq_URI in
+            match res with
+            | _, s, _, _, _ ->
+                let c' = apply_subst s c
+                and other' = apply_subst s other in
+                let order = cmp c' other' in
+                let names = U.names_of_context context 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
+          | Inference.MatchingFailure
+          | CicUnification.UnificationFailure _
+          | CicUnification.Uncertain _ ->
+              find_all_matches ~unif_fun metasenv context ugraph
+                lift_amount term termty tl
+;;
+
+
+(*
+  returns true if target is subsumed by some equality in table
+*)
+let subsumption env table target =
+  let _, _, (ty, left, right, _), tmetas, _ = target in
+  let metasenv, context, ugraph = env in
+  let metasenv = metasenv @ tmetas in
+  let samesubst subst subst' =
+    let tbl = Hashtbl.create (List.length subst) in
+    List.iter (fun (m, (c, t1, t2)) -> Hashtbl.add tbl m (c, t1, t2)) subst;
+    List.for_all
+      (fun (m, (c, t1, t2)) ->
+         try
+           let c', t1', t2' = Hashtbl.find tbl m in
+           if (c = c') && (t1 = t1') && (t2 = t2') then true
+           else false
+         with Not_found ->
+           true)
+      subst'
+  in
+  let leftr =
+    match left with
+    | Cic.Meta _ -> []
+    | _ ->
+        let leftc = get_candidates Matching table left in
+        find_all_matches ~unif_fun:Inference.matching
+          metasenv context ugraph 0 left ty leftc
+  in
+  let rec ok what = function
+    | [] -> false, []
+    | (_, subst, menv, ug, ((pos, (_, _, (_, l, r, o), m, _)), _))::tl ->
+        try
+          let other = if pos = Utils.Left then r else l in
+          let subst', menv', ug' =
+            let t1 = Unix.gettimeofday () in
+            try
+              let r = 
+                Inference.matching (metasenv @ menv @ m) context what other ugraph
+             in
+              let t2 = Unix.gettimeofday () in
+              match_unif_time_ok := !match_unif_time_ok +. (t2 -. t1);
+              r
+            with Inference.MatchingFailure as e ->
+              let t2 = Unix.gettimeofday () in
+              match_unif_time_no := !match_unif_time_no +. (t2 -. t1);
+              raise e
+          in
+          if samesubst subst subst' then
+            true, subst
+          else
+            ok what tl
+        with Inference.MatchingFailure ->
+          ok what tl
+  in
+  let r, subst = ok right leftr in
+  let r, s =
+    if r then
+      true, subst
+    else
+      let rightr =
+       match right with
+         | Cic.Meta _ -> []
+         | _ ->
+              let rightc = get_candidates Matching table right in
+               find_all_matches ~unif_fun:Inference.matching
+                 metasenv context ugraph 0 right ty rightc
+      in
+       ok left rightr
+  in
+(*     (if r then  *)
+(*        debug_print  *)
+(*      (lazy *)
+(*         (Printf.sprintf "SUBSUMPTION! %s\n%s\n" *)
+(*            (Inference.string_of_equality target) (Utils.print_subst s)))); *)
+    r, s
+;;
+
+
+let rec demodulation_aux ?(typecheck=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 candidates = get_candidates Matching table term in
+  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 metasenv context ugraph lift_amount term termty candidates
+      in
+      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 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 metasenv context ugraph table lift_amount s in (
+              match r1 with
+              | None ->
+                  let r2 =
+                    demodulation_aux 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 metasenv context ugraph table lift_amount s in (
+              match r1 with
+              | None ->
+                  let r2 =
+                    demodulation_aux 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
+;;
+
+
+let build_newtarget_time = ref 0.;;
+
+
+let demod_counter = ref 1;;
+
+(** demodulation, when target is an equality *)
+let rec demodulation_equality newmeta env table sign 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 _, proof, (eq_ty, left, right, order), metas, args = target in
+  let metasenv' = metasenv @ metas in
+
+  let maxmeta = ref newmeta in
+  
+  let build_newtarget is_left (t, subst, menv, ug, (eq_found, eq_URI)) =
+    let time1 = Unix.gettimeofday () in
+    
+    let pos, (_, proof', (ty, what, other, _), menv', args') = eq_found in
+    let ty =
+      try fst (CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context what ugraph)
+      with CicUtil.Meta_not_found _ -> ty
+    in
+    let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+    let newterm, newproof =
+      let bo = U.guarded_simpl context (apply_subst subst (S.subst other t)) in
+      let name = C.Name ("x_Demod_" ^ (string_of_int !demod_counter)) in
+      incr demod_counter;
+      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 (LibraryObjects.eq_URI (), 0, []);
+                S.lift 1 eq_ty; l; r]
+      in
+      if sign = Utils.Positive then
+        (bo,
+         Inference.ProofBlock (
+           subst, eq_URI, (name, ty), bo'(* t' *), eq_found, proof))
+      else
+        let metaproof = 
+          incr maxmeta;
+          let irl =
+            CicMkImplicit.identity_relocation_list_for_metavariable context in
+(*           debug_print (lazy (Printf.sprintf "\nADDING META: %d\n" !maxmeta)); *)
+(*           print_newline (); *)
+          C.Meta (!maxmeta, irl)
+        in
+          let eq_found =
+            let proof' =
+              let termlist =
+                if pos = Utils.Left then [ty; what; other]
+                else [ty; other; what]
+              in
+              Inference.ProofSymBlock (termlist, proof')
+            in
+            let what, other =
+              if pos = Utils.Left then what, other else other, what
+            in
+            pos, (0, proof', (ty, other, what, Utils.Incomparable),
+                  menv', args')
+          in
+          let target_proof =
+            let pb =
+              Inference.ProofBlock (subst, eq_URI, (name, ty), bo',
+                                    eq_found, Inference.BasicProof metaproof)
+            in
+            match proof with
+            | Inference.BasicProof _ ->
+                print_endline "replacing a BasicProof";
+                pb
+            | Inference.ProofGoalBlock (_, parent_proof) ->
+                print_endline "replacing another ProofGoalBlock";
+                Inference.ProofGoalBlock (pb, parent_proof)
+            | _ -> assert false
+          in
+        let refl =
+          C.Appl [C.MutConstruct (* reflexivity *)
+                    (LibraryObjects.eq_URI (), 0, 1, []);
+                  eq_ty; if is_left then right else left]          
+        in
+        (bo,
+         Inference.ProofGoalBlock (Inference.BasicProof refl, target_proof))
+    in
+    let left, right = if is_left then newterm, right else left, newterm in
+    let m = (Inference.metas_of_term left) @ (Inference.metas_of_term right) in
+    let newmetasenv = List.filter (fun (i, _, _) -> List.mem i m) metas
+    and newargs = args
+    in
+    let ordering = !Utils.compare_terms left right in
+
+    let time2 = Unix.gettimeofday () in
+    build_newtarget_time := !build_newtarget_time +. (time2 -. time1);
+
+    let res =
+      let w = Utils.compute_equality_weight eq_ty left right in
+      (w, newproof, (eq_ty, left, right, ordering), newmetasenv, newargs)
+    in
+    !maxmeta, res
+  in
+  let res = demodulation_aux metasenv' context ugraph table 0 left in
+  let newmeta, newtarget = 
+    match res with
+    | Some t ->
+       let newmeta, newtarget = build_newtarget true t in
+         if (Inference.is_identity (metasenv', context, ugraph) newtarget) ||
+            (Inference.meta_convertibility_eq target newtarget) then
+             newmeta, newtarget
+         else
+            demodulation_equality newmeta env table sign newtarget
+    | None ->
+       let res = demodulation_aux metasenv' context ugraph table 0 right in
+         match res with
+         | Some t ->
+             let newmeta, newtarget = build_newtarget false t in
+               if (Inference.is_identity (metasenv', context, ugraph) newtarget) ||
+                 (Inference.meta_convertibility_eq target newtarget) then
+                   newmeta, newtarget
+               else
+                 demodulation_equality newmeta env table sign newtarget
+         | None ->
+             newmeta, target
+  in
+  (* newmeta, newtarget *)
+  (* tentiamo di ridurre usando CicReduction.normalize *)
+  let w, p, (ty, left, right, o), m, a = newtarget in
+  let left' = ProofEngineReduction.simpl context left in
+  let right' = ProofEngineReduction.simpl context right in
+  let newleft =
+    if !Utils.compare_terms left' left = Utils.Lt then left' else left in
+  let newright = 
+    if !Utils.compare_terms right' right = Utils.Lt then right' else right in
+(*   if newleft != left || newright != right then ( *)
+(*     debug_print *)
+(*       (lazy *)
+(*      (Printf.sprintf "left: %s, left': %s\nright: %s, right': %s\n" *)
+(*         (CicPp.ppterm left) (CicPp.ppterm left') (CicPp.ppterm right) *)
+(*         (CicPp.ppterm right'))) *)
+(*   ); *)
+  let w' = Utils.compute_equality_weight ty newleft newright in
+  let o' = !Utils.compare_terms newleft newright in
+  newmeta, (w', p, (ty, newleft, newright, o'), m, a)
+;;
+
+
+(**
+   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 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 candidates = get_candidates Unification table term in
+  let res, lifted_term = 
+    match term with
+    | C.Meta (i, l) ->
+        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_right
+            (fun arg (res, lifted_tl) ->
+               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)
+            ) 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 r = 
+        find_all_matches
+          metasenv context ugraph lift_amount term termty candidates
+      in
+      r @ res, lifted_term
+;;
+
+
+let sup_l_counter = ref 1;;
+
+(**
+   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 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 weight, proof, (eq_ty, left, right, ordering), _, _ = target in
+  let expansions, _ =
+    let term = if ordering = U.Gt then left else right in
+    betaexpand_term metasenv context ugraph table 0 term
+  in
+  let maxmeta = ref newmeta in
+  let build_new (bo, s, m, ug, (eq_found, eq_URI)) =
+
+(*     debug_print (lazy "\nSUPERPOSITION LEFT\n"); *)
+
+    let time1 = Unix.gettimeofday () in
+    
+    let pos, (_, proof', (ty, what, other, _), menv', args') = eq_found in
+    let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+    let newgoal, newproof =
+      let bo' =  U.guarded_simpl context (apply_subst s (S.subst other bo)) in
+      let name = C.Name ("x_SupL_" ^ (string_of_int !sup_l_counter)) in
+      incr sup_l_counter;
+      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 (LibraryObjects.eq_URI (), 0, []);
+                S.lift 1 eq_ty; l; r]
+      in
+      incr maxmeta;
+      let metaproof =
+        let irl =
+          CicMkImplicit.identity_relocation_list_for_metavariable context in
+        C.Meta (!maxmeta, irl)
+      in
+      let eq_found =
+        let proof' =
+          let termlist =
+            if pos = Utils.Left then [ty; what; other]
+            else [ty; other; what]
+          in
+          Inference.ProofSymBlock (termlist, proof')
+        in
+        let what, other =
+          if pos = Utils.Left then what, other else other, what
+        in
+        pos, (0, proof', (ty, other, what, Utils.Incomparable), menv', args')
+      in
+      let target_proof =
+        let pb =
+          Inference.ProofBlock (s, eq_URI, (name, ty), bo'', eq_found,
+                                Inference.BasicProof metaproof)
+        in
+        match proof with
+        | Inference.BasicProof _ ->
+(*             debug_print (lazy "replacing a BasicProof"); *)
+            pb
+        | Inference.ProofGoalBlock (_, parent_proof) ->
+(*             debug_print (lazy "replacing another ProofGoalBlock"); *)
+            Inference.ProofGoalBlock (pb, parent_proof)
+        | _ -> assert false
+      in
+      let refl =
+        C.Appl [C.MutConstruct (* reflexivity *)
+                  (LibraryObjects.eq_URI (), 0, 1, []);
+                eq_ty; if ordering = U.Gt then right else left]
+      in
+      (bo',
+       Inference.ProofGoalBlock (Inference.BasicProof refl, target_proof))
+    in
+    let left, right =
+      if ordering = U.Gt then newgoal, right else left, newgoal in
+    let neworder = !Utils.compare_terms left right in
+
+    let time2 = Unix.gettimeofday () in
+    build_newtarget_time := !build_newtarget_time +. (time2 -. time1);
+
+    let res =
+      let w = Utils.compute_equality_weight eq_ty left right in
+      (w, newproof, (eq_ty, left, right, neworder), [], [])
+    in
+    res
+  in
+  !maxmeta, List.map build_new expansions
+;;
+
+
+let sup_r_counter = ref 1;;
+
+(**
+   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 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 _, eqproof, (eq_ty, left, right, ordering), newmetas, args = target in
+  let metasenv' = metasenv @ newmetas in
+  let maxmeta = ref newmeta in
+  let res1, res2 =
+    match ordering with
+    | U.Gt -> fst (betaexpand_term metasenv' context ugraph table 0 left), []
+    | U.Lt -> [], fst (betaexpand_term 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 metasenv' context ugraph table 0 l))
+        in
+        (res left right), (res right left)
+  in
+  let build_new ordering (bo, s, m, ug, (eq_found, eq_URI)) =
+
+    let time1 = Unix.gettimeofday () in
+    
+    let pos, (_, proof', (ty, what, other, _), menv', args') = eq_found in
+    let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+    let newgoal, newproof =
+      let bo' = apply_subst s (S.subst other bo) in
+      let t' =
+        let name = C.Name ("x_SupR_" ^ (string_of_int !sup_r_counter)) in
+        incr sup_r_counter;
+        let l, r =
+          if ordering = U.Gt then bo, S.lift 1 right else S.lift 1 left, bo in
+        (name, ty, S.lift 1 eq_ty, l, r)
+      in
+      let name = C.Name ("x_SupR_" ^ (string_of_int !sup_r_counter)) in
+      incr sup_r_counter;
+      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 (LibraryObjects.eq_URI (), 0, []);
+                S.lift 1 eq_ty; l; r]
+      in
+      bo',
+      Inference.ProofBlock (s, eq_URI, (name, ty), bo'', eq_found, eqproof)
+    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 
+      and newmenv = newmetas @ menv'
+      and newargs = args @ args' in
+      let eq' =
+        let w = Utils.compute_equality_weight eq_ty left right in
+        (w, newproof, (eq_ty, left, right, neworder), newmenv, newargs)
+      and env = (metasenv, context, ugraph) in
+      let newm, eq' = Inference.fix_metas !maxmeta eq' in
+      newm, eq'
+    in
+    maxmeta := newmeta;
+
+    let time2 = Unix.gettimeofday () in
+    build_newtarget_time := !build_newtarget_time +. (time2 -. time1);
+
+    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 (Inference.is_identity (metasenv, context, ugraph) e) in
+  (!maxmeta,
+   (List.filter ok (new1 @ new2)))
+;;
+
+
+(** demodulation, when the target is a goal *)
+let rec demodulation_goal newmeta env table goal =
+  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 proof, metas, term = goal in
+  let metasenv' = metasenv @ metas in
+
+  let build_newgoal (t, subst, menv, ug, (eq_found, eq_URI)) =
+    let pos, (_, proof', (ty, what, other, _), menv', args') = eq_found in
+    let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+    let ty =
+      try fst (CicTypeChecker.type_of_aux' metasenv context what ugraph)
+      with CicUtil.Meta_not_found _ -> ty
+    in
+    let newterm, newproof =
+      let bo = apply_subst subst (S.subst other t) in
+      let bo' = apply_subst subst t in 
+      let name = C.Name ("x_DemodGoal_" ^ (string_of_int !demod_counter)) in
+      incr demod_counter;
+      let metaproof = 
+        incr maxmeta;
+        let irl =
+          CicMkImplicit.identity_relocation_list_for_metavariable context in
+(*         debug_print (lazy (Printf.sprintf "\nADDING META: %d\n" !maxmeta)); *)
+        C.Meta (!maxmeta, irl)
+      in
+      let eq_found =
+        let proof' =
+          let termlist =
+            if pos = Utils.Left then [ty; what; other]
+            else [ty; other; what]
+          in
+          Inference.ProofSymBlock (termlist, proof')
+        in
+        let what, other =
+          if pos = Utils.Left then what, other else other, what
+        in
+        pos, (0, proof', (ty, other, what, Utils.Incomparable), menv', args')
+      in
+      let goal_proof =
+        let pb =
+          Inference.ProofBlock (subst, eq_URI, (name, ty), bo',
+                                eq_found, Inference.BasicProof metaproof)
+        in
+        let rec repl = function
+          | Inference.NoProof ->
+(*               debug_print (lazy "replacing a NoProof"); *)
+              pb
+          | Inference.BasicProof _ ->
+(*               debug_print (lazy "replacing a BasicProof"); *)
+              pb
+          | Inference.ProofGoalBlock (_, parent_proof) ->
+(*               debug_print (lazy "replacing another ProofGoalBlock"); *)
+              Inference.ProofGoalBlock (pb, parent_proof)
+          | (Inference.SubProof (term, meta_index, p) as subproof) ->
+(*               debug_print *)
+(*                 (lazy *)
+(*                    (Printf.sprintf "replacing %s" *)
+(*                       (Inference.string_of_proof subproof))); *)
+              Inference.SubProof (term, meta_index, repl p)
+          | _ -> assert false
+        in repl proof
+      in
+      bo, Inference.ProofGoalBlock (Inference.NoProof, goal_proof)
+    in
+    let m = Inference.metas_of_term newterm in
+    let newmetasenv = List.filter (fun (i, _, _) -> List.mem i m) metas in
+    !maxmeta, (newproof, newmetasenv, newterm)
+  in  
+  let res =
+    demodulation_aux ~typecheck:true metasenv' context ugraph table 0 term
+  in
+  match res with
+  | Some t ->
+      let newmeta, newgoal = build_newgoal t in
+      let _, _, newg = newgoal in
+      if Inference.meta_convertibility term newg then
+        newmeta, newgoal
+      else
+        demodulation_goal newmeta env table newgoal
+  | None ->
+      newmeta, goal
+;;
+
+
+(** demodulation, when the target is a theorem *)
+let rec demodulation_theorem 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 proof, metas, term = theorem in
+  let term, termty, metas = theorem in
+  let metasenv' = metasenv @ metas in
+
+  let build_newtheorem (t, subst, menv, ug, (eq_found, eq_URI)) =
+    let pos, (_, proof', (ty, what, other, _), menv', args') = eq_found in
+    let what, other = if pos = Utils.Left then what, other else other, what in
+    let newterm, newty =
+      let bo = 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
+      incr demod_counter;
+      let newproof =
+        Inference.ProofBlock (subst, eq_URI, (name, ty), bo', eq_found,
+                              Inference.BasicProof term)
+      in
+      (Inference.build_proof_term newproof, bo)
+    in
+    let m = Inference.metas_of_term newterm in
+    let newmetasenv = List.filter (fun (i, _, _) -> List.mem i m) metas in
+    !maxmeta, (newterm, newty, newmetasenv)
+  in  
+  let res =
+    demodulation_aux ~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 Inference.meta_convertibility termty newty then
+        newmeta, newthm
+      else
+        demodulation_theorem newmeta env table newthm
+  | None ->
+      newmeta, theorem
+;;