Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quellcode-Bibliothek

© Kompilation durch diese Firma

[Weder Korrektheit noch Funktionsfähigkeit der Software werden zugesichert.]

Datei: top.pvs   Sprache: PVS

Original von: Coq©

(************************************************************************)
(*         *   The Coq Proof Assistant / The Coq Development Team       *)
(*  v      *   INRIA, CNRS and contributors - Copyright 1999-2018       *)
(* <O___,, *       (see CREDITS file for the list of authors)           *)
(*   \VV/  **************************************************************)
(*    //   *    This file is distributed under the terms of the         *)
(*         *     GNU Lesser General Public License Version 2.1          *)
(*         *     (see LICENSE file for the text of the license)         *)
(************************************************************************)

open Util
open Names
open Constr
open Vars
open CClosure
open Esubst

(**** Call by value reduction ****)

(* The type of terms with closure. The meaning of the constructors and
 * the invariants of this datatype are the following:
 *  VAL(k,c) represents the constr c with a delayed shift of k. c must be
 *          in normal form and neutral (i.e. not a lambda, a construct or a
 *          (co)fix, because they may produce redexes by applying them,
 *          or putting them in a case)
 *  STACK(k,v,stk) represents an irreductible value [v] in the stack [stk].
 *          [k] is a delayed shift to be applied to both the value and
 *          the stack.
 *  CBN(t,S) is the term [S]t. It is used to delay evaluation. For
 *          instance products are evaluated only when actually needed
 *          (CBN strategy).
 *  LAM(n,a,b,S) is the term [S]([x:a]b) where [a] is a list of bindings and
 *          [n] is the length of [a]. the environment [S] is propagated
 *          only when the abstraction is applied, and then we use the rule
 *                  ([S]([x:a]b) c) --> [S.c]b
 *          This corresponds to the usual strategy of weak reduction
 *  FIXP(op,bd,S,args) is the fixpoint (Fix or Cofix) of bodies bd under
 *          the bindings S, and then applied to args. Here again,
 *          weak reduction.
 *  CONSTR(c,args) is the constructor [c] applied to [args].
 *  PRIMITIVE(cop,args) represent a particial application of
 *          a primitive, or a fully applied primitive
 *          which does not reduce.
 *          cop is the constr representing op.
 *
 *)

type cbv_value =
  | VAL of int * constr
  | STACK of int * cbv_value * cbv_stack
  | CBN of constr * cbv_value subs
  | LAM of int * (Name.t Context.binder_annot * constr) list * constr * cbv_value subs
  | FIXP of fixpoint * cbv_value subs * cbv_value array
  | COFIXP of cofixpoint * cbv_value subs * cbv_value array
  | CONSTR of constructor Univ.puniverses * cbv_value array
  | PRIMITIVE of CPrimitives.t * constr * cbv_value array

(* type of terms with a hole. This hole can appear only under App or Case.
 *   TOP means the term is considered without context
 *   APP(v,stk) means the term is applied to v, and then the context stk
 *      (v.0 is the first argument).
 *      this corresponds to the application stack of the KAM.
 *      The members of l are values: we evaluate arguments before
        calling the function.
 *   CASE(t,br,pat,S,stk) means the term is in a case (which is himself in stk
 *      t is the type of the case and br are the branches, all of them under
 *      the subs S, pat is information on the patterns of the Case
 *      (Weak reduction: we propagate the sub only when the selected branch
 *      is determined)
 *   PROJ(p,pb,stk) means the term is in a primitive projection p, itself in stk.
 *      pb is the associated projection body
 *
 * Important remark: the APPs should be collapsed:
 *    (APP (l,(APP ...))) forbidden
 *)

and cbv_stack =
  | TOP
  | APP of cbv_value array * cbv_stack
  | CASE of constr * constr array * case_info * cbv_value subs * cbv_stack
  | PROJ of Projection.t * cbv_stack

(* les vars pourraient etre des constr,
   cela permet de retarder les lift: utile ?? *)


(* relocation of a value; used when a value stored in a context is expanded
 * in a larger context. e.g.  [%k (S.t)](k+1) --> [^k]t  (t is shifted of k)
 *)

let rec shift_value n = function
  | VAL (k,t) -> VAL (k+n,t)
  | STACK(k,v,stk) -> STACK(k+n,v,stk)
  | CBN (t,s) -> CBN(t,subs_shft(n,s))
  | LAM (nlams,ctxt,b,s) -> LAM (nlams,ctxt,b,subs_shft (n,s))
  | FIXP (fix,s,args) ->
      FIXP (fix,subs_shft (n,s), Array.map (shift_value n) args)
  | COFIXP (cofix,s,args) ->
      COFIXP (cofix,subs_shft (n,s), Array.map (shift_value n) args)
  | CONSTR (c,args) ->
      CONSTR (c, Array.map (shift_value n) args)
  | PRIMITIVE(op,c,args) ->
      PRIMITIVE(op,c,Array.map (shift_value n) args)

let shift_value n v =
  if Int.equal n 0 then v else shift_value n v

(* Contracts a fixpoint: given a fixpoint and a bindings,
 * returns the corresponding fixpoint body, and the bindings in which
 * it should be evaluated: its first variables are the fixpoint bodies
 * (S, (fix Fi {F0 := T0 .. Fn-1 := Tn-1}))
 *    -> (S. [S]F0 . [S]F1 ... . [S]Fn-1, Ti)
 *)

let contract_fixp env ((reci,i),(_,_,bds as bodies)) =
  let make_body j = FIXP(((reci,j),bodies), env, [||]) in
  let n = Array.length bds in
  subs_cons(Array.init n make_body, env), bds.(i)

let contract_cofixp env (i,(_,_,bds as bodies)) =
  let make_body j = COFIXP((j,bodies), env, [||]) in
  let n = Array.length bds in
  subs_cons(Array.init n make_body, env), bds.(i)

let make_constr_ref n k t =
  match k with
  | RelKey p -> mkRel (n+p)
  | VarKey id -> t
  | ConstKey cst -> t

(* Adds an application list. Collapse APPs! *)
let stack_app appl stack =
  if Int.equal (Array.length appl) 0 then stack else
    match stack with
    | APP(args,stk) -> APP(Array.append appl args,stk)
    | _             -> APP(appl, stack)

let rec stack_concat stk1 stk2 =
  match stk1 with
      TOP -> stk2
    | APP(v,stk1') -> APP(v,stack_concat stk1' stk2)
    | CASE(c,b,i,s,stk1') -> CASE(c,b,i,s,stack_concat stk1' stk2)
    | PROJ (p,stk1') -> PROJ (p,stack_concat stk1' stk2)

(* merge stacks when there is no shifts in between *)
let mkSTACK = function
    v, TOP -> v
  | STACK(0,v0,stk0), stk -> STACK(0,v0,stack_concat stk0 stk)
  | v,stk -> STACK(0,v,stk)

type cbv_infos = {
  env : Environ.env;
  tab : cbv_value Declarations.constant_def KeyTable.t;
  reds : RedFlags.reds;
  sigma : Evd.evar_map
}

(* Change: zeta reduction cannot be avoided in CBV *)

open RedFlags

let red_set_ref flags = function
  | RelKey _ -> red_set flags fDELTA
  | VarKey id -> red_set flags (fVAR id)
  | ConstKey (sp,_) -> red_set flags (fCONST sp)

(* Transfer application lists from a value to the stack
 * useful because fixpoints may be totally applied in several times.
 * On the other hand, irreductible atoms absorb the full stack.
 *)

let strip_appl head stack =
  match head with
    | FIXP (fix,env,app) -> (FIXP(fix,env,[||]), stack_app app stack)
    | COFIXP (cofix,env,app) -> (COFIXP(cofix,env,[||]), stack_app app stack)
    | CONSTR (c,app) -> (CONSTR(c,[||]), stack_app app stack)
    | PRIMITIVE(op,c,app) -> (PRIMITIVE(op,c,[||]), stack_app app stack)
    | VAL _ | STACK _ | CBN _ | LAM _ -> (head, stack)


(* Tests if fixpoint reduction is possible. *)
let fixp_reducible flgs ((reci,i),_) stk =
  if red_set flgs fFIX then
    match stk with
      | APP(appl,_) ->
          Array.length appl > reci.(i) &&
          (match appl.(reci.(i)) with
              CONSTR _ -> true
            | _ -> false)
      | _ -> false
  else
    false

let cofixp_reducible flgs _ stk =
  if red_set flgs fCOFIX then
    match stk with
      | (CASE _ | PROJ _ | APP(_,CASE _) | APP(_,PROJ _)) -> true
      | _ -> false
  else
    false

let get_debug_cbv = Goptions.declare_bool_option_and_ref
    ~depr:false
    ~value:false
    ~name:"cbv visited constants display"
    ~key:["Debug";"Cbv"]

(* Reduction of primitives *)

open Primred

module VNativeEntries =
  struct

    type elem = cbv_value
    type args = cbv_value array
    type evd = unit

    let get = Array.get

    let get_int () e =
      match e with
      | VAL(_, ci) ->
          (match kind ci with
          | Int i -> i
          | _ -> raise Primred.NativeDestKO)
      | _ -> raise Primred.NativeDestKO

    let mkInt env i = VAL(0, mkInt i)

    let mkBool env b =
      let (ct,cf) = get_bool_constructors env in
      CONSTR(Univ.in_punivs (if b then ct else cf), [||])

    let int_ty env = VAL(0, mkConst @@ get_int_type env)

    let mkCarry env b e =
      let (c0,c1) = get_carry_constructors env in
      CONSTR(Univ.in_punivs (if b then c1 else c0), [|int_ty env;e|])

    let mkIntPair env e1 e2 =
      let int_ty = int_ty env in
      let c = get_pair_constructor env in
      CONSTR(Univ.in_punivs c, [|int_ty;int_ty;e1;e2|])

    let mkLt env =
      let (_eq,lt,_gt) = get_cmp_constructors env in
      CONSTR(Univ.in_punivs lt, [||])

    let mkEq env =
      let (eq,_lt,_gt) = get_cmp_constructors env in
      CONSTR(Univ.in_punivs eq, [||])

    let mkGt env =
      let (_eq,_lt,gt) = get_cmp_constructors env in
      CONSTR(Univ.in_punivs gt, [||])

  end

module VredNative = RedNative(VNativeEntries)

let debug_pr_key = function
  | ConstKey (sp,_) -> Names.Constant.print sp
  | VarKey id -> Names.Id.print id
  | RelKey n -> Pp.(str "REL_" ++ int n)

let rec reify_stack t = function
  | TOP -> t
  | APP (args,st) ->
      reify_stack (mkApp(t,Array.map reify_value args)) st
  | CASE (ty,br,ci,env,st) ->
      reify_stack
        (mkCase (ci, ty, t,br))
        st
  | PROJ (p, st) ->
       reify_stack (mkProj (p, t)) st

and reify_value = function (* reduction under binders *)
  | VAL (n,t) -> lift n t
  | STACK (0,v,stk) ->
      reify_stack (reify_value v) stk
  | STACK (n,v,stk) ->
      lift n (reify_stack (reify_value v) stk)
  | CBN(t,env) ->
    apply_env env t
  | LAM (k,ctxt,b,env) ->
    apply_env env @@
    List.fold_left (fun c (n,t) ->
        mkLambda (n, t, c)) b ctxt
  | FIXP ((lij,fix),env,args) ->
    let fix = mkFix (lij, fix) in
    mkApp (apply_env env fix, Array.map reify_value args)
  | COFIXP ((j,cofix),env,args) ->
    let cofix = mkCoFix (j, cofix) in
    mkApp (apply_env env cofix, Array.map reify_value args)
  | CONSTR (c,args) ->
      mkApp(mkConstructU c, Array.map reify_value args)
  | PRIMITIVE(op,c,args) ->
      mkApp(c, Array.map reify_value args)

and apply_env env t =
  match kind t with
  | Rel i ->
    begin match expand_rel i env with
      | Inl (k, v) ->
        reify_value (shift_value k v)
      | Inr (k,_) ->
        mkRel k
    end
  | _ ->
    map_with_binders subs_lift apply_env env t

(* The main recursive functions
 *
 * Go under applications and cases/projections (pushed in the stack), 
 * expand head constants or substitued de Bruijn, and try to a make a
 * constructor, a lambda or a fixp appear in the head. If not, it is a value
 * and is completely computed here. The head redexes are NOT reduced:
 * the function returns the pair of a cbv_value and its stack.  *
 * Invariant: if the result of norm_head is CONSTR or (CO)FIXP, it last
 * argument is [].  Because we must put all the applied terms in the
 * stack. *)


let rec norm_head info env t stack =
  (* no reduction under binders *)
  match kind t with
  (* stack grows (remove casts) *)
  | App (head,args) -> (* Applied terms are normalized immediately;
                        they could be computed when getting out of the stack *)

      let nargs = Array.map (cbv_stack_term info TOP env) args in
      norm_head info env head (stack_app nargs stack)
  | Case (ci,p,c,v) -> norm_head info env c (CASE(p,v,ci,env,stack))
  | Cast (ct,_,_) -> norm_head info env ct stack
  
  | Proj (p, c) -> 
    let p' =
      if red_set info.reds (fCONST (Projection.constant p))
        && red_set info.reds fBETA
      then Projection.unfold p
      else p
    in 
      norm_head info env c (PROJ (p', stack))
 
  (* constants, axioms
   * the first pattern is CRUCIAL, n=0 happens very often:
   * when reducing closed terms, n is always 0 *)

  | Rel i ->
      (match expand_rel i env with
        | Inl (0,v)      -> strip_appl v stack
        | Inl (n,v)      -> strip_appl (shift_value n v) stack
        | Inr (n,None)   -> (VAL(0, mkRel n), stack)
        | Inr (n,Some p) -> norm_head_ref (n-p) info env stack (RelKey p) t)

  | Var id -> norm_head_ref 0 info env stack (VarKey id) t

  | Const sp ->
    Reductionops.reduction_effect_hook info.env info.sigma
      (fst sp) (lazy (reify_stack t stack));
    norm_head_ref 0 info env stack (ConstKey sp) t

  | LetIn (_, b, _, c) ->
      (* zeta means letin are contracted; delta without zeta means we *)
      (* allow bindings but leave let's in place *)
      if red_set info.reds fZETA then
        (* New rule: for Cbv, Delta does not apply to locally bound variables
           or red_set info.reds fDELTA
         *)

 let env' = subs_cons ([|cbv_stack_term info TOP env b|],env) in
        norm_head info env' c stack
      else
 (CBN(t,env), stack) (* Should we consider a commutative cut ? *)

  | Evar ev ->
      (match Reductionops.safe_evar_value info.sigma ev with
          Some c -> norm_head info env c stack
        | None ->
          let e, xs = ev in
          let xs' = Array.map (apply_env env) xs in
          (VAL(0, mkEvar (e,xs')), stack))

  (* non-neutral cases *)
  | Lambda _ ->
      let ctxt,b = Term.decompose_lam t in
      (LAM(List.length ctxt, List.rev ctxt,b,env), stack)
  | Fix fix -> (FIXP(fix,env,[||]), stack)
  | CoFix cofix -> (COFIXP(cofix,env,[||]), stack)
  | Construct c -> (CONSTR(c, [||]), stack)

  (* neutral cases *)
  | (Sort _ | Meta _ | Ind _ | Int _) -> (VAL(0, t), stack)
  | Prod _ -> (CBN(t,env), stack)

and norm_head_ref k info env stack normt t =
  if red_set_ref info.reds normt then
    match cbv_value_cache info normt with
      | Declarations.Def body ->
         if get_debug_cbv () then Feedback.msg_debug Pp.(str "Unfolding " ++ debug_pr_key normt);
         strip_appl (shift_value k body) stack
      | Declarations.Primitive op -> (PRIMITIVE(op,t,[||]),stack)
      | Declarations.OpaqueDef _ | Declarations.Undef _ ->
         if get_debug_cbv () then Feedback.msg_debug Pp.(str "Not unfolding " ++ debug_pr_key normt);
         (VAL(0,make_constr_ref k normt t),stack)
  else
    begin
      if get_debug_cbv () then Feedback.msg_debug Pp.(str "Not unfolding " ++ debug_pr_key normt);
      (VAL(0,make_constr_ref k normt t),stack)
    end

(* cbv_stack_term performs weak reduction on constr t under the subs
 * env, with context stack, i.e. ([env]t stack).  First computes weak
 * head normal form of t and checks if a redex appears with the stack.
 * If so, recursive call to reach the real head normal form.  If not,
 * we build a value.
 *)

and cbv_stack_term info stack env t =
  cbv_stack_value info env (norm_head info env t stack)

and cbv_stack_value info env = function
  (* a lambda meets an application -> BETA *)
  | (LAM (nlams,ctxt,b,env), APP (args, stk))
      when red_set info.reds fBETA ->
    let nargs = Array.length args in
      if nargs == nlams then
          cbv_stack_term info stk (subs_cons(args,env)) b
        else if nlams < nargs then
          let env' = subs_cons(Array.sub args 0 nlams, env) in
          let eargs = Array.sub args nlams (nargs-nlams) in
          cbv_stack_term info (APP(eargs,stk)) env' b
        else
          let ctxt' = List.skipn nargs ctxt in
          LAM(nlams-nargs,ctxt', b, subs_cons(args,env))

    (* a Fix applied enough -> IOTA *)
    | (FIXP(fix,env,[||]), stk)
        when fixp_reducible info.reds fix stk ->
        let (envf,redfix) = contract_fixp env fix in
        cbv_stack_term info stk envf redfix

    (* constructor guard satisfied or Cofix in a Case -> IOTA *)
    | (COFIXP(cofix,env,[||]), stk)
        when cofixp_reducible info.reds cofix stk->
        let (envf,redfix) = contract_cofixp env cofix in
        cbv_stack_term info stk envf redfix

    (* constructor in a Case -> IOTA *)
    | (CONSTR(((sp,n),u),[||]), APP(args,CASE(_,br,ci,env,stk)))
            when red_set info.reds fMATCH ->
 let cargs =
          Array.sub args ci.ci_npar (Array.length args - ci.ci_npar) in
        cbv_stack_term info (stack_app cargs stk) env br.(n-1)

    (* constructor of arity 0 in a Case -> IOTA *)
    | (CONSTR(((_,n),u),[||]), CASE(_,br,_,env,stk))
            when red_set info.reds fMATCH ->
                    cbv_stack_term info stk env br.(n-1)

    (* constructor in a Projection -> IOTA *)
    | (CONSTR(((sp,n),u),[||]), APP(args,PROJ(p,stk)))
        when red_set info.reds fMATCH && Projection.unfolded p ->
      let arg = args.(Projection.npars p + Projection.arg p) in
 cbv_stack_value info env (strip_appl arg stk)

    (* may be reduced later by application *)
    | (FIXP(fix,env,[||]), APP(appl,TOP)) -> FIXP(fix,env,appl)
    | (COFIXP(cofix,env,[||]), APP(appl,TOP)) -> COFIXP(cofix,env,appl)
    | (CONSTR(c,[||]), APP(appl,TOP)) -> CONSTR(c,appl)

    (* primitive apply to arguments *)
    | (PRIMITIVE(op,c,[||]), APP(appl,stk)) ->
      let nargs = CPrimitives.arity op in
      let len = Array.length appl in
      if nargs <= len then
        let args =
          if len = nargs then appl
          else Array.sub appl 0 nargs in
        let stk =
          if nargs < len then
            stack_app (Array.sub appl nargs (len - nargs)) stk
          else stk in
        match VredNative.red_prim info.env () op args with
        | Some (CONSTR (c, args)) ->
          (* args must be moved to the stack to allow future reductions *)
          cbv_stack_value info env (CONSTR(c, [||]), stack_app args stk)
        | Some v ->  cbv_stack_value info env (v,stk)
        | None -> mkSTACK(PRIMITIVE(op,c,args), stk)
      else (* partial application *)
              (assert (stk = TOP);
               PRIMITIVE(op,c,appl))

    (* definitely a value *)
    | (head,stk) -> mkSTACK(head, stk)

and cbv_value_cache info ref =
  try KeyTable.find info.tab ref with
    Not_found ->
    let v =
      try
        let body = match ref with
          | RelKey n ->
            let open Context.Rel.Declaration in
            begin match Environ.lookup_rel n info.env with
              | LocalDef (_, c, _) -> lift n c
              | LocalAssum _ -> raise Not_found
            end
          | VarKey id ->
            let open Context.Named.Declaration in
            begin match Environ.lookup_named id info.env with
              | LocalDef (_, c, _) -> c
              | LocalAssum _ -> raise Not_found
            end
          | ConstKey cst -> Environ.constant_value_in info.env cst
        in
        let v = cbv_stack_term info TOP (subs_id 0) body in
        Declarations.Def v
      with
      | Environ.NotEvaluableConst (Environ.IsPrimitive op) -> Declarations.Primitive op
      | Not_found | Environ.NotEvaluableConst _ -> Declarations.Undef None
    in
    KeyTable.add info.tab ref v; v

(* When we are sure t will never produce a redex with its stack, we
 * normalize (even under binders) the applied terms and we build the
 * final term
 *)

let rec apply_stack info t = function
  | TOP -> t
  | APP (args,st) ->
      apply_stack info (mkApp(t,Array.map (cbv_norm_value info) args)) st
  | CASE (ty,br,ci,env,st) ->
      apply_stack info
        (mkCase (ci, cbv_norm_term info env ty, t,
      Array.map (cbv_norm_term info env) br))
        st
  | PROJ (p, st) ->
       apply_stack info (mkProj (p, t)) st

(* performs the reduction on a constr, and returns a constr *)
and cbv_norm_term info env t =
  (* reduction under binders *)
  cbv_norm_value info (cbv_stack_term info TOP env t)

(* reduction of a cbv_value to a constr *)
and cbv_norm_value info = function (* reduction under binders *)
  | VAL (n,t) -> lift n t
  | STACK (0,v,stk) ->
      apply_stack info (cbv_norm_value info v) stk
  | STACK (n,v,stk) ->
      lift n (apply_stack info (cbv_norm_value info v) stk)
  | CBN(t,env) ->
      Constr.map_with_binders subs_lift (cbv_norm_term info) env t
  | LAM (n,ctxt,b,env) ->
      let nctxt =
        List.map_i (fun i (x,ty) ->
          (x,cbv_norm_term info (subs_liftn i env) ty)) 0 ctxt in
      Term.compose_lam (List.rev nctxt) (cbv_norm_term info (subs_liftn n env) b)
  | FIXP ((lij,(names,lty,bds)),env,args) ->
      mkApp
        (mkFix (lij,
                (names,
                 Array.map (cbv_norm_term info env) lty,
   Array.map (cbv_norm_term info
         (subs_liftn (Array.length lty) env)) bds)),
         Array.map (cbv_norm_value info) args)
  | COFIXP ((j,(names,lty,bds)),env,args) ->
      mkApp
        (mkCoFix (j,
                  (names,Array.map (cbv_norm_term info env) lty,
     Array.map (cbv_norm_term info
    (subs_liftn (Array.length lty) env)) bds)),
         Array.map (cbv_norm_value info) args)
  | CONSTR (c,args) ->
      mkApp(mkConstructU c, Array.map (cbv_norm_value info) args)
  | PRIMITIVE(op,c,args) ->
      mkApp(c,Array.map (cbv_norm_value info) args)

(* with profiling *)
let cbv_norm infos constr =
  let constr = EConstr.Unsafe.to_constr constr in
  EConstr.of_constr (with_stats (lazy (cbv_norm_term infos (subs_id 0) constr)))

(* constant bodies are normalized at the first expansion *)
let create_cbv_infos reds env sigma =
  { tab = KeyTable.create 91; reds; env; sigma }

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.41 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤





Download des
Quellennavigators
Download des
sprechenden Kalenders

Eigene Datei ansehen




Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.


Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.


Bot Zugriff



                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik