Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/Roqc/pretyping/   (Beweissystem des Inria Version 9.1.0©)  Datei vom 15.8.2025 mit Größe 39 kB image not shown  

Quelle  cbv.ml   Sprache: SML

 
(************************************************************************)
(*         *      The Rocq Prover / The Rocq Development Team           *)
(*  v      *         Copyright INRIA, CNRS and contributors             *)
(* <O___,, * (see version control and CREDITS file for authors & dates) *)
(*   \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 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.
 *  LAMBDA(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
 *  PROD(na,t,u,S) is the term [S](forall na:t, u).
 *  LETIN(na,b,t,S) is the term [S](let na:= b : t in.c).
 *  FIX(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.
 *  CONSTRUCT(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
  | LAMBDA of int * (Name.t Constr.binder_annot * types) list * constr * cbv_value subs
  | PROD of Name.t Constr.binder_annot * types * types * cbv_value subs
  | LETIN of Name.t Constr.binder_annot * cbv_value * types * constr * cbv_value subs
  | FIX of fixpoint * cbv_value subs * cbv_value array
  | COFIX of cofixpoint * cbv_value subs * cbv_value array
  | CONSTRUCT of constructor UVars.puniverses * cbv_value array
  | PRIMITIVE of CPrimitives.t * pconstant * cbv_value array
  | ARRAY of UVars.Instance.t * cbv_value Parray.t * cbv_value
  | SYMBOL of { cst: Constant.t UVars.puniverses; unfoldfix: bool; rules: Declarations.rewrite_rule list; stk: cbv_stack }

(* 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 list * cbv_stack
  | CASE of UVars.Instance.t * constr array * case_return * case_branch array * Constr.case_invert * case_info * cbv_value subs * cbv_stack
  | PROJ of Projection.t * Sorts.relevance * 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)
  | PROD (na,t,u,s) -> PROD(na,t,u,subs_shft(n,s))
  | LETIN (na,b,t,c,s) -> LETIN(na,shift_value n b,t,c,subs_shft(n,s))
  | LAMBDA (nlams,ctxt,b,s) -> LAMBDA (nlams,ctxt,b,subs_shft (n,s))
  | FIX (fix,s,args) ->
      FIX (fix,subs_shft (n,s), Array.map (shift_value n) args)
  | COFIX (cofix,s,args) ->
      COFIX (cofix,subs_shft (n,s), Array.map (shift_value n) args)
  | CONSTRUCT (c,args) ->
      CONSTRUCT (c, Array.map (shift_value n) args)
  | PRIMITIVE(op,c,args) ->
      PRIMITIVE(op,c,Array.map (shift_value n) args)
  | ARRAY (u,t,ty) ->
      ARRAY(u, Parray.map (shift_value n) t, shift_value n ty)
  | SYMBOL s -> SYMBOL { s with stk = shift_stack n s.stk }

and shift_stack n = function (* Slow *)
  | TOP -> TOP
  | APP (args, stk) -> APP (List.map (shift_value n) args, shift_stack n stk)
  | CASE (u,pms,c,b,iv,i,s,stk) -> CASE (u,pms,c,b,iv,i,subs_shft(n,s), shift_stack n stk)
  | PROJ (p, r, stk) -> PROJ (p, r, shift_stack n stk)

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 rec mk_fix_subs make_body n env i =
  if Int.equal i n then env
  else mk_fix_subs make_body n (subs_cons (make_body i) env) (i + 1)

let contract_fixp env ((reci,i),(_,_,bds as bodies)) =
  let make_body j = FIX(((reci,j),bodies), env, [||]) in
  let n = Array.length bds in
  mk_fix_subs make_body n env 0, bds.(i)

let contract_cofixp env (i,(_,_,bds as bodies)) =
  let make_body j = COFIX((j,bodies), env, [||]) in
  let n = Array.length bds in
  mk_fix_subs make_body n env 0, 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_vect_app appl stack =
  if Int.equal (Array.length appl) 0 then stack else
    match stack with
    | APP(args,stk) -> APP(Array.fold_right (fun v accu -> v :: accu) appl args,stk)
    | _             -> APP(Array.to_list appl, stack)

let stack_app appl stack =
  if List.is_empty appl then stack else
    match stack with
    | APP(args,stk) -> APP(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(u,pms,c,b,iv,i,s,stk1') -> CASE(u,pms,c,b,iv,i,s,stack_concat stk1' stk2)
    | PROJ (p,r,stk1') -> PROJ (p,r,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)

module KeyTable = Hashtbl.Make(struct
  type t = Constant.t UVars.puniverses tableKey
  let equal = Names.eq_table_key (eq_pair eq_constant_key UVars.Instance.equal)
  let hash = Names.hash_table_key (fun (c, _) -> Constant.UserOrd.hash c)
end)

type cbv_infos = {
  env : Environ.env;
  tab : (cbv_value, Empty.t, bool * Declarations.rewrite_rule list) Declarations.constant_def KeyTable.t;
  reds : RedFlags.reds;
  sigma : Evd.evar_map;
  strong : bool;
}

(* 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
    | FIX (fix,env,app) -> (FIX(fix,env,[||]), stack_vect_app app stack)
    | COFIX (cofix,env,app) -> (COFIX(cofix,env,[||]), stack_vect_app app stack)
    | CONSTRUCT (c,app) -> (CONSTRUCT(c,[||]), stack_vect_app app stack)
    | PRIMITIVE(op,c,app) -> (PRIMITIVE(op,c,[||]), stack_vect_app app stack)
    | LETIN _ | VAL _ | STACK _ | PROD _ | LAMBDA _ | ARRAY _ | SYMBOL _ -> (head, stack)

let destack head stack =
  match head with
  | FIX (fix,env,app) -> (FIX(fix,env,[||]), stack_vect_app app stack)
  | COFIX (cofix,env,app) -> (COFIX(cofix,env,[||]), stack_vect_app app stack)
  | CONSTRUCT (c,app) -> (CONSTRUCT(c,[||]), stack_vect_app app stack)
  | PRIMITIVE(op,c,app) -> (PRIMITIVE(op,c,[||]), stack_vect_app app stack)
  | STACK (k, v, stk) -> (shift_value k v, stack_concat (shift_stack k stk) stack)
  | SYMBOL ({ stk } as s) -> (SYMBOL { s with stk=TOP }, stack_concat stk stack)
  | LETIN _ | VAL _ | PROD _ | LAMBDA _ | ARRAY _ -> (head, stack)

let rec fixp_reducible_symb_stk = function
  | TOP -> true
  | APP (_, stk) -> fixp_reducible_symb_stk stk
  | CASE _ | PROJ _ -> false

(* Tests if fixpoint reduction is possible. *)
let fixp_reducible flgs ((reci,i),_) stk =
  if red_set flgs fFIX then
    match stk with
      | APP(appl,_) ->
        let rec check n = function
        | [] -> false
        | v :: appl ->
          if Int.equal n 0 then match v with
          | CONSTRUCT _ -> true
          | SYMBOL { unfoldfix=true; stk; _ } ->
              fixp_reducible_symb_stk stk
          | _ -> false
          else check (n - 1) appl
        in
        check reci.(i) appl
      | _ -> 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 debug_cbv = CDebug.create ~name:"Cbv" ()

(* Reduction of primitives *)

open Primred

module VNativeEntries =
  struct

    type elem = cbv_value
    type args = cbv_value array
    type evd = unit
    type uinstance = UVars.Instance.t

    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 get_float () e =
      match e with
      | VAL(_, cf) ->
        (match kind cf with
        | Float f -> f
        | _ -> raise Primred.NativeDestKO)
      | _ -> raise Primred.NativeDestKO

    let get_string () e =
      match e with
      | VAL(_, cf) ->
        (match kind cf with
        | String s -> s
        | _ -> raise Primred.NativeDestKO)
      | _ -> raise Primred.NativeDestKO

    let get_parray () e =
      match e with
      | ARRAY(_u,t,_ty) -> t
      | _ -> raise Primred.NativeDestKO

    let mkInt env i = VAL(0, mkInt i)

    let mkFloat env f = VAL(0, mkFloat f)

    let mkString env s = VAL(0, mkString s)

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

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

    let float_ty env = VAL(0, UnsafeMonomorphic.mkConst @@ get_float_type env)

    let mkCarry env b e =
      let (c0,c1) = get_carry_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.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
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs c, [|int_ty;int_ty;e1;e2|])

    let mkFloatIntPair env f i =
      let float_ty = float_ty env in
      let int_ty = int_ty env in
      let c = get_pair_constructor env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs c, [|float_ty;int_ty;f;i|])

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

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

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

    let mkFLt env =
      let (_eq,lt,_gt,_nc) = get_f_cmp_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs lt, [||])

    let mkFEq env =
      let (eq,_lt,_gt,_nc) = get_f_cmp_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs eq, [||])

    let mkFGt env =
      let (_eq,_lt,gt,_nc) = get_f_cmp_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs gt, [||])

    let mkFNotComparable env =
      let (_eq,_lt,_gt,nc) = get_f_cmp_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs nc, [||])

    let mkPNormal env =
      let (pNormal,_nNormal,_pSubn,_nSubn,_pZero,_nZero,_pInf,_nInf,_nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs pNormal, [||])

    let mkNNormal env =
      let (_pNormal,nNormal,_pSubn,_nSubn,_pZero,_nZero,_pInf,_nInf,_nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs nNormal, [||])

    let mkPSubn env =
      let (_pNormal,_nNormal,pSubn,_nSubn,_pZero,_nZero,_pInf,_nInf,_nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs pSubn, [||])

    let mkNSubn env =
      let (_pNormal,_nNormal,_pSubn,nSubn,_pZero,_nZero,_pInf,_nInf,_nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs nSubn, [||])

    let mkPZero env =
      let (_pNormal,_nNormal,_pSubn,_nSubn,pZero,_nZero,_pInf,_nInf,_nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs pZero, [||])

    let mkNZero env =
      let (_pNormal,_nNormal,_pSubn,_nSubn,_pZero,nZero,_pInf,_nInf,_nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs nZero, [||])

    let mkPInf env =
      let (_pNormal,_nNormal,_pSubn,_nSubn,_pZero,_nZero,pInf,_nInf,_nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs pInf, [||])

    let mkNInf env =
      let (_pNormal,_nNormal,_pSubn,_nSubn,_pZero,_nZero,_pInf,nInf,_nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs nInf, [||])

    let mkNaN env =
      let (_pNormal,_nNormal,_pSubn,_nSubn,_pZero,_nZero,_pInf,_nInf,nan) =
        get_f_class_constructors env in
      CONSTRUCT(UVars.in_punivs nan, [||])

    let mkArray env u t ty =
      ARRAY (u,t,ty)
  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_of_list reify_value args)) st
  | CASE (u,pms,ty,br,iv,ci,env,st) ->
      reify_stack
        (apply_env env @@ mkCase (ci, u, pms, ty, iv, t,br))
        st
  | PROJ (p, r, st) ->
       reify_stack (mkProj (p, r, 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)
  | PROD(na,t,u,env) ->
    apply_env env (mkProd (na,t,u))
  | LETIN(na,b,t,c,env) ->
    apply_env env (mkLetIn (na,reify_value b,t,c))
  | LAMBDA (k,ctxt,b,env) ->
    apply_env env @@
    List.fold_left (fun c (n,t) ->
        mkLambda (n, t, c)) b ctxt
  | FIX ((lij,fix),env,args) ->
    let fix = mkFix (lij, fix) in
    mkApp (apply_env env fix, Array.map reify_value args)
  | COFIX ((j,cofix),env,args) ->
    let cofix = mkCoFix (j, cofix) in
    mkApp (apply_env env cofix, Array.map reify_value args)
  | CONSTRUCT (c,args) ->
      mkApp(mkConstructU c, Array.map reify_value args)
  | PRIMITIVE(op,c,args) ->
      mkApp(mkConstU c, Array.map reify_value args)
  | ARRAY (u,t,ty) ->
    let t, def = Parray.to_array t in
      mkArray(u, Array.map reify_value t, reify_value def, reify_value ty)
  | SYMBOL { cst; stk; _ } ->
      reify_stack (mkConstU cst) stk

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

let apply_env_context e ctx =
  let open Context.Rel.Declaration in
  let rec subst_context ctx = match ctx with
  | [] -> e, []
  | LocalAssum (na, ty) :: ctx ->
    let e, ctx = subst_context ctx in
    let ty = apply_env e ty in
    subs_lift e, LocalAssum (na, ty) :: ctx
  | LocalDef (na, ty, bdy) :: ctx ->
    let e, ctx = subst_context ctx in
    let ty = apply_env e ty in
    let bdy = apply_env e bdy in
    subs_lift e, LocalDef (na, ty, bdy) :: ctx
  in
  snd @@ subst_context ctx

let rec strip_app = function
  | APP (args,st) -> APP (args,strip_app st)
  | s -> TOP

(* TODO: share the common parts with EConstr *)
let expand_branch env u pms (ind, i) br =
  let open Declarations in
  let nas, _br = br.(i - 1) in
  let (mib, mip) = Inductive.lookup_mind_specif env ind in
  let paramdecl = Vars.subst_instance_context u mib.mind_params_ctxt in
  let paramsubst = Vars.subst_of_rel_context_instance paramdecl pms in
  let (ctx, _) = mip.mind_nf_lc.(i - 1) in
  let (ctx, _) = List.chop mip.mind_consnrealdecls.(i - 1) ctx in
  Inductive.instantiate_context u paramsubst nas ctx

let cbv_subst_of_rel_context_instance_list mkclos sign args env =
  let rec aux subst sign l =
    let open Context.Rel.Declaration in
    match sign, l with
    | LocalAssum _ :: sign', a::args' -> aux (subs_cons a subst) sign' args'
    | LocalDef (_,c,_)::sign', args' ->
        aux (subs_cons (mkclos subst c) subst) sign' args'
    | [], [] -> subst
    | _ -> CErrors.anomaly (Pp.str "Instance and signature do not match.")
  in aux env (List.rev sign) args

(* 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 CONSTRUCT or (CO)FIX, its last
 * argument is [].  Because we must put all the applied terms in the
 * stack. *)


exception PatternFailure

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 fold c accu = cbv_stack_term info TOP env c :: accu in
    let rem, stack = match stack with
    | APP (nargs, stack) -> nargs, stack
    | _ -> [], stack
    in
    let stack = APP (Array.fold_right fold args rem, stack) in
    norm_head info env head stack
  | Case (ci,u,pms,p,iv,c,v) -> norm_head info env c (CASE(u,pms,p,v,iv,ci,env,stack))
  | Cast (ct,_,_) -> norm_head info env ct stack

  | Proj (p, r, c) ->
    let p' =
      if red_set info.reds (fPROJ (Projection.repr p))
      then Projection.unfold p
      else p
    in
      norm_head info env c (PROJ (p', r, 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 (strip_app stack)));
    norm_head_ref 0 info env stack (ConstKey sp) t

  | LetIn (na, b, u, 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
        (* Note: we may also consider a commutative cut! *)
        LETIN(na,cbv_stack_term info TOP env b,u,c,env), stack

  | Evar ((e, _) as ev) ->
      (match Evd.existential_opt_value0 info.sigma ev with
          Some c -> norm_head info env c stack
        | None ->
          let ev = EConstr.of_existential ev in
          let map c = EConstr.of_constr @@ apply_env env (EConstr.Unsafe.to_constr c) in
          let ev' = EConstr.map_existential info.sigma map ev in
          (VAL(0, EConstr.Unsafe.to_constr @@ EConstr.mkEvar ev'), stack))

  (* non-neutral cases *)
  | Lambda _ ->
      let ctxt,b = Term.decompose_lambda t in
      (LAMBDA(List.length ctxt, List.rev ctxt,b,env), stack)
  | Fix fix -> (FIX(fix,env,[||]), stack)
  | CoFix cofix -> (COFIX(cofix,env,[||]), stack)
  | Construct c -> (CONSTRUCT(c, [||]), stack)

  | Array(u,t,def,ty) ->
    let ty = cbv_stack_term info TOP env ty in
    let len = Array.length t in
    let t =
      Parray.init (Uint63.of_int len)
      (fun i -> cbv_stack_term info TOP env t.(i))
      (cbv_stack_term info TOP env def) in
    (ARRAY (u,t,ty), stack)

  (* neutral cases *)
  | (Sort _ | Meta _ | Ind _ | Int _ | Float _ | String _) -> (VAL(0, t), stack)
  | Prod (na,t,u) -> (PROD(na,t,u,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 ->
         debug_cbv (fun () -> Pp.(str "Unfolding " ++ debug_pr_key normt));
         strip_appl (shift_value k body) stack
      | Declarations.Primitive op ->
        let c = match normt with
          | ConstKey c -> c
          | RelKey _ | VarKey _ -> assert false
        in
        (PRIMITIVE(op,c,[||]),stack)
      | Declarations.Symbol (unfoldfix, rules) ->
        assert (k = 0);
        let cst = match normt with
          | ConstKey c -> c
          | RelKey _ | VarKey _ -> assert false
        in
        (SYMBOL { cst; unfoldfix; rules; stk=TOP }, stack)
      | Declarations.OpaqueDef _ | Declarations.Undef _ ->
         debug_cbv (fun () -> Pp.(str "Not unfolding " ++ debug_pr_key normt));
         (VAL(0,make_constr_ref k normt t),stack)
  else
    begin
      debug_cbv (fun () -> 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 *)
  | (LAMBDA (nlams,ctxt,b,env), APP (args, stk))
      when red_set info.reds fBETA ->
    let rec apply env lams args =
      if Int.equal lams 0 then
        let stk = if List.is_empty args then stk else APP (args, stk) in
        cbv_stack_term info stk env b
      else match args with
      | [] ->
        let ctxt' = List.skipn (nlams - lams) ctxt in
        LAMBDA (lams, ctxt', b, env)
      | v :: args ->
        let env = subs_cons v env in
        apply env (lams - 1) args
    in
    apply env nlams args
    (* a Fix applied enough -> IOTA *)
    | (FIX(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 *)
    | (COFIX(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 *)
    | (CONSTRUCT(((sp,n),_),[||]), APP(args,CASE(u,pms,_p,br,iv,ci,env,stk)))
            when red_set info.reds fMATCH ->
        let cargs = List.skipn ci.ci_npar args in
        let env =
          if (Int.equal ci.ci_cstr_ndecls.(n - 1) ci.ci_cstr_nargs.(n - 1)) then (* no lets *)
            List.fold_left (fun accu v -> subs_cons v accu) env cargs
          else
            let mkclos env c = cbv_stack_term info TOP env c in
            let ctx = expand_branch info.env u pms (sp, n) br in
            cbv_subst_of_rel_context_instance_list mkclos ctx cargs env
        in
        cbv_stack_term info stk env (snd br.(n-1))

    (* constructor of arity 0 in a Case -> IOTA *)
    | (CONSTRUCT(((sp, n), _),[||]), CASE(u,pms,_,br,_,ci,env,stk))
            when red_set info.reds fMATCH ->
        let env =
          if (Int.equal ci.ci_cstr_ndecls.(n - 1) ci.ci_cstr_nargs.(n - 1)) then (* no lets *)
            env
          else
            let mkclos env c = cbv_stack_term info TOP env c in
            let ctx = expand_branch info.env u pms (sp, n) br in
            cbv_subst_of_rel_context_instance_list mkclos ctx [] env
        in
        cbv_stack_term info stk env (snd br.(n-1))

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

    (* may be reduced later by application *)
    | (FIX(fix,env,[||]), APP(appl,TOP)) -> FIX(fix,env,Array.of_list appl)
    | (COFIX(cofix,env,[||]), APP(appl,TOP)) -> COFIX(cofix,env,Array.of_list appl)
    | (CONSTRUCT(c,[||]), APP(appl,TOP)) -> CONSTRUCT(c,Array.of_list appl)

    (* primitive apply to arguments *)
    | (PRIMITIVE(op,(_,u as c),[||]), APP(appl,stk)) ->
      let nargs = CPrimitives.arity op in
      begin match List.chop nargs appl with
      | (args, appl) ->
        let stk = if List.is_empty appl then stk else stack_app appl stk in
        begin match VredNative.red_prim info.env () op u (Array.of_list args) with
        | Some (CONSTRUCT (c, args)) ->
          (* args must be moved to the stack to allow future reductions *)
          cbv_stack_value info env (CONSTRUCT(c, [||]), stack_vect_app args stk)
        | Some v ->  cbv_stack_value info env (v,stk)
        | None -> mkSTACK(PRIMITIVE(op,c,Array.of_list args), stk)
        end
      | exception Failure _ ->
        (* partial application *)
              (assert (stk = TOP);
               PRIMITIVE(op,c,Array.of_list appl))
        end
    | SYMBOL ({ cst; rules; stk } as s ), stk' ->
        let stk = stack_concat stk stk' in
        begin try
          let rhs, stack = cbv_apply_rules info env (snd cst) rules stk in
          cbv_stack_value info env (destack rhs stack)
        with PatternFailure ->
          SYMBOL { s with stk }
        end

    (* 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 (_u,op)) -> Declarations.Primitive op
      | Environ.NotEvaluableConst (Environ.HasRules (u, b, r)) -> Declarations.Symbol (b, r)
      | Not_found | Environ.NotEvaluableConst _ -> Declarations.Undef None
    in
    KeyTable.add info.tab ref v; v


and it_mkLambda_or_LetIn info ctx t =
  let open Context.Rel.Declaration in
  match List.rev ctx with
  | [] -> t
  | LocalAssum (n, ty) :: ctx ->
      let assums, ctx = List.map_until (function LocalAssum (n, ty) -> Some (n, ty) | LocalDef _ -> None) ctx in
      let assums = (n, ty) :: assums in
      LAMBDA (List.length assums, assums, Term.it_mkLambda_or_LetIn (reify_value t) (List.rev ctx), subs_id 0)
  | LocalDef _ :: _ ->
      cbv_stack_term info TOP (subs_id 0) (Term.it_mkLambda_or_LetIn (reify_value t) ctx)

and cbv_match_arg_pattern info env ctx psubst p t =
  let open Declarations in
  let t' = it_mkLambda_or_LetIn info ctx t in
  match p with
  | EHole i -> Partial_subst.add_term i t' psubst
  | EHoleIgnored -> psubst
  | ERigid (ph, es) ->
      let t, stk = destack t TOP in
      let psubst = cbv_match_rigid_arg_pattern info env ctx psubst ph t in
      let psubst, stk = cbv_apply_rule info env ctx psubst es stk in
      match stk with
      | TOP -> psubst
      | APP _| CASE _ | PROJ _ -> raise PatternFailure

and cbv_match_arg_pattern_lift info env ctx n psubst p t =
  let env = subs_liftn n env in
  cbv_match_arg_pattern info env ctx psubst p
    (cbv_stack_term info TOP env t)

and match_sort ps s subst =
  match Sorts.pattern_match ps s subst with
  | Some subst -> subst
  | None -> raise PatternFailure

and match_instance pu u psubst =
  match UVars.Instance.pattern_match pu u psubst with
  | Some subst -> subst
  | None -> raise PatternFailure


and cbv_match_rigid_arg_pattern info env ctx psubst p t =
  let open Declarations in
  match [@ocaml.warning "-4"] p, t with
  | PHInd (ind, pu), VAL(0, t') ->
    begin match kind t' with Ind (ind', u) when Environ.QInd.equal info.env ind ind' -> match_instance pu u psubst | _ -> raise PatternFailure end
  | PHConstr (constr, pu), CONSTRUCT ((constr', u), [||]) ->
    if Environ.QConstruct.equal info.env constr constr' then match_instance pu u psubst else raise PatternFailure
  | PHRel i, VAL(k, t') ->
    begin match kind t' with Rel n when Int.equal i (k + n) -> psubst | _ -> raise PatternFailure end
  | PHSort ps, VAL(0, t') ->
    begin match kind t' with Sort s -> match_sort ps s psubst | _ -> raise PatternFailure end
  | PHSymbol (c, pu), SYMBOL { cst = c', u; _ } ->
    if Environ.QConstant.equal info.env c c' then match_instance pu u psubst else raise PatternFailure
  | PHInt i, VAL(0, t') ->
    begin match kind t' with Int i' when Uint63.equal i i' -> psubst | _ -> raise PatternFailure end
  | PHFloat f, VAL(0, t') ->
    begin match kind t' with Float f' when Float64.equal f f' -> psubst | _ -> raise PatternFailure end
  | PHString s, VAL(0, t') ->
    begin match kind t' with String s' when Pstring.equal s s' -> psubst | _ -> raise PatternFailure end
  | PHLambda (ptys, pbod), LAMBDA (nlam, ntys, body, env) ->
    let np = Array.length ptys in
    if np > nlam then raise PatternFailure;
    let ntys, body =
      if np = nlam then ntys, body
      else (* np < nlam *)
        let ntys, tys' = List.chop np ntys in
        ntys, Term.compose_lam (List.rev tys') body
    in
    let ctx' = List.rev_map (fun (n, ty) -> Context.Rel.Declaration.LocalAssum (n, ty)) ntys in
    let ctx' = apply_env_context env ctx' in
    let tys = Array.of_list ntys in
    let contexts_upto = Array.init np (fun i -> List.lastn i ctx' @ ctx) in
    let psubst = Array.fold_left3_i (fun i psubst ctx pty (_, ty) -> cbv_match_arg_pattern_lift info env ctx i psubst pty ty) psubst contexts_upto ptys tys in
    let psubst = cbv_match_arg_pattern_lift info env (ctx' @ ctx) np psubst pbod body in
    psubst
  | PHProd (ptys, pbod), PROD (na, ty, body, env) ->
    let ntys, _ = Term.decompose_prod body in
    let np = Array.length ptys in
    let nprod = 1 + List.length ntys in
    if np > nprod then raise PatternFailure;
    let ntys, body = Term.decompose_prod_n (np-1) body in
    let ctx' = List.map (fun (n, ty) -> Context.Rel.Declaration.LocalAssum (n, ty)) (ntys @ [na, ty]) in
    let ctx' = apply_env_context env ctx' in
    let tys = Array.of_list ((na, ty) :: List.rev ntys) in
    let na = Array.length tys in
    let contexts_upto = Array.init na (fun i -> List.lastn i ctx' @ ctx) in
    let psubst = Array.fold_left3_i (fun i psubst ctx pty (_, ty) -> cbv_match_arg_pattern_lift info env ctx i psubst pty ty) psubst contexts_upto ptys tys in
    let psubst = cbv_match_arg_pattern_lift info env (ctx' @ ctx) na psubst pbod body in
    psubst
  | (PHInd _ | PHConstr _ | PHRel _ | PHInt _ | PHFloat _ | PHString _ | PHSort _ | PHSymbol _ | PHLambda _ | PHProd _), _ -> raise PatternFailure


and cbv_apply_rule info env ctx psubst es stk =
  match [@ocaml.warning "-4"] es, stk with
  | [], _ -> psubst, stk
  | Declarations.PEApp pargs :: e, APP (args, s) ->
      let args = Array.of_list args in
      let np = Array.length pargs in
      let na = Array.length args in
      if np == na then
        let psubst = Array.fold_left2 (cbv_match_arg_pattern info env ctx) psubst pargs args in
        cbv_apply_rule info env ctx psubst e s
      else if np < na then (* more real arguments *)
        let usedargs, remargs = Array.chop np args in
        let psubst = Array.fold_left2 (cbv_match_arg_pattern info env ctx) psubst pargs usedargs in
        cbv_apply_rule info env ctx psubst e (APP (Array.to_list remargs, s))
      else (* more pattern arguments *)
        let usedpargs, rempargs = Array.chop na pargs in
        let psubst = Array.fold_left2 (cbv_match_arg_pattern info env ctx) psubst usedpargs args in
        cbv_apply_rule info env ctx psubst (PEApp rempargs :: e) s
  | Declarations.PECase (pind, pu, pret, pbrs) :: e, CASE (u, pms, (p, _), brs, iv, ci, env, s) ->
      if not @@ Environ.QInd.equal info.env pind ci.ci_ind then raise PatternFailure;
      let specif = Inductive.lookup_mind_specif info.env ci.ci_ind in
      let ntys_ret = Inductive.expand_arity specif (ci.ci_ind, u) pms (fst p) in
      let ntys_ret = apply_env_context env ntys_ret in
      let ntys_brs = Inductive.expand_branch_contexts specif u pms brs in
      let psubst = match_instance pu u psubst in
      let brs = Array.map2 (fun ctx' br -> List.length ctx', ctx' @ ctx, (snd br)) ntys_brs brs in
      let psubst = cbv_match_arg_pattern_lift info env (ntys_ret @ ctx) (List.length ntys_ret) psubst pret (snd p) in
      let psubst = Array.fold_left2 (fun psubst pat (n, ctx, br) -> cbv_match_arg_pattern_lift info env (apply_env_context env ctx) n psubst pat br) psubst pbrs brs in
      cbv_apply_rule info env ctx psubst e s
  | Declarations.PEProj proj :: e, PROJ (proj', r, s) ->
      if not @@ Environ.QProjection.Repr.equal info.env proj (Projection.repr proj') then raise PatternFailure;
      cbv_apply_rule info env ctx psubst e s
  | _, _ -> raise PatternFailure


and cbv_apply_rules info env u r stk =
  match r with
  | [] -> raise PatternFailure
  | { lhs_pat = (pu, elims); nvars; rhs } :: rs ->
    try
      let psubst = Partial_subst.make nvars in
      let psubst = match_instance pu u psubst in
      let psubst, stk = cbv_apply_rule info env [] psubst elims stk in
      let subst, qsubst, usubst = Partial_subst.to_arrays psubst in
      let subst = Array.fold_right subs_cons subst env in
      let usubst = UVars.Instance.of_array (qsubst, usubst) in
      let rhsu = Vars.subst_instance_constr usubst rhs in
      let rhs' = cbv_stack_term info TOP subst rhsu in
      rhs', stk
    with PatternFailure -> cbv_apply_rules info env u rs stk




(* 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) ->
    (* Note: should "theoretically" use a right-to-left version of map_of_list *)
      apply_stack info (mkApp(t,Array.map_of_list (cbv_norm_value info) args)) st
  | CASE (u,pms,ty,br,iv,ci,env,st) ->
    (* FIXME: Prevent this expansion by caching whether an inductive contains let-bindings *)
    let (_, (ty,r), _, _, br) = Inductive.expand_case info.env (ci, u, pms, ty, iv, mkProp, br) in
    let ty =
      let (_, mip) = Inductive.lookup_mind_specif info.env ci.ci_ind in
      Term.decompose_lambda_n_decls (mip.Declarations.mind_nrealdecls + 1) ty
    in
    let mk_br c n = Term.decompose_lambda_n_decls n c in
    let br = Array.map2 mk_br br ci.ci_cstr_ndecls in
    let aux = if info.strong then cbv_norm_term info else apply_env in
    let map_ctx (nas, c) =
      let open Context.Rel.Declaration in
      let fold decl e = match decl with
      | LocalAssum _ -> subs_lift e
      | LocalDef (_, b, _) ->
        let b = cbv_stack_term info TOP e b in
        (* The let-binding persists, so we have to shift *)
        subs_shft (1, subs_cons b e)
      in
      let env = List.fold_right fold nas env in
      let nas = Array.of_list (List.rev_map get_annot nas) in
      (nas, aux env c)
    in
      apply_stack info
        (mkCase (ci, u, Array.map (aux env) pms, (map_ctx ty,r), iv, t,
                    Array.map map_ctx br))
        st
  | PROJ (p, r, st) ->
       apply_stack info (mkProj (p, r, 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
  | 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)
  | PROD(na,t,u,env) ->
      mkProd (na,cbv_norm_term info env t,cbv_norm_term info (subs_lift env) u)
  | LETIN (na,b,t,c,env) ->
      let aux = if info.strong then cbv_norm_term info else apply_env in
      mkLetIn (na,cbv_norm_value info b,aux env t,aux (subs_lift env) c)
  | LAMBDA (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
      let aux = if info.strong then cbv_norm_term info else apply_env in
      Term.compose_lam (List.rev nctxt) (aux (subs_liftn n env) b)
  | FIX ((lij,(names,lty,bds)),env,args) ->
      let aux = if info.strong then cbv_norm_term info else apply_env in
      mkApp
        (mkFix (lij,
                (names,
                 Array.map (aux env) lty,
                 Array.map (aux (subs_liftn (Array.length lty) env)) bds)),
         Array.map (cbv_norm_value info) args)
  | COFIX ((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)
  | CONSTRUCT (c,args) ->
      mkApp(mkConstructU c, Array.map (cbv_norm_value info) args)
  | PRIMITIVE(op,c,args) ->
      mkApp(mkConstU c,Array.map (cbv_norm_value info) args)
  | ARRAY (u,t,ty) ->
    let ty = cbv_norm_value info ty in
    let t, def = Parray.to_array t in
    let def = cbv_norm_value info def in
      mkArray(u, Array.map (cbv_norm_value info) t, def, ty)
  | SYMBOL { cst; stk; _ } -> apply_stack info (mkConstU cst) stk

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

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

99%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.23 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

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.