mirror of
https://github.com/Z3Prover/z3
synced 2025-04-27 10:55:50 +00:00
move dominator simplifier functionality to rewriter and simplifier, move bv_bounds simplifier functionality to simplifier
This commit is contained in:
Nikolaj Bjorner
parent
d4ca7e5374
commit
0f3c56213e
13 changed files with 1456 additions and 1330 deletions
|
|
@ -14,6 +14,7 @@ z3_add_component(rewriter
|
|||
der.cpp
|
||||
distribute_forall.cpp
|
||||
dl_rewriter.cpp
|
||||
dom_simplifier.cpp
|
||||
elim_bounds.cpp
|
||||
enum2bv_rewriter.cpp
|
||||
expr_replacer.cpp
|
||||
|
|
|
|||
566
src/ast/rewriter/bv_bounds_base.h
Normal file
566
src/ast/rewriter/bv_bounds_base.h
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,566 @@
|
|||
/*++
|
||||
Copyright (c) 2017 Microsoft Corporation
|
||||
|
||||
Module Name:
|
||||
|
||||
bv_bounds_simplifier.h
|
||||
|
||||
Abstract:
|
||||
|
||||
Context dependent simplification for bit-vectors
|
||||
|
||||
Author:
|
||||
|
||||
Nikolaj and Nuno
|
||||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
#pragma once
|
||||
|
||||
namespace bv {
|
||||
|
||||
template<typename T, typename Base>
|
||||
struct interval_tpl : public Base {
|
||||
T l, h;
|
||||
unsigned sz = 0;
|
||||
bool tight = true;
|
||||
|
||||
interval_tpl(T const& l, T const& h, unsigned sz, bool tight = false): l(l), h(h), sz(sz), tight(tight) {}
|
||||
interval_tpl() {}
|
||||
|
||||
bool invariant() const {
|
||||
return
|
||||
0 <= l && (l <= Base::bound(sz)) &&
|
||||
0 <= h && (h <= Base::bound(sz)) &&
|
||||
(!is_wrapped() || l != h + 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool is_full() const {
|
||||
return l == 0 && h == Base::bound(sz);
|
||||
}
|
||||
bool is_wrapped() const { return l > h; }
|
||||
bool is_singleton() const { return l == h; }
|
||||
|
||||
bool operator==(const interval_tpl<T, Base>& b) const {
|
||||
SASSERT(sz == b.sz);
|
||||
return l == b.l && h == b.h && tight == b.tight;
|
||||
}
|
||||
bool operator!=(const interval_tpl& b) const { return !(*this == b); }
|
||||
|
||||
bool implies(const interval_tpl<T, Base>& b) const {
|
||||
if (b.is_full())
|
||||
return true;
|
||||
else if (is_full())
|
||||
return false;
|
||||
else if (is_wrapped())
|
||||
// l >= b.l >= b.h >= h
|
||||
return b.is_wrapped() && h <= b.h && l >= b.l;
|
||||
else if (b.is_wrapped())
|
||||
// b.l > b.h >= h >= l
|
||||
// h >= l >= b.l > b.h
|
||||
return h <= b.h || l >= b.l;
|
||||
else
|
||||
return l >= b.l && h <= b.h;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// return false if intersection is unsat
|
||||
bool intersect(const interval_tpl<T, Base>& b, interval_tpl& result) const {
|
||||
if (is_full() || *this == b) {
|
||||
result = b;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
if (b.is_full()) {
|
||||
result = *this;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (is_wrapped()) {
|
||||
if (b.is_wrapped()) {
|
||||
if (h >= b.l)
|
||||
result = b;
|
||||
else if (b.h >= l)
|
||||
result = *this;
|
||||
else
|
||||
result = interval_tpl(std::max(l, b.l), std::min(h, b.h), sz);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
return b.intersect(*this, result);
|
||||
}
|
||||
else if (b.is_wrapped()) {
|
||||
// ... b.h ... l ... h ... b.l ..
|
||||
if (h < b.l && l > b.h)
|
||||
return false;
|
||||
// ... l ... b.l ... h ...
|
||||
if (h >= b.l && l <= b.h)
|
||||
result = b;
|
||||
else if (h >= b.l)
|
||||
result = interval_tpl(b.l, h, sz);
|
||||
else {
|
||||
// ... l .. b.h .. h .. b.l ...
|
||||
SASSERT(l <= b.h);
|
||||
result = interval_tpl(l, std::min(h, b.h), sz);
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
if (l > b.h || h < b.l)
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
// 0 .. l.. l' ... h ... h'
|
||||
result = interval_tpl(std::max(l, b.l), std::min(h, b.h), sz, tight && b.tight);
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// return false if negation is empty
|
||||
bool negate(interval_tpl<T, Base>& result) const {
|
||||
if (!tight)
|
||||
result = interval_tpl(Base::zero(), Base::bound(sz), sz, true);
|
||||
else if (is_full())
|
||||
return false;
|
||||
else if (l == 0 && Base::bound(sz) == h)
|
||||
result = interval_tpl(Base::zero(), Base::bound(sz), sz);
|
||||
else if (l == 0)
|
||||
result = interval_tpl(h + 1, Base::bound(sz), sz);
|
||||
else if (Base::bound(sz) == h)
|
||||
result = interval_tpl(Base::zero(), l - 1, sz);
|
||||
else
|
||||
result = interval_tpl(h + 1, l - 1, sz);
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct rinterval_base {
|
||||
static rational bound(unsigned sz) {
|
||||
return rational::power_of_two(sz) - 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static rational zero() { return rational::zero(); }
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct rinterval : public interval_tpl<rational, rinterval_base> {
|
||||
rinterval(rational const& l, rational const& h, unsigned sz, bool tight = false) {
|
||||
this->l = l; this->h = h; this->sz = sz; this->tight = tight;
|
||||
}
|
||||
rinterval() { l = 0; h = 0; tight = true; }
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct iinterval_base {
|
||||
static uint64_t uMaxInt(unsigned sz) {
|
||||
SASSERT(sz <= 64);
|
||||
return ULLONG_MAX >> (64u - sz);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static uint64_t bound(unsigned sz) { return uMaxInt(sz); }
|
||||
static uint64_t zero() { return 0; }
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct iinterval : public interval_tpl<uint64_t, iinterval_base> {
|
||||
iinterval(uint64_t l, uint64_t h, unsigned sz, bool tight = false) {
|
||||
this->l = l; this->h = h; this->sz = sz; this->tight = tight;
|
||||
}
|
||||
iinterval() { l = 0; h = 0; sz = 0; tight = true; }
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct interval {
|
||||
bool is_small = true;
|
||||
iinterval i;
|
||||
rinterval r;
|
||||
|
||||
interval() {}
|
||||
|
||||
interval(rational const& l, rational const& h, unsigned sz, bool tight = false) {
|
||||
if (sz <= 64) {
|
||||
is_small = true;
|
||||
i.l = l.get_uint64();
|
||||
i.h = h.get_uint64();
|
||||
i.tight = tight;
|
||||
i.sz = sz;
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
is_small = false;
|
||||
r.l = l;
|
||||
r.h = h;
|
||||
r.tight = tight;
|
||||
r.sz = sz;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned size() const {
|
||||
return is_small ? i.sz : r.sz;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool negate(interval& result) const {
|
||||
result.is_small = is_small;
|
||||
if (is_small)
|
||||
return i.negate(result.i);
|
||||
else
|
||||
return r.negate(result.r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool intersect(interval const& b, interval & result) const {
|
||||
result.is_small = is_small;
|
||||
SASSERT(b.is_small == is_small);
|
||||
if (is_small)
|
||||
return i.intersect(b.i, result.i);
|
||||
else
|
||||
return r.intersect(b.r, result.r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator==(interval const& other) const {
|
||||
SASSERT(is_small == other.is_small);
|
||||
return is_small ? i == other.i : r == other.r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator!=(interval const& other) const {
|
||||
return !(*this == other);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool is_singleton() const { return is_small ? i.is_singleton() : r.is_singleton(); }
|
||||
|
||||
bool is_full() const { return is_small ? i.is_full() : r.is_full(); }
|
||||
|
||||
bool tight() const { return is_small ? i.tight : r.tight; }
|
||||
|
||||
bool implies(const interval& b) const {
|
||||
SASSERT(is_small == b.is_small);
|
||||
return is_small ? i.implies(b.i) : r.implies(b.r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
rational lo() const { return is_small ? rational(i.l, rational::ui64()) : r.l; }
|
||||
rational hi() const { return is_small ? rational(i.h, rational::ui64()) : r.h; }
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& o, const interval& I) {
|
||||
if (I.is_small)
|
||||
return o << "[" << I.i.l << ", " << I.i.h << "]";
|
||||
else
|
||||
return o << "[" << I.r.l << ", " << I.r.h << "]";
|
||||
}
|
||||
|
||||
struct undo_bound {
|
||||
expr* e = nullptr;
|
||||
interval b;
|
||||
bool fresh = false;
|
||||
undo_bound(expr* e, const interval& b, bool fresh) : e(e), b(b), fresh(fresh) {}
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct bv_bounds_base {
|
||||
typedef obj_map<expr, interval> map;
|
||||
typedef obj_map<expr, bool> expr_set;
|
||||
typedef obj_map<expr, unsigned> expr_cnt;
|
||||
|
||||
ast_manager& m;
|
||||
bv_util m_bv;
|
||||
vector<undo_bound> m_scopes;
|
||||
svector<expr_set*> m_expr_vars;
|
||||
svector<expr_cnt*> m_bound_exprs;
|
||||
map m_bound;
|
||||
bool m_propagate_eq = false;
|
||||
ptr_vector<expr> m_args;
|
||||
|
||||
bv_bounds_base(ast_manager& m):m(m), m_bv(m) {}
|
||||
|
||||
virtual ~bv_bounds_base() {
|
||||
for (auto* e : m_expr_vars)
|
||||
dealloc(e);
|
||||
for (auto* b : m_bound_exprs)
|
||||
dealloc(b);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool is_bound(expr *e, expr*& v, interval& b) const {
|
||||
rational r;
|
||||
expr *lhs = nullptr, *rhs = nullptr;
|
||||
unsigned sz;
|
||||
|
||||
if (m_bv.is_bv_ule(e, lhs, rhs)) {
|
||||
if (m_bv.is_numeral(lhs, r, sz)) { // C ule x <=> x uge C
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs))
|
||||
return false;
|
||||
b = interval(r, rational::power_of_two(sz) - 1, sz, true);
|
||||
v = rhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs, r, sz)) { // x ule C
|
||||
b = interval(rational::zero(), r, sz, true);
|
||||
v = lhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
// TBD: x + s <= x + q
|
||||
// x + s <= x
|
||||
// x <= x + q
|
||||
}
|
||||
else if (m_bv.is_bv_sle(e, lhs, rhs)) {
|
||||
if (m_bv.is_numeral(lhs, r, sz)) { // C sle x <=> x sge C
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs))
|
||||
return false;
|
||||
b = interval(r, rational::power_of_two(sz-1) - 1, sz, true);
|
||||
v = rhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs, r, sz)) { // x sle C
|
||||
b = interval(rational::power_of_two(sz-1), r, sz, true);
|
||||
v = lhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
// TBD: other cases for forbidden intervals
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_eq(e, lhs, rhs)) {
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs))
|
||||
std::swap(lhs, rhs);
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs))
|
||||
return false;
|
||||
if (m_bv.is_numeral(lhs, r, sz)) {
|
||||
unsigned lo, hi;
|
||||
expr* rhs2;
|
||||
if (m_bv.is_extract(rhs, lo, hi, rhs2) && r == 0) {
|
||||
unsigned sz2 = m_bv.get_bv_size(rhs2);
|
||||
if (sz2 - 1 == hi) {
|
||||
b = interval(rational::zero(), rational::power_of_two(lo) - 1, sz2, false);
|
||||
v = rhs2;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
b = interval(r, r, sz, true);
|
||||
v = rhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool assert_expr_core(expr * t, bool sign) {
|
||||
while (m.is_not(t, t))
|
||||
sign = !sign;
|
||||
|
||||
interval b;
|
||||
expr* t1;
|
||||
if (is_bound(t, t1, b)) {
|
||||
SASSERT(m_bv.get_bv_size(t1) == b.size());
|
||||
SASSERT(!m_bv.is_numeral(t1));
|
||||
if (sign && !b.negate(b))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
TRACE("bv", tout << (sign?"(not ":"") << mk_pp(t, m) << (sign ? ")" : "") << ": " << mk_pp(t1, m) << " in " << b << "\n";);
|
||||
map::obj_map_entry* e = m_bound.find_core(t1);
|
||||
if (e) {
|
||||
interval& old = e->get_data().m_value;
|
||||
interval intr;
|
||||
if (!old.intersect(b, intr))
|
||||
return false;
|
||||
if (old == intr)
|
||||
return true;
|
||||
m_scopes.push_back(undo_bound(t1, old, false));
|
||||
old = intr;
|
||||
SASSERT(old.size() == m_bv.get_bv_size(t1));
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
SASSERT(b.size() == m_bv.get_bv_size(t1));
|
||||
m_bound.insert(t1, b);
|
||||
m_scopes.push_back(undo_bound(t1, interval(), true));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
//
|
||||
// x + q <= s <=> x not in [s - q + 1, -q[
|
||||
// <=> x in [-q, s - q], s != -1
|
||||
//
|
||||
// x in [lo, hi]
|
||||
// q = -lo
|
||||
// hi = s + lo => s = hi - lo
|
||||
// hi - lo != -1
|
||||
//
|
||||
|
||||
expr_ref mk_bound(expr* t, rational const& lo, rational const& hi) {
|
||||
sort* s = t->get_sort();
|
||||
|
||||
if (lo == hi + 1)
|
||||
return expr_ref(m.mk_true(), m);
|
||||
else
|
||||
return expr_ref(m_bv.mk_ule(m_bv.mk_bv_add(t, m_bv.mk_numeral(-lo, s)), m_bv.mk_numeral(hi - lo, s)), m);
|
||||
}
|
||||
|
||||
//
|
||||
// use interval information to rewrite sub-terms x to (0 ++ x[hi:0])
|
||||
// in other words, identify leading 0s.
|
||||
//
|
||||
bool zero_patch(expr* t, expr_ref& result) {
|
||||
if (!is_app(t))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
if (m_bv.is_extract(t))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
m_args.reset();
|
||||
bool simplified = false;
|
||||
interval b;
|
||||
for (expr* arg : *to_app(t)) {
|
||||
if (!m_bv.is_bv(arg)) {
|
||||
m_args.push_back(arg);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
if (!m_bv.is_extract(arg) && m_bound.find(arg, b)) {
|
||||
unsigned num_bits = b.hi().get_num_bits();
|
||||
unsigned bv_size = m_bv.get_bv_size(arg);
|
||||
if (0 < num_bits && num_bits < bv_size) {
|
||||
m_args.push_back(m_bv.mk_concat(m_bv.mk_zero(bv_size - num_bits),
|
||||
m_bv.mk_extract(num_bits - 1, 0, arg)));
|
||||
simplified = true;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
m_args.push_back(arg);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
m_args.push_back(arg);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (simplified) {
|
||||
result = m.mk_app(to_app(t)->get_decl(), m_args);
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool simplify_core(expr* t, expr_ref& result) {
|
||||
expr* t1;
|
||||
interval b;
|
||||
|
||||
if (m_bound.find(t, b) && b.is_singleton()) {
|
||||
result = m_bv.mk_numeral(b.lo(), m_bv.get_bv_size(t));
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (zero_patch(t, result))
|
||||
return result;
|
||||
|
||||
if (!m.is_bool(t))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
bool sign = false;
|
||||
while (m.is_not(t, t))
|
||||
sign = !sign;
|
||||
|
||||
if (!is_bound(t, t1, b))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
if (sign && b.tight()) {
|
||||
sign = false;
|
||||
if (!b.negate(b)) {
|
||||
result = m.mk_false();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
interval ctx, intr;
|
||||
result = nullptr;
|
||||
|
||||
if (b.is_full() && b.tight())
|
||||
result = m.mk_true();
|
||||
else if (!m_bound.find(t1, ctx)) {
|
||||
}
|
||||
else if (ctx.implies(b))
|
||||
result = m.mk_true();
|
||||
else if (!b.intersect(ctx, intr))
|
||||
result = m.mk_false();
|
||||
else if (m_propagate_eq && intr.is_singleton())
|
||||
result = m.mk_eq(t1, m_bv.mk_numeral(intr.lo(), t1->get_sort()));
|
||||
else if (false && intr != b)
|
||||
result = mk_bound(t1, intr.lo(), intr.hi());
|
||||
else {
|
||||
TRACE("bv", tout << mk_pp(t, m) << " b: " << b << " ctx: " << ctx << " intr " << intr << "\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
CTRACE("bv", result, tout << mk_pp(t, m) << " " << b << " (ctx: " << ctx << ") (intr: " << intr << "): " << result << "\n";);
|
||||
if (sign && result)
|
||||
result = m.mk_not(result);
|
||||
return result != nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// check if t contains v
|
||||
ptr_vector<expr> todo;
|
||||
bool contains(expr* t, expr* v) {
|
||||
ast_fast_mark1 mark;
|
||||
todo.push_back(t);
|
||||
while (!todo.empty()) {
|
||||
t = todo.back();
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
if (mark.is_marked(t))
|
||||
continue;
|
||||
if (t == v) {
|
||||
todo.reset();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
mark.mark(t);
|
||||
|
||||
if (!is_app(t))
|
||||
continue;
|
||||
app* a = to_app(t);
|
||||
todo.append(a->get_num_args(), a->get_args());
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool contains_bound(expr* t) {
|
||||
ast_fast_mark1 mark1;
|
||||
ast_fast_mark2 mark2;
|
||||
|
||||
todo.push_back(t);
|
||||
while (!todo.empty()) {
|
||||
t = todo.back();
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
if (mark1.is_marked(t)) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
mark1.mark(t);
|
||||
|
||||
if (!is_app(t)) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
interval b;
|
||||
expr* e;
|
||||
if (is_bound(t, e, b)) {
|
||||
if (mark2.is_marked(e)) {
|
||||
todo.reset();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
mark2.mark(e);
|
||||
if (m_bound.contains(e)) {
|
||||
todo.reset();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
app* a = to_app(t);
|
||||
todo.append(a->get_num_args(), a->get_args());
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void pop_core(unsigned num_scopes) {
|
||||
TRACE("bv", tout << "pop: " << num_scopes << "\n";);
|
||||
if (m_scopes.empty())
|
||||
return;
|
||||
unsigned target = m_scopes.size() - num_scopes;
|
||||
if (target == 0) {
|
||||
m_bound.reset();
|
||||
m_scopes.reset();
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
for (unsigned i = m_scopes.size(); i-- > target; ) {
|
||||
undo_bound& undo = m_scopes[i];
|
||||
SASSERT(m_bound.contains(undo.e));
|
||||
if (undo.fresh)
|
||||
m_bound.erase(undo.e);
|
||||
else
|
||||
m_bound.insert(undo.e, undo.b);
|
||||
}
|
||||
m_scopes.shrink(target);
|
||||
}
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
}
|
||||
325
src/ast/rewriter/dom_simplifier.cpp
Normal file
325
src/ast/rewriter/dom_simplifier.cpp
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,325 @@
|
|||
/*++
|
||||
Copyright (c) 2017 Microsoft Corporation
|
||||
|
||||
Module Name:
|
||||
|
||||
dom_simplifier.cpp
|
||||
|
||||
Abstract:
|
||||
|
||||
Dominator-based context simplifer.
|
||||
|
||||
Author:
|
||||
|
||||
Nikolaj and Nuno
|
||||
|
||||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
|
||||
#include "ast/ast_util.h"
|
||||
#include "ast/ast_pp.h"
|
||||
#include "ast/ast_ll_pp.h"
|
||||
#include "ast/rewriter/dom_simplifier.h"
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief compute a post-order traversal for e.
|
||||
Also populate the set of parents
|
||||
*/
|
||||
void expr_dominators::compute_post_order() {
|
||||
unsigned post_num = 0;
|
||||
SASSERT(m_post2expr.empty());
|
||||
SASSERT(m_expr2post.empty());
|
||||
ast_mark mark;
|
||||
ptr_vector<expr> todo;
|
||||
todo.push_back(m_root);
|
||||
while (!todo.empty()) {
|
||||
expr* e = todo.back();
|
||||
if (mark.is_marked(e)) {
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
if (is_app(e)) {
|
||||
app* a = to_app(e);
|
||||
bool done = true;
|
||||
for (expr* arg : *a) {
|
||||
if (!mark.is_marked(arg)) {
|
||||
todo.push_back(arg);
|
||||
done = false;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (done) {
|
||||
mark.mark(e, true);
|
||||
m_expr2post.insert(e, post_num++);
|
||||
m_post2expr.push_back(e);
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
for (expr* arg : *a) {
|
||||
add_edge(m_parents, arg, a);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
mark.mark(e, true);
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr* expr_dominators::intersect(expr* x, expr * y) {
|
||||
unsigned n1 = m_expr2post[x];
|
||||
unsigned n2 = m_expr2post[y];
|
||||
while (n1 != n2) {
|
||||
if (n1 < n2) {
|
||||
x = m_doms[x];
|
||||
n1 = m_expr2post[x];
|
||||
}
|
||||
else if (n1 > n2) {
|
||||
y = m_doms[y];
|
||||
n2 = m_expr2post[y];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
SASSERT(x == y);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool expr_dominators::compute_dominators() {
|
||||
expr * e = m_root;
|
||||
SASSERT(m_doms.empty());
|
||||
m_doms.insert(e, e);
|
||||
bool change = true;
|
||||
unsigned iterations = 1;
|
||||
while (change) {
|
||||
change = false;
|
||||
TRACE("simplify",
|
||||
for (auto & kv : m_doms) {
|
||||
tout << mk_bounded_pp(kv.m_key, m) << " |-> " << mk_bounded_pp(kv.m_value, m) << "\n";
|
||||
});
|
||||
|
||||
SASSERT(m_post2expr.empty() || m_post2expr.back() == e);
|
||||
for (unsigned i = 0; i + 1 < m_post2expr.size(); ++i) {
|
||||
expr * child = m_post2expr[i];
|
||||
ptr_vector<expr> const& p = m_parents[child];
|
||||
expr * new_idom = nullptr, *idom2 = nullptr;
|
||||
|
||||
for (expr * pred : p) {
|
||||
if (m_doms.contains(pred)) {
|
||||
new_idom = !new_idom ? pred : intersect(new_idom, pred);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (!new_idom) {
|
||||
m_doms.insert(child, p[0]);
|
||||
change = true;
|
||||
}
|
||||
else if (!m_doms.find(child, idom2) || idom2 != new_idom) {
|
||||
m_doms.insert(child, new_idom);
|
||||
change = true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
iterations *= 2;
|
||||
if (change && iterations > m_post2expr.size()) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void expr_dominators::extract_tree() {
|
||||
for (auto const& kv : m_doms) {
|
||||
add_edge(m_tree, kv.m_value, kv.m_key);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool expr_dominators::compile(expr * e) {
|
||||
reset();
|
||||
m_root = e;
|
||||
compute_post_order();
|
||||
if (!compute_dominators()) return false;
|
||||
extract_tree();
|
||||
TRACE("simplify", display(tout););
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool expr_dominators::compile(unsigned sz, expr * const* es) {
|
||||
expr_ref e(m.mk_and(sz, es), m);
|
||||
return compile(e);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void expr_dominators::reset() {
|
||||
m_expr2post.reset();
|
||||
m_post2expr.reset();
|
||||
m_parents.reset();
|
||||
m_doms.reset();
|
||||
m_tree.reset();
|
||||
m_root.reset();
|
||||
}
|
||||
|
||||
std::ostream& expr_dominators::display(std::ostream& out) {
|
||||
return display(out, 0, m_root);
|
||||
}
|
||||
|
||||
std::ostream& expr_dominators::display(std::ostream& out, unsigned indent, expr* r) {
|
||||
for (unsigned i = 0; i < indent; ++i) out << " ";
|
||||
out << r->get_id() << ": " << mk_bounded_pp(r, m, 1) << "\n";
|
||||
if (m_tree.contains(r)) {
|
||||
for (expr* child : m_tree[r]) {
|
||||
if (child != r)
|
||||
display(out, indent + 1, child);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return out;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// ---------------------
|
||||
// expr_substitution_simplifier
|
||||
namespace {
|
||||
|
||||
class expr_substitution_simplifier : public dom_simplifier {
|
||||
ast_manager& m;
|
||||
expr_substitution m_subst;
|
||||
scoped_expr_substitution m_scoped_substitution;
|
||||
obj_map<expr, unsigned> m_expr2depth;
|
||||
expr_ref_vector m_trail;
|
||||
|
||||
// move from asserted_formulas to here..
|
||||
void compute_depth(expr* e) {
|
||||
ptr_vector<expr> todo;
|
||||
todo.push_back(e);
|
||||
while (!todo.empty()) {
|
||||
e = todo.back();
|
||||
unsigned d = 0;
|
||||
if (m_expr2depth.contains(e)) {
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
if (is_app(e)) {
|
||||
app* a = to_app(e);
|
||||
bool visited = true;
|
||||
for (expr* arg : *a) {
|
||||
unsigned d1 = 0;
|
||||
if (m_expr2depth.find(arg, d1)) {
|
||||
d = std::max(d, d1);
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
visited = false;
|
||||
todo.push_back(arg);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (!visited) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
m_expr2depth.insert(e, d + 1);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool is_gt(expr* lhs, expr* rhs) {
|
||||
if (lhs == rhs) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
if (m.is_value(rhs)) {
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
SASSERT(is_ground(lhs) && is_ground(rhs));
|
||||
if (depth(lhs) > depth(rhs)) {
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
if (depth(lhs) == depth(rhs) && is_app(lhs) && is_app(rhs)) {
|
||||
app* l = to_app(lhs);
|
||||
app* r = to_app(rhs);
|
||||
if (l->get_decl()->get_id() != r->get_decl()->get_id()) {
|
||||
return l->get_decl()->get_id() > r->get_decl()->get_id();
|
||||
}
|
||||
if (l->get_num_args() != r->get_num_args()) {
|
||||
return l->get_num_args() > r->get_num_args();
|
||||
}
|
||||
for (unsigned i = 0; i < l->get_num_args(); ++i) {
|
||||
if (l->get_arg(i) != r->get_arg(i)) {
|
||||
return is_gt(l->get_arg(i), r->get_arg(i));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
UNREACHABLE();
|
||||
}
|
||||
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned depth(expr* e) { return m_expr2depth[e]; }
|
||||
|
||||
public:
|
||||
expr_substitution_simplifier(ast_manager& m): m(m), m_subst(m), m_scoped_substitution(m_subst), m_trail(m) {}
|
||||
|
||||
void updt_params(params_ref const & p) override {}
|
||||
|
||||
void collect_param_descrs(param_descrs& r) override {}
|
||||
|
||||
bool assert_expr(expr * t, bool sign) override {
|
||||
expr* tt;
|
||||
if (m.is_not(t, tt))
|
||||
return assert_expr(tt, !sign);
|
||||
if (m.is_false(t))
|
||||
return sign;
|
||||
if (m.is_true(t))
|
||||
return !sign;
|
||||
|
||||
TRACE("simplify", tout << t->get_id() << ": " << mk_bounded_pp(t, m) << " " << (sign?" - neg":" - pos") << "\n";);
|
||||
|
||||
m_scoped_substitution.push();
|
||||
if (!sign) {
|
||||
update_substitution(t, nullptr);
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
expr_ref nt(m.mk_not(t), m);
|
||||
update_substitution(nt, nullptr);
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void update_substitution(expr* n, proof* pr) {
|
||||
expr* lhs, *rhs, *n1;
|
||||
if (is_ground(n) && m.is_eq(n, lhs, rhs)) {
|
||||
compute_depth(lhs);
|
||||
compute_depth(rhs);
|
||||
m_trail.push_back(lhs);
|
||||
m_trail.push_back(rhs);
|
||||
if (is_gt(lhs, rhs)) {
|
||||
TRACE("propagate_values", tout << "insert " << mk_pp(lhs, m) << " -> " << mk_pp(rhs, m) << "\n";);
|
||||
m_scoped_substitution.insert(lhs, rhs, pr);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
if (is_gt(rhs, lhs)) {
|
||||
TRACE("propagate_values", tout << "insert " << mk_pp(rhs, m) << " -> " << mk_pp(lhs, m) << "\n";);
|
||||
m_scoped_substitution.insert(rhs, lhs, m.mk_symmetry(pr));
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
TRACE("propagate_values", tout << "incompatible " << mk_pp(n, m) << "\n";);
|
||||
}
|
||||
if (m.is_not(n, n1)) {
|
||||
m_scoped_substitution.insert(n1, m.mk_false(), m.mk_iff_false(pr));
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
m_scoped_substitution.insert(n, m.mk_true(), m.mk_iff_true(pr));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void operator()(expr_ref& r) override { r = m_scoped_substitution.find(r); }
|
||||
|
||||
void pop(unsigned num_scopes) override { m_scoped_substitution.pop(num_scopes); }
|
||||
|
||||
unsigned scope_level() const override { return m_scoped_substitution.scope_level(); }
|
||||
|
||||
dom_simplifier * translate(ast_manager & m) override {
|
||||
SASSERT(m_subst.empty());
|
||||
return alloc(expr_substitution_simplifier, m);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
dom_simplifier* mk_expr_substitution_simplifier(ast_manager& m) {
|
||||
return alloc(expr_substitution_simplifier, m);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
86
src/ast/rewriter/dom_simplifier.h
Normal file
86
src/ast/rewriter/dom_simplifier.h
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,86 @@
|
|||
/*++
|
||||
Copyright (c) 2017 Microsoft Corporation
|
||||
|
||||
Module Name:
|
||||
|
||||
dom_simplifier.h
|
||||
|
||||
Abstract:
|
||||
|
||||
Dominator-based context simplifer.
|
||||
|
||||
Author:
|
||||
|
||||
Nikolaj and Nuno
|
||||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include "ast/ast.h"
|
||||
#include "ast/expr_substitution.h"
|
||||
#include "util/obj_pair_hashtable.h"
|
||||
|
||||
class expr_dominators {
|
||||
public:
|
||||
typedef obj_map<expr, ptr_vector<expr>> tree_t;
|
||||
private:
|
||||
ast_manager& m;
|
||||
expr_ref m_root;
|
||||
obj_map<expr, unsigned> m_expr2post; // reverse post-order number
|
||||
ptr_vector<expr> m_post2expr;
|
||||
tree_t m_parents;
|
||||
obj_map<expr, expr*> m_doms;
|
||||
tree_t m_tree;
|
||||
|
||||
void add_edge(tree_t& tree, expr * src, expr* dst) {
|
||||
tree.insert_if_not_there(src, ptr_vector<expr>()).push_back(dst);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void compute_post_order();
|
||||
expr* intersect(expr* x, expr * y);
|
||||
bool compute_dominators();
|
||||
void extract_tree();
|
||||
|
||||
std::ostream& display(std::ostream& out, unsigned indent, expr* r);
|
||||
|
||||
public:
|
||||
expr_dominators(ast_manager& m): m(m), m_root(m) {}
|
||||
|
||||
bool compile(expr * e);
|
||||
bool compile(unsigned sz, expr * const* es);
|
||||
tree_t const& get_tree() { return m_tree; }
|
||||
void reset();
|
||||
expr* idom(expr *e) const { return m_doms[e]; }
|
||||
|
||||
std::ostream& display(std::ostream& out);
|
||||
};
|
||||
|
||||
class dom_simplifier {
|
||||
public:
|
||||
virtual ~dom_simplifier() = default;
|
||||
/**
|
||||
\brief assert_expr performs an implicit push
|
||||
*/
|
||||
virtual bool assert_expr(expr * t, bool sign) = 0;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief apply simplification.
|
||||
*/
|
||||
virtual void operator()(expr_ref& r) = 0;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief pop scopes accumulated from assertions.
|
||||
*/
|
||||
virtual void pop(unsigned num_scopes) = 0;
|
||||
|
||||
virtual dom_simplifier * translate(ast_manager & m) = 0;
|
||||
|
||||
virtual unsigned scope_level() const = 0;
|
||||
|
||||
virtual void updt_params(params_ref const & p) = 0;
|
||||
|
||||
virtual void collect_param_descrs(param_descrs& r) = 0;
|
||||
};
|
||||
|
||||
dom_simplifier* mk_expr_substitution_simplifier(ast_manager& m);
|
||||
|
|
@ -4,10 +4,12 @@ z3_add_component(simplifiers
|
|||
bound_manager.cpp
|
||||
bound_propagator.cpp
|
||||
bound_simplifier.cpp
|
||||
bv_bounds_simplifier.cpp
|
||||
bv_slice.cpp
|
||||
card2bv.cpp
|
||||
demodulator_simplifier.cpp
|
||||
dependent_expr_state.cpp
|
||||
dominator_simplifier.cpp
|
||||
distribute_forall.cpp
|
||||
elim_unconstrained.cpp
|
||||
eliminate_predicates.cpp
|
||||
|
|
|
|||
65
src/ast/simplifiers/bv_bounds_simplifier.cpp
Normal file
65
src/ast/simplifiers/bv_bounds_simplifier.cpp
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,65 @@
|
|||
/*++
|
||||
Copyright (c) 2022 Microsoft Corporation
|
||||
|
||||
Module Name:
|
||||
|
||||
bv_bounds_simplifier.h
|
||||
|
||||
Author:
|
||||
|
||||
Nikolaj Bjorner (nbjorner) 2023-01-27
|
||||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
#include "ast/simplifiers/bv_bounds_simplifier.h"
|
||||
#include "ast/simplifiers/dominator_simplifier.h"
|
||||
#include "ast/rewriter/bv_bounds_base.h"
|
||||
#include "ast/rewriter/dom_simplifier.h"
|
||||
|
||||
|
||||
class dom_bv_bounds_simplifier : public dom_simplifier, public bv::bv_bounds_base {
|
||||
params_ref m_params;
|
||||
|
||||
public:
|
||||
dom_bv_bounds_simplifier(ast_manager& m, params_ref const& p) : bv_bounds_base(m), m_params(p) {
|
||||
updt_params(p);
|
||||
}
|
||||
|
||||
~dom_bv_bounds_simplifier() override {
|
||||
}
|
||||
|
||||
void updt_params(params_ref const & p) override {
|
||||
m_propagate_eq = p.get_bool("propagate_eq", false);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void collect_param_descrs(param_descrs& r) override {
|
||||
r.insert("propagate-eq", CPK_BOOL, "propagate equalities from inequalities", "false");
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool assert_expr(expr * t, bool sign) override {
|
||||
return assert_expr_core(t, sign);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void operator()(expr_ref& r) override {
|
||||
expr_ref result(m);
|
||||
simplify_core(r, result);
|
||||
if (result)
|
||||
r = result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void pop(unsigned num_scopes) override {
|
||||
pop_core(num_scopes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
dom_simplifier * translate(ast_manager & m) override {
|
||||
return alloc(dom_bv_bounds_simplifier, m, m_params);
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned scope_level() const override {
|
||||
return m_scopes.size();
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
dependent_expr_simplifier* mk_bv_bounds_simplifier(ast_manager& m, params_ref const& p, dependent_expr_state& s) {
|
||||
return alloc(dominator_simplifier, m, s, alloc(dom_bv_bounds_simplifier, m, p), p);
|
||||
}
|
||||
18
src/ast/simplifiers/bv_bounds_simplifier.h
Normal file
18
src/ast/simplifiers/bv_bounds_simplifier.h
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,18 @@
|
|||
/*++
|
||||
Copyright (c) 2022 Microsoft Corporation
|
||||
|
||||
Module Name:
|
||||
|
||||
bv_bounds_simplifier.h
|
||||
|
||||
Author:
|
||||
|
||||
Nikolaj Bjorner (nbjorner) 2023-01-27
|
||||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include "ast/simplifiers/dependent_expr_state.h"
|
||||
|
||||
dependent_expr_simplifier * mk_bv_bounds_simplifier(ast_manager & m, params_ref const & p, dependent_expr_state& fmls);
|
||||
303
src/ast/simplifiers/dominator_simplifier.cpp
Normal file
303
src/ast/simplifiers/dominator_simplifier.cpp
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,303 @@
|
|||
/*++
|
||||
Copyright (c) 2017 Microsoft Corporation
|
||||
|
||||
Module Name:
|
||||
|
||||
dominator_simplifier.cpp
|
||||
|
||||
Abstract:
|
||||
|
||||
Dominator-based context simplifer.
|
||||
|
||||
Author:
|
||||
|
||||
Nikolaj and Nuno
|
||||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
#include "ast/ast_util.h"
|
||||
#include "ast/ast_pp.h"
|
||||
#include "ast/ast_ll_pp.h"
|
||||
#include "ast/simplifiers/dominator_simplifier.h"
|
||||
|
||||
dominator_simplifier::~dominator_simplifier() {
|
||||
dealloc(m_simplifier);
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr_ref dominator_simplifier::simplify_ite(app * ite) {
|
||||
expr_ref r(m);
|
||||
expr * c = nullptr, *t = nullptr, *e = nullptr;
|
||||
VERIFY(m.is_ite(ite, c, t, e));
|
||||
unsigned old_lvl = scope_level();
|
||||
expr_ref new_c = simplify_arg(c);
|
||||
if (m.is_true(new_c)) {
|
||||
r = simplify_arg(t);
|
||||
}
|
||||
else if (!assert_expr(new_c, false)) {
|
||||
r = simplify_arg(e);
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
for (expr * child : tree(ite))
|
||||
if (is_subexpr(child, t) && !is_subexpr(child, e))
|
||||
simplify_rec(child);
|
||||
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
expr_ref new_t = simplify_arg(t);
|
||||
reset_cache();
|
||||
if (!assert_expr(new_c, true)) {
|
||||
return new_t;
|
||||
}
|
||||
for (expr * child : tree(ite))
|
||||
if (is_subexpr(child, e) && !is_subexpr(child, t))
|
||||
simplify_rec(child);
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
expr_ref new_e = simplify_arg(e);
|
||||
|
||||
if (c == new_c && t == new_t && e == new_e) {
|
||||
r = ite;
|
||||
}
|
||||
else if (new_t == new_e) {
|
||||
r = new_t;
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
TRACE("simplify", tout << new_c << "\n" << new_t << "\n" << new_e << "\n";);
|
||||
r = m.mk_ite(new_c, new_t, new_e);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
reset_cache();
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
expr_ref dominator_simplifier::simplify_arg(expr * e) {
|
||||
expr_ref r(m);
|
||||
r = get_cached(e);
|
||||
(*m_simplifier)(r);
|
||||
CTRACE("simplify", e != r, tout << "depth: " << m_depth << " " << mk_pp(e, m) << " -> " << r << "\n";);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief simplify e recursively.
|
||||
*/
|
||||
expr_ref dominator_simplifier::simplify_rec(expr * e0) {
|
||||
expr_ref r(m);
|
||||
expr* e = nullptr;
|
||||
|
||||
if (!m_result.find(e0, e)) {
|
||||
e = e0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
++m_depth;
|
||||
if (m_depth > m_max_depth) {
|
||||
r = e;
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_ite(e)) {
|
||||
r = simplify_ite(to_app(e));
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_and(e)) {
|
||||
r = simplify_and(to_app(e));
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_or(e)) {
|
||||
r = simplify_or(to_app(e));
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_not(e)) {
|
||||
r = simplify_not(to_app(e));
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
for (expr * child : tree(e)) {
|
||||
if (child != e)
|
||||
simplify_rec(child);
|
||||
}
|
||||
if (is_app(e)) {
|
||||
m_args.reset();
|
||||
for (expr* arg : *to_app(e)) {
|
||||
// we don't have a way to distinguish between e.g.
|
||||
// ite(c, f(c), foo) (which should go to ite(c, f(true), foo))
|
||||
// from and(or(x, y), f(x)), where we do a "trial" with x=false
|
||||
// Trials are good for boolean formula simplification but not sound
|
||||
// for fn applications.
|
||||
m_args.push_back(m.is_bool(arg) ? arg : simplify_arg(arg));
|
||||
}
|
||||
r = m.mk_app(to_app(e)->get_decl(), m_args.size(), m_args.data());
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
r = e;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
CTRACE("simplify", e0 != r, tout << "depth before: " << m_depth << " " << mk_pp(e0, m) << " -> " << r << "\n";);
|
||||
(*m_simplifier)(r);
|
||||
cache(e0, r);
|
||||
CTRACE("simplify", e0 != r, tout << "depth: " << m_depth << " " << mk_pp(e0, m) << " -> " << r << "\n";);
|
||||
--m_depth;
|
||||
m_subexpr_cache.reset();
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr_ref dominator_simplifier::simplify_and_or(bool is_and, app * e) {
|
||||
expr_ref r(m);
|
||||
unsigned old_lvl = scope_level();
|
||||
|
||||
auto is_subexpr_arg = [&](expr * child, expr * except) {
|
||||
if (!is_subexpr(child, except))
|
||||
return false;
|
||||
for (expr * arg : *e) {
|
||||
if (arg != except && is_subexpr(child, arg))
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
};
|
||||
|
||||
expr_ref_vector args(m);
|
||||
|
||||
auto simp_arg = [&](expr* arg) {
|
||||
for (expr * child : tree(arg)) {
|
||||
if (is_subexpr_arg(child, arg)) {
|
||||
simplify_rec(child);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
r = simplify_arg(arg);
|
||||
args.push_back(r);
|
||||
if (!assert_expr(r, !is_and)) {
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
r = is_and ? m.mk_false() : m.mk_true();
|
||||
reset_cache();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
};
|
||||
|
||||
if (m_forward) {
|
||||
for (expr * arg : *e) {
|
||||
if (simp_arg(arg))
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
for (unsigned i = e->get_num_args(); i-- > 0; ) {
|
||||
if (simp_arg(e->get_arg(i)))
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
args.reverse();
|
||||
}
|
||||
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
reset_cache();
|
||||
return { is_and ? mk_and(args) : mk_or(args), m };
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr_ref dominator_simplifier::simplify_not(app * e) {
|
||||
expr *ee;
|
||||
ENSURE(m.is_not(e, ee));
|
||||
unsigned old_lvl = scope_level();
|
||||
expr_ref t = simplify_rec(ee);
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
reset_cache();
|
||||
return mk_not(t);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
bool dominator_simplifier::init() {
|
||||
expr_ref_vector args(m);
|
||||
for (auto i : indices())
|
||||
if (!m_fmls[i].dep())
|
||||
args.push_back(m_fmls[i].fml());
|
||||
expr_ref fml = mk_and(args);
|
||||
m_result.reset();
|
||||
m_trail.reset();
|
||||
return m_dominators.compile(fml);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void dominator_simplifier::reduce() {
|
||||
|
||||
m_trail.reset();
|
||||
m_args.reset();
|
||||
m_result.reset();
|
||||
m_dominators.reset();
|
||||
|
||||
SASSERT(scope_level() == 0);
|
||||
bool change = true;
|
||||
unsigned n = 0;
|
||||
m_depth = 0;
|
||||
while (change && n < 10) {
|
||||
change = false;
|
||||
++n;
|
||||
|
||||
// go forwards
|
||||
m_forward = true;
|
||||
if (!init()) return;
|
||||
for (unsigned i = qhead(); i < qtail() && !m_fmls.inconsistent(); ++i) {
|
||||
auto [f, p, d] = m_fmls[i]();
|
||||
if (d)
|
||||
continue;
|
||||
|
||||
expr_ref r = simplify_rec(f);
|
||||
if (!m.is_true(r) && !m.is_false(r) && !p && !assert_expr(r, false))
|
||||
r = m.mk_false();
|
||||
|
||||
CTRACE("simplify", r != f, tout << r << " " << mk_pp(f, m) << "\n";);
|
||||
change |= r != f;
|
||||
proof_ref new_pr(m);
|
||||
if (p) {
|
||||
new_pr = m.mk_modus_ponens(p, m.mk_rewrite(f, r));
|
||||
}
|
||||
m_fmls.update(i, dependent_expr(m, r, new_pr, d));
|
||||
}
|
||||
pop(scope_level());
|
||||
|
||||
// go backwards
|
||||
m_forward = false;
|
||||
if (!init()) return;
|
||||
for (unsigned i = qtail(); i-- > qhead() && !m_fmls.inconsistent(); ) {
|
||||
|
||||
auto [f, p, d] = m_fmls[i]();
|
||||
if (d)
|
||||
continue;
|
||||
expr_ref r = simplify_rec(f);
|
||||
if (!m.is_true(r) && !m.is_false(r) && !p && !assert_expr(r, false))
|
||||
r = m.mk_false();
|
||||
|
||||
change |= r != f;
|
||||
CTRACE("simplify", r != f, tout << r << " " << mk_pp(f, m) << "\n";);
|
||||
proof_ref new_pr(m);
|
||||
if (r) {
|
||||
new_pr = m.mk_rewrite(f, r);
|
||||
new_pr = m.mk_modus_ponens(p, new_pr);
|
||||
}
|
||||
m_fmls.update(i, dependent_expr(m, r, new_pr, d));
|
||||
}
|
||||
pop(scope_level());
|
||||
}
|
||||
SASSERT(scope_level() == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief determine if a is dominated by b.
|
||||
Walk the immediate dominators of a upwards until hitting b or a term that is deeper than b.
|
||||
Save intermediary results in a cache to avoid recomputations.
|
||||
*/
|
||||
|
||||
bool dominator_simplifier::is_subexpr(expr * a, expr * b) {
|
||||
if (a == b)
|
||||
return true;
|
||||
|
||||
bool r;
|
||||
if (m_subexpr_cache.find(a, b, r))
|
||||
return r;
|
||||
|
||||
if (get_depth(a) >= get_depth(b)) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
SASSERT(a != idom(a) && get_depth(idom(a)) > get_depth(a));
|
||||
r = is_subexpr(idom(a), b);
|
||||
m_subexpr_cache.insert(a, b, r);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ptr_vector<expr> const & dominator_simplifier::tree(expr * e) {
|
||||
if (auto p = m_dominators.get_tree().find_core(e))
|
||||
return p->get_data().get_value();
|
||||
return m_empty;
|
||||
}
|
||||
71
src/ast/simplifiers/dominator_simplifier.h
Normal file
71
src/ast/simplifiers/dominator_simplifier.h
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,71 @@
|
|||
/*++
|
||||
Copyright (c) 2023 Microsoft Corporation
|
||||
|
||||
Module Name:
|
||||
|
||||
dom_simplifier.h
|
||||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
#pragma once
|
||||
#include "ast/ast.h"
|
||||
#include "ast/expr_substitution.h"
|
||||
#include "ast/rewriter/dom_simplifier.h"
|
||||
#include "ast/simplifiers/dependent_expr_state.h"
|
||||
#include "util/obj_pair_hashtable.h"
|
||||
|
||||
class dominator_simplifier : public dependent_expr_simplifier {
|
||||
|
||||
ast_manager& m;
|
||||
dom_simplifier* m_simplifier;
|
||||
params_ref m_params;
|
||||
expr_ref_vector m_trail, m_args;
|
||||
obj_map<expr, expr*> m_result;
|
||||
expr_dominators m_dominators;
|
||||
unsigned m_depth;
|
||||
unsigned m_max_depth;
|
||||
ptr_vector<expr> m_empty;
|
||||
obj_pair_map<expr, expr, bool> m_subexpr_cache;
|
||||
bool m_forward;
|
||||
|
||||
expr_ref simplify_rec(expr* t);
|
||||
expr_ref simplify_arg(expr* t);
|
||||
expr_ref simplify_ite(app * ite);
|
||||
expr_ref simplify_and(app * e) { return simplify_and_or(true, e); }
|
||||
expr_ref simplify_or(app * e) { return simplify_and_or(false, e); }
|
||||
expr_ref simplify_and_or(bool is_and, app * e);
|
||||
expr_ref simplify_not(app * e);
|
||||
|
||||
bool init();
|
||||
|
||||
bool is_subexpr(expr * a, expr * b);
|
||||
|
||||
expr_ref get_cached(expr* t) { expr* r = nullptr; if (!m_result.find(t, r)) r = t; return expr_ref(r, m); }
|
||||
void cache(expr *t, expr* r) { m_result.insert(t, r); m_trail.push_back(r); }
|
||||
void reset_cache() { m_result.reset(); }
|
||||
|
||||
ptr_vector<expr> const & tree(expr * e);
|
||||
expr* idom(expr *e) const { return m_dominators.idom(e); }
|
||||
|
||||
unsigned scope_level() { return m_simplifier->scope_level(); }
|
||||
void pop(unsigned n) { SASSERT(n <= m_simplifier->scope_level()); m_simplifier->pop(n); }
|
||||
bool assert_expr(expr* f, bool sign) { return m_simplifier->assert_expr(f, sign); }
|
||||
|
||||
|
||||
public:
|
||||
dominator_simplifier(ast_manager & m, dependent_expr_state& st, dom_simplifier* s, params_ref const & p = params_ref()):
|
||||
dependent_expr_simplifier(m, st),
|
||||
m(m), m_simplifier(s), m_params(p),
|
||||
m_trail(m), m_args(m),
|
||||
m_dominators(m), m_depth(0), m_max_depth(1024), m_forward(true) {}
|
||||
|
||||
~dominator_simplifier() override;
|
||||
|
||||
char const* name() const override { return "dom-simplify"; }
|
||||
|
||||
void reduce() override;
|
||||
|
||||
void updt_params(params_ref const & p) override { m_simplifier->updt_params(p); }
|
||||
void collect_param_descrs(param_descrs & r) override { m_simplifier->collect_param_descrs(r); }
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
|
@ -18,564 +18,26 @@ Author:
|
|||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
#include "tactic/bv/bv_bounds_tactic.h"
|
||||
#include "tactic/core/ctx_simplify_tactic.h"
|
||||
#include "tactic/core/dom_simplify_tactic.h"
|
||||
#include "ast/bv_decl_plugin.h"
|
||||
#include "ast/ast_pp.h"
|
||||
#include "ast/simplifiers/dominator_simplifier.h"
|
||||
#include "tactic/bv/bv_bounds_tactic.h"
|
||||
#include "tactic/core/ctx_simplify_tactic.h"
|
||||
#include "tactic/dependent_expr_state_tactic.h"
|
||||
#include "ast/rewriter/bv_bounds_base.h"
|
||||
#include "ast/simplifiers/bv_bounds_simplifier.h"
|
||||
|
||||
#include <climits>
|
||||
|
||||
static uint64_t uMaxInt(unsigned sz) {
|
||||
SASSERT(sz <= 64);
|
||||
return ULLONG_MAX >> (64u - sz);
|
||||
}
|
||||
|
||||
namespace {
|
||||
|
||||
template<typename T, typename Base>
|
||||
struct interval_tpl : public Base {
|
||||
T l, h;
|
||||
unsigned sz = 0;
|
||||
bool tight = true;
|
||||
|
||||
interval_tpl(T const& l, T const& h, unsigned sz, bool tight = false): l(l), h(h), sz(sz), tight(tight) {}
|
||||
interval_tpl() {}
|
||||
|
||||
bool invariant() const {
|
||||
return
|
||||
0 <= l && (l <= Base::bound(sz)) &&
|
||||
0 <= h && (h <= Base::bound(sz)) &&
|
||||
(!is_wrapped() || l != h + 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool is_full() const {
|
||||
return l == 0 && h == Base::bound(sz);
|
||||
}
|
||||
bool is_wrapped() const { return l > h; }
|
||||
bool is_singleton() const { return l == h; }
|
||||
|
||||
bool operator==(const interval_tpl<T, Base>& b) const {
|
||||
SASSERT(sz == b.sz);
|
||||
return l == b.l && h == b.h && tight == b.tight;
|
||||
}
|
||||
bool operator!=(const interval_tpl& b) const { return !(*this == b); }
|
||||
|
||||
bool implies(const interval_tpl<T, Base>& b) const {
|
||||
if (b.is_full())
|
||||
return true;
|
||||
else if (is_full())
|
||||
return false;
|
||||
else if (is_wrapped())
|
||||
// l >= b.l >= b.h >= h
|
||||
return b.is_wrapped() && h <= b.h && l >= b.l;
|
||||
else if (b.is_wrapped())
|
||||
// b.l > b.h >= h >= l
|
||||
// h >= l >= b.l > b.h
|
||||
return h <= b.h || l >= b.l;
|
||||
else
|
||||
return l >= b.l && h <= b.h;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// return false if intersection is unsat
|
||||
bool intersect(const interval_tpl<T, Base>& b, interval_tpl& result) const {
|
||||
if (is_full() || *this == b) {
|
||||
result = b;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
if (b.is_full()) {
|
||||
result = *this;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (is_wrapped()) {
|
||||
if (b.is_wrapped()) {
|
||||
if (h >= b.l)
|
||||
result = b;
|
||||
else if (b.h >= l)
|
||||
result = *this;
|
||||
else
|
||||
result = interval_tpl(std::max(l, b.l), std::min(h, b.h), sz);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
return b.intersect(*this, result);
|
||||
}
|
||||
else if (b.is_wrapped()) {
|
||||
// ... b.h ... l ... h ... b.l ..
|
||||
if (h < b.l && l > b.h)
|
||||
return false;
|
||||
// ... l ... b.l ... h ...
|
||||
if (h >= b.l && l <= b.h)
|
||||
result = b;
|
||||
else if (h >= b.l)
|
||||
result = interval_tpl(b.l, h, sz);
|
||||
else {
|
||||
// ... l .. b.h .. h .. b.l ...
|
||||
SASSERT(l <= b.h);
|
||||
result = interval_tpl(l, std::min(h, b.h), sz);
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
if (l > b.h || h < b.l)
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
// 0 .. l.. l' ... h ... h'
|
||||
result = interval_tpl(std::max(l, b.l), std::min(h, b.h), sz, tight && b.tight);
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// return false if negation is empty
|
||||
bool negate(interval_tpl<T, Base>& result) const {
|
||||
if (!tight)
|
||||
result = interval_tpl(Base::zero(), Base::bound(sz), sz, true);
|
||||
else if (is_full())
|
||||
return false;
|
||||
else if (l == 0 && Base::bound(sz) == h)
|
||||
result = interval_tpl(Base::zero(), Base::bound(sz), sz);
|
||||
else if (l == 0)
|
||||
result = interval_tpl(h + 1, Base::bound(sz), sz);
|
||||
else if (Base::bound(sz) == h)
|
||||
result = interval_tpl(Base::zero(), l - 1, sz);
|
||||
else
|
||||
result = interval_tpl(h + 1, l - 1, sz);
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct rinterval_base {
|
||||
static rational bound(unsigned sz) {
|
||||
return rational::power_of_two(sz) - 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static rational zero() { return rational::zero(); }
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct rinterval : public interval_tpl<rational, rinterval_base> {
|
||||
rinterval(rational const& l, rational const& h, unsigned sz, bool tight = false) {
|
||||
this->l = l; this->h = h; this->sz = sz; this->tight = tight;
|
||||
}
|
||||
rinterval() { l = 0; h = 0; tight = true; }
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct iinterval_base {
|
||||
static uint64_t bound(unsigned sz) { return uMaxInt(sz); }
|
||||
static uint64_t zero() { return 0; }
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct iinterval : public interval_tpl<uint64_t, iinterval_base> {
|
||||
iinterval(uint64_t l, uint64_t h, unsigned sz, bool tight = false) {
|
||||
this->l = l; this->h = h; this->sz = sz; this->tight = tight;
|
||||
}
|
||||
iinterval() { l = 0; h = 0; sz = 0; tight = true; }
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct interval {
|
||||
bool is_small = true;
|
||||
iinterval i;
|
||||
rinterval r;
|
||||
|
||||
interval() {}
|
||||
|
||||
interval(rational const& l, rational const& h, unsigned sz, bool tight = false) {
|
||||
if (sz <= 64) {
|
||||
is_small = true;
|
||||
i.l = l.get_uint64();
|
||||
i.h = h.get_uint64();
|
||||
i.tight = tight;
|
||||
i.sz = sz;
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
is_small = false;
|
||||
r.l = l;
|
||||
r.h = h;
|
||||
r.tight = tight;
|
||||
r.sz = sz;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned size() const {
|
||||
return is_small ? i.sz : r.sz;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool negate(interval& result) const {
|
||||
result.is_small = is_small;
|
||||
if (is_small)
|
||||
return i.negate(result.i);
|
||||
else
|
||||
return r.negate(result.r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool intersect(interval const& b, interval & result) const {
|
||||
result.is_small = is_small;
|
||||
SASSERT(b.is_small == is_small);
|
||||
if (is_small)
|
||||
return i.intersect(b.i, result.i);
|
||||
else
|
||||
return r.intersect(b.r, result.r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator==(interval const& other) const {
|
||||
SASSERT(is_small == other.is_small);
|
||||
return is_small ? i == other.i : r == other.r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator!=(interval const& other) const {
|
||||
return !(*this == other);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool is_singleton() const { return is_small ? i.is_singleton() : r.is_singleton(); }
|
||||
|
||||
bool is_full() const { return is_small ? i.is_full() : r.is_full(); }
|
||||
|
||||
bool tight() const { return is_small ? i.tight : r.tight; }
|
||||
|
||||
bool implies(const interval& b) const {
|
||||
SASSERT(is_small == b.is_small);
|
||||
return is_small ? i.implies(b.i) : r.implies(b.r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
rational lo() const { return is_small ? rational(i.l, rational::ui64()) : r.l; }
|
||||
rational hi() const { return is_small ? rational(i.h, rational::ui64()) : r.h; }
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
std::ostream& operator<<(std::ostream& o, const interval& I) {
|
||||
if (I.is_small)
|
||||
return o << "[" << I.i.l << ", " << I.i.h << "]";
|
||||
else
|
||||
return o << "[" << I.r.l << ", " << I.r.h << "]";
|
||||
}
|
||||
|
||||
struct undo_bound {
|
||||
expr* e = nullptr;
|
||||
interval b;
|
||||
bool fresh = false;
|
||||
undo_bound(expr* e, const interval& b, bool fresh) : e(e), b(b), fresh(fresh) {}
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct bv_bounds_base {
|
||||
typedef obj_map<expr, interval> map;
|
||||
typedef obj_map<expr, bool> expr_set;
|
||||
typedef obj_map<expr, unsigned> expr_cnt;
|
||||
|
||||
ast_manager& m;
|
||||
bv_util m_bv;
|
||||
vector<undo_bound> m_scopes;
|
||||
svector<expr_set*> m_expr_vars;
|
||||
svector<expr_cnt*> m_bound_exprs;
|
||||
map m_bound;
|
||||
bool m_propagate_eq = false;
|
||||
ptr_vector<expr> m_args;
|
||||
|
||||
bv_bounds_base(ast_manager& m):m(m), m_bv(m) {}
|
||||
|
||||
virtual ~bv_bounds_base() {
|
||||
for (auto* e : m_expr_vars)
|
||||
dealloc(e);
|
||||
for (auto* b : m_bound_exprs)
|
||||
dealloc(b);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool is_bound(expr *e, expr*& v, interval& b) const {
|
||||
rational r;
|
||||
expr *lhs = nullptr, *rhs = nullptr;
|
||||
unsigned sz;
|
||||
|
||||
if (m_bv.is_bv_ule(e, lhs, rhs)) {
|
||||
if (m_bv.is_numeral(lhs, r, sz)) { // C ule x <=> x uge C
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs))
|
||||
return false;
|
||||
b = interval(r, rational::power_of_two(sz) - 1, sz, true);
|
||||
v = rhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs, r, sz)) { // x ule C
|
||||
b = interval(rational::zero(), r, sz, true);
|
||||
v = lhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
// TBD: x + s <= x + q
|
||||
// x + s <= x
|
||||
// x <= x + q
|
||||
}
|
||||
else if (m_bv.is_bv_sle(e, lhs, rhs)) {
|
||||
if (m_bv.is_numeral(lhs, r, sz)) { // C sle x <=> x sge C
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs))
|
||||
return false;
|
||||
b = interval(r, rational::power_of_two(sz-1) - 1, sz, true);
|
||||
v = rhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs, r, sz)) { // x sle C
|
||||
b = interval(rational::power_of_two(sz-1), r, sz, true);
|
||||
v = lhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
// TBD: other cases for forbidden intervals
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_eq(e, lhs, rhs)) {
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs))
|
||||
std::swap(lhs, rhs);
|
||||
if (m_bv.is_numeral(rhs))
|
||||
return false;
|
||||
if (m_bv.is_numeral(lhs, r, sz)) {
|
||||
unsigned lo, hi;
|
||||
expr* rhs2;
|
||||
if (m_bv.is_extract(rhs, lo, hi, rhs2) && r == 0) {
|
||||
unsigned sz2 = m_bv.get_bv_size(rhs2);
|
||||
if (sz2 - 1 == hi) {
|
||||
b = interval(rational::zero(), rational::power_of_two(lo) - 1, sz2, false);
|
||||
v = rhs2;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
b = interval(r, r, sz, true);
|
||||
v = rhs;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool assert_expr_core(expr * t, bool sign) {
|
||||
while (m.is_not(t, t))
|
||||
sign = !sign;
|
||||
|
||||
interval b;
|
||||
expr* t1;
|
||||
if (is_bound(t, t1, b)) {
|
||||
SASSERT(m_bv.get_bv_size(t1) == b.size());
|
||||
SASSERT(!m_bv.is_numeral(t1));
|
||||
if (sign && !b.negate(b))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
TRACE("bv", tout << (sign?"(not ":"") << mk_pp(t, m) << (sign ? ")" : "") << ": " << mk_pp(t1, m) << " in " << b << "\n";);
|
||||
map::obj_map_entry* e = m_bound.find_core(t1);
|
||||
if (e) {
|
||||
interval& old = e->get_data().m_value;
|
||||
interval intr;
|
||||
if (!old.intersect(b, intr))
|
||||
return false;
|
||||
if (old == intr)
|
||||
return true;
|
||||
m_scopes.push_back(undo_bound(t1, old, false));
|
||||
old = intr;
|
||||
SASSERT(old.size() == m_bv.get_bv_size(t1));
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
SASSERT(b.size() == m_bv.get_bv_size(t1));
|
||||
m_bound.insert(t1, b);
|
||||
m_scopes.push_back(undo_bound(t1, interval(), true));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
//
|
||||
// x + q <= s <=> x not in [s - q + 1, -q[
|
||||
// <=> x in [-q, s - q], s != -1
|
||||
//
|
||||
// x in [lo, hi]
|
||||
// q = -lo
|
||||
// hi = s + lo => s = hi - lo
|
||||
// hi - lo != -1
|
||||
//
|
||||
|
||||
expr_ref mk_bound(expr* t, rational const& lo, rational const& hi) {
|
||||
sort* s = t->get_sort();
|
||||
|
||||
if (lo == hi + 1)
|
||||
return expr_ref(m.mk_true(), m);
|
||||
else
|
||||
return expr_ref(m_bv.mk_ule(m_bv.mk_bv_add(t, m_bv.mk_numeral(-lo, s)), m_bv.mk_numeral(hi - lo, s)), m);
|
||||
}
|
||||
|
||||
//
|
||||
// use interval information to rewrite sub-terms x to (0 ++ x[hi:0])
|
||||
// in other words, identify leading 0s.
|
||||
//
|
||||
bool zero_patch(expr* t, expr_ref& result) {
|
||||
if (!is_app(t))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
if (m_bv.is_extract(t))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
m_args.reset();
|
||||
bool simplified = false;
|
||||
interval b;
|
||||
for (expr* arg : *to_app(t)) {
|
||||
if (!m_bv.is_bv(arg)) {
|
||||
m_args.push_back(arg);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
if (!m_bv.is_extract(arg) && m_bound.find(arg, b)) {
|
||||
unsigned num_bits = b.hi().get_num_bits();
|
||||
unsigned bv_size = m_bv.get_bv_size(arg);
|
||||
if (0 < num_bits && num_bits < bv_size) {
|
||||
m_args.push_back(m_bv.mk_concat(m_bv.mk_zero(bv_size - num_bits),
|
||||
m_bv.mk_extract(num_bits - 1, 0, arg)));
|
||||
simplified = true;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
m_args.push_back(arg);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
m_args.push_back(arg);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (simplified) {
|
||||
result = m.mk_app(to_app(t)->get_decl(), m_args);
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool simplify_core(expr* t, expr_ref& result) {
|
||||
expr* t1;
|
||||
interval b;
|
||||
|
||||
if (m_bound.find(t, b) && b.is_singleton()) {
|
||||
result = m_bv.mk_numeral(b.lo(), m_bv.get_bv_size(t));
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (zero_patch(t, result))
|
||||
return result;
|
||||
|
||||
if (!m.is_bool(t))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
bool sign = false;
|
||||
while (m.is_not(t, t))
|
||||
sign = !sign;
|
||||
|
||||
if (!is_bound(t, t1, b))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
if (sign && b.tight()) {
|
||||
sign = false;
|
||||
if (!b.negate(b)) {
|
||||
result = m.mk_false();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
interval ctx, intr;
|
||||
result = nullptr;
|
||||
|
||||
if (b.is_full() && b.tight())
|
||||
result = m.mk_true();
|
||||
else if (!m_bound.find(t1, ctx)) {
|
||||
}
|
||||
else if (ctx.implies(b))
|
||||
result = m.mk_true();
|
||||
else if (!b.intersect(ctx, intr))
|
||||
result = m.mk_false();
|
||||
else if (m_propagate_eq && intr.is_singleton())
|
||||
result = m.mk_eq(t1, m_bv.mk_numeral(intr.lo(), t1->get_sort()));
|
||||
else if (false && intr != b)
|
||||
result = mk_bound(t1, intr.lo(), intr.hi());
|
||||
else {
|
||||
TRACE("bv", tout << mk_pp(t, m) << " b: " << b << " ctx: " << ctx << " intr " << intr << "\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
CTRACE("bv", result, tout << mk_pp(t, m) << " " << b << " (ctx: " << ctx << ") (intr: " << intr << "): " << result << "\n";);
|
||||
if (sign && result)
|
||||
result = m.mk_not(result);
|
||||
return result != nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// check if t contains v
|
||||
ptr_vector<expr> todo;
|
||||
bool contains(expr* t, expr* v) {
|
||||
ast_fast_mark1 mark;
|
||||
todo.push_back(t);
|
||||
while (!todo.empty()) {
|
||||
t = todo.back();
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
if (mark.is_marked(t))
|
||||
continue;
|
||||
if (t == v) {
|
||||
todo.reset();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
mark.mark(t);
|
||||
|
||||
if (!is_app(t))
|
||||
continue;
|
||||
app* a = to_app(t);
|
||||
todo.append(a->get_num_args(), a->get_args());
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool contains_bound(expr* t) {
|
||||
ast_fast_mark1 mark1;
|
||||
ast_fast_mark2 mark2;
|
||||
|
||||
todo.push_back(t);
|
||||
while (!todo.empty()) {
|
||||
t = todo.back();
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
if (mark1.is_marked(t)) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
mark1.mark(t);
|
||||
|
||||
if (!is_app(t)) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
interval b;
|
||||
expr* e;
|
||||
if (is_bound(t, e, b)) {
|
||||
if (mark2.is_marked(e)) {
|
||||
todo.reset();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
mark2.mark(e);
|
||||
if (m_bound.contains(e)) {
|
||||
todo.reset();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
app* a = to_app(t);
|
||||
todo.append(a->get_num_args(), a->get_args());
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void pop_core(unsigned num_scopes) {
|
||||
TRACE("bv", tout << "pop: " << num_scopes << "\n";);
|
||||
if (m_scopes.empty())
|
||||
return;
|
||||
unsigned target = m_scopes.size() - num_scopes;
|
||||
if (target == 0) {
|
||||
m_bound.reset();
|
||||
m_scopes.reset();
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
for (unsigned i = m_scopes.size(); i-- > target; ) {
|
||||
undo_bound& undo = m_scopes[i];
|
||||
SASSERT(m_bound.contains(undo.e));
|
||||
if (undo.fresh)
|
||||
m_bound.erase(undo.e);
|
||||
else
|
||||
m_bound.insert(undo.e, undo.b);
|
||||
}
|
||||
m_scopes.shrink(target);
|
||||
}
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
class bv_bounds_simplifier : public ctx_simplify_tactic::simplifier, public bv_bounds_base {
|
||||
class bv_bounds_simplifier : public ctx_simplify_tactic::simplifier, public bv::bv_bounds_base {
|
||||
params_ref m_params;
|
||||
|
||||
public:
|
||||
bv_bounds_simplifier(ast_manager& m, params_ref const& p) : bv_bounds_base(m), m_params(p) {
|
||||
bv_bounds_simplifier(ast_manager& m, params_ref const& p) : bv::bv_bounds_base(m), m_params(p) {
|
||||
updt_params(p);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
|
@ -608,7 +70,7 @@ namespace {
|
|||
return true;
|
||||
|
||||
expr* t1;
|
||||
interval b;
|
||||
bv::interval b;
|
||||
// skip common case: single bound constraint without any context for simplification
|
||||
if (is_bound(t, t1, b))
|
||||
return b.is_full() || m_bound.contains(t1);
|
||||
|
|
@ -629,56 +91,12 @@ namespace {
|
|||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
class dom_bv_bounds_simplifier : public dom_simplifier, public bv_bounds_base {
|
||||
params_ref m_params;
|
||||
|
||||
public:
|
||||
dom_bv_bounds_simplifier(ast_manager& m, params_ref const& p) : bv_bounds_base(m), m_params(p) {
|
||||
updt_params(p);
|
||||
}
|
||||
|
||||
~dom_bv_bounds_simplifier() override {
|
||||
}
|
||||
|
||||
void updt_params(params_ref const & p) override {
|
||||
m_propagate_eq = p.get_bool("propagate_eq", false);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void collect_param_descrs(param_descrs& r) override {
|
||||
r.insert("propagate-eq", CPK_BOOL, "propagate equalities from inequalities", "false");
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool assert_expr(expr * t, bool sign) override {
|
||||
return assert_expr_core(t, sign);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void operator()(expr_ref& r) override {
|
||||
expr_ref result(m);
|
||||
simplify_core(r, result);
|
||||
if (result)
|
||||
r = result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void pop(unsigned num_scopes) override {
|
||||
pop_core(num_scopes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
dom_simplifier * translate(ast_manager & m) override {
|
||||
return alloc(dom_bv_bounds_simplifier, m, m_params);
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned scope_level() const override {
|
||||
return m_scopes.size();
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
tactic * mk_bv_bounds_tactic(ast_manager & m, params_ref const & p) {
|
||||
return clean(alloc(ctx_simplify_tactic, m, alloc(bv_bounds_simplifier, m, p), p));
|
||||
}
|
||||
|
||||
tactic * mk_dom_bv_bounds_tactic(ast_manager & m, params_ref const & p) {
|
||||
return clean(alloc(dom_simplify_tactic, m, alloc(dom_bv_bounds_simplifier, m, p), p));
|
||||
tactic* mk_dom_bv_bounds_tactic(ast_manager& m, params_ref const& p) {
|
||||
return alloc(dependent_expr_state_tactic, m, p, mk_bv_bounds_simplifier);
|
||||
}
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -6,7 +6,6 @@ z3_add_component(core_tactics
|
|||
collect_statistics_tactic.cpp
|
||||
ctx_simplify_tactic.cpp
|
||||
der_tactic.cpp
|
||||
dom_simplify_tactic.cpp
|
||||
elim_term_ite_tactic.cpp
|
||||
elim_uncnstr_tactic.cpp
|
||||
euf_completion_tactic.cpp
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -1,613 +0,0 @@
|
|||
/*++
|
||||
Copyright (c) 2017 Microsoft Corporation
|
||||
|
||||
Module Name:
|
||||
|
||||
dom_simplify_tactic.cpp
|
||||
|
||||
Abstract:
|
||||
|
||||
Dominator-based context simplifer.
|
||||
|
||||
Author:
|
||||
|
||||
Nikolaj and Nuno
|
||||
|
||||
Notes:
|
||||
|
||||
--*/
|
||||
|
||||
|
||||
#include "ast/ast_util.h"
|
||||
#include "ast/ast_pp.h"
|
||||
#include "ast/ast_ll_pp.h"
|
||||
#include "tactic/core/dom_simplify_tactic.h"
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief compute a post-order traversal for e.
|
||||
Also populate the set of parents
|
||||
*/
|
||||
void expr_dominators::compute_post_order() {
|
||||
unsigned post_num = 0;
|
||||
SASSERT(m_post2expr.empty());
|
||||
SASSERT(m_expr2post.empty());
|
||||
ast_mark mark;
|
||||
ptr_vector<expr> todo;
|
||||
todo.push_back(m_root);
|
||||
while (!todo.empty()) {
|
||||
expr* e = todo.back();
|
||||
if (mark.is_marked(e)) {
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
if (is_app(e)) {
|
||||
app* a = to_app(e);
|
||||
bool done = true;
|
||||
for (expr* arg : *a) {
|
||||
if (!mark.is_marked(arg)) {
|
||||
todo.push_back(arg);
|
||||
done = false;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (done) {
|
||||
mark.mark(e, true);
|
||||
m_expr2post.insert(e, post_num++);
|
||||
m_post2expr.push_back(e);
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
for (expr* arg : *a) {
|
||||
add_edge(m_parents, arg, a);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
mark.mark(e, true);
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr* expr_dominators::intersect(expr* x, expr * y) {
|
||||
unsigned n1 = m_expr2post[x];
|
||||
unsigned n2 = m_expr2post[y];
|
||||
while (n1 != n2) {
|
||||
if (n1 < n2) {
|
||||
x = m_doms[x];
|
||||
n1 = m_expr2post[x];
|
||||
}
|
||||
else if (n1 > n2) {
|
||||
y = m_doms[y];
|
||||
n2 = m_expr2post[y];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
SASSERT(x == y);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool expr_dominators::compute_dominators() {
|
||||
expr * e = m_root;
|
||||
SASSERT(m_doms.empty());
|
||||
m_doms.insert(e, e);
|
||||
bool change = true;
|
||||
unsigned iterations = 1;
|
||||
while (change) {
|
||||
change = false;
|
||||
TRACE("simplify",
|
||||
for (auto & kv : m_doms) {
|
||||
tout << mk_bounded_pp(kv.m_key, m) << " |-> " << mk_bounded_pp(kv.m_value, m) << "\n";
|
||||
});
|
||||
|
||||
SASSERT(m_post2expr.empty() || m_post2expr.back() == e);
|
||||
for (unsigned i = 0; i + 1 < m_post2expr.size(); ++i) {
|
||||
expr * child = m_post2expr[i];
|
||||
ptr_vector<expr> const& p = m_parents[child];
|
||||
expr * new_idom = nullptr, *idom2 = nullptr;
|
||||
|
||||
for (expr * pred : p) {
|
||||
if (m_doms.contains(pred)) {
|
||||
new_idom = !new_idom ? pred : intersect(new_idom, pred);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (!new_idom) {
|
||||
m_doms.insert(child, p[0]);
|
||||
change = true;
|
||||
}
|
||||
else if (!m_doms.find(child, idom2) || idom2 != new_idom) {
|
||||
m_doms.insert(child, new_idom);
|
||||
change = true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
iterations *= 2;
|
||||
if (change && iterations > m_post2expr.size()) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void expr_dominators::extract_tree() {
|
||||
for (auto const& kv : m_doms) {
|
||||
add_edge(m_tree, kv.m_value, kv.m_key);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool expr_dominators::compile(expr * e) {
|
||||
reset();
|
||||
m_root = e;
|
||||
compute_post_order();
|
||||
if (!compute_dominators()) return false;
|
||||
extract_tree();
|
||||
TRACE("simplify", display(tout););
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool expr_dominators::compile(unsigned sz, expr * const* es) {
|
||||
expr_ref e(m.mk_and(sz, es), m);
|
||||
return compile(e);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void expr_dominators::reset() {
|
||||
m_expr2post.reset();
|
||||
m_post2expr.reset();
|
||||
m_parents.reset();
|
||||
m_doms.reset();
|
||||
m_tree.reset();
|
||||
m_root.reset();
|
||||
}
|
||||
|
||||
std::ostream& expr_dominators::display(std::ostream& out) {
|
||||
return display(out, 0, m_root);
|
||||
}
|
||||
|
||||
std::ostream& expr_dominators::display(std::ostream& out, unsigned indent, expr* r) {
|
||||
for (unsigned i = 0; i < indent; ++i) out << " ";
|
||||
out << r->get_id() << ": " << mk_bounded_pp(r, m, 1) << "\n";
|
||||
if (m_tree.contains(r)) {
|
||||
for (expr* child : m_tree[r]) {
|
||||
if (child != r)
|
||||
display(out, indent + 1, child);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return out;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// -----------------------
|
||||
// dom_simplify_tactic
|
||||
|
||||
dom_simplify_tactic::~dom_simplify_tactic() {
|
||||
dealloc(m_simplifier);
|
||||
}
|
||||
|
||||
tactic * dom_simplify_tactic::translate(ast_manager & m) {
|
||||
return alloc(dom_simplify_tactic, m, m_simplifier->translate(m), m_params);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void dom_simplify_tactic::operator()(goal_ref const & in, goal_ref_buffer & result) {
|
||||
tactic_report report("dom-simplify", *in.get());
|
||||
simplify_goal(*(in.get()));
|
||||
in->inc_depth();
|
||||
result.push_back(in.get());
|
||||
}
|
||||
|
||||
void dom_simplify_tactic::cleanup() {
|
||||
m_trail.reset();
|
||||
m_args.reset();
|
||||
m_result.reset();
|
||||
m_dominators.reset();
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr_ref dom_simplify_tactic::simplify_ite(app * ite) {
|
||||
expr_ref r(m);
|
||||
expr * c = nullptr, *t = nullptr, *e = nullptr;
|
||||
VERIFY(m.is_ite(ite, c, t, e));
|
||||
unsigned old_lvl = scope_level();
|
||||
expr_ref new_c = simplify_arg(c);
|
||||
if (m.is_true(new_c)) {
|
||||
r = simplify_arg(t);
|
||||
}
|
||||
else if (!assert_expr(new_c, false)) {
|
||||
r = simplify_arg(e);
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
for (expr * child : tree(ite))
|
||||
if (is_subexpr(child, t) && !is_subexpr(child, e))
|
||||
simplify_rec(child);
|
||||
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
expr_ref new_t = simplify_arg(t);
|
||||
reset_cache();
|
||||
if (!assert_expr(new_c, true)) {
|
||||
return new_t;
|
||||
}
|
||||
for (expr * child : tree(ite))
|
||||
if (is_subexpr(child, e) && !is_subexpr(child, t))
|
||||
simplify_rec(child);
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
expr_ref new_e = simplify_arg(e);
|
||||
|
||||
if (c == new_c && t == new_t && e == new_e) {
|
||||
r = ite;
|
||||
}
|
||||
else if (new_t == new_e) {
|
||||
r = new_t;
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
TRACE("simplify", tout << new_c << "\n" << new_t << "\n" << new_e << "\n";);
|
||||
r = m.mk_ite(new_c, new_t, new_e);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
reset_cache();
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr_ref dom_simplify_tactic::simplify_arg(expr * e) {
|
||||
expr_ref r(m);
|
||||
r = get_cached(e);
|
||||
(*m_simplifier)(r);
|
||||
CTRACE("simplify", e != r, tout << "depth: " << m_depth << " " << mk_pp(e, m) << " -> " << r << "\n";);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief simplify e recursively.
|
||||
*/
|
||||
expr_ref dom_simplify_tactic::simplify_rec(expr * e0) {
|
||||
expr_ref r(m);
|
||||
expr* e = nullptr;
|
||||
|
||||
if (!m_result.find(e0, e)) {
|
||||
e = e0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
++m_depth;
|
||||
if (m_depth > m_max_depth) {
|
||||
r = e;
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_ite(e)) {
|
||||
r = simplify_ite(to_app(e));
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_and(e)) {
|
||||
r = simplify_and(to_app(e));
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_or(e)) {
|
||||
r = simplify_or(to_app(e));
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_not(e)) {
|
||||
r = simplify_not(to_app(e));
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
for (expr * child : tree(e)) {
|
||||
if (child != e)
|
||||
simplify_rec(child);
|
||||
}
|
||||
if (is_app(e)) {
|
||||
m_args.reset();
|
||||
for (expr* arg : *to_app(e)) {
|
||||
// we don't have a way to distinguish between e.g.
|
||||
// ite(c, f(c), foo) (which should go to ite(c, f(true), foo))
|
||||
// from and(or(x, y), f(x)), where we do a "trial" with x=false
|
||||
// Trials are good for boolean formula simplification but not sound
|
||||
// for fn applications.
|
||||
m_args.push_back(m.is_bool(arg) ? arg : simplify_arg(arg));
|
||||
}
|
||||
r = m.mk_app(to_app(e)->get_decl(), m_args.size(), m_args.data());
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
r = e;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
CTRACE("simplify", e0 != r, tout << "depth before: " << m_depth << " " << mk_pp(e0, m) << " -> " << r << "\n";);
|
||||
(*m_simplifier)(r);
|
||||
cache(e0, r);
|
||||
CTRACE("simplify", e0 != r, tout << "depth: " << m_depth << " " << mk_pp(e0, m) << " -> " << r << "\n";);
|
||||
--m_depth;
|
||||
m_subexpr_cache.reset();
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr_ref dom_simplify_tactic::simplify_and_or(bool is_and, app * e) {
|
||||
expr_ref r(m);
|
||||
unsigned old_lvl = scope_level();
|
||||
|
||||
auto is_subexpr_arg = [&](expr * child, expr * except) {
|
||||
if (!is_subexpr(child, except))
|
||||
return false;
|
||||
for (expr * arg : *e) {
|
||||
if (arg != except && is_subexpr(child, arg))
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
};
|
||||
|
||||
expr_ref_vector args(m);
|
||||
|
||||
auto simp_arg = [&](expr* arg) {
|
||||
for (expr * child : tree(arg)) {
|
||||
if (is_subexpr_arg(child, arg)) {
|
||||
simplify_rec(child);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
r = simplify_arg(arg);
|
||||
args.push_back(r);
|
||||
if (!assert_expr(r, !is_and)) {
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
r = is_and ? m.mk_false() : m.mk_true();
|
||||
reset_cache();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
};
|
||||
|
||||
if (m_forward) {
|
||||
for (expr * arg : *e) {
|
||||
if (simp_arg(arg))
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
for (unsigned i = e->get_num_args(); i-- > 0; ) {
|
||||
if (simp_arg(e->get_arg(i)))
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
args.reverse();
|
||||
}
|
||||
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
reset_cache();
|
||||
return { is_and ? mk_and(args) : mk_or(args), m };
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr_ref dom_simplify_tactic::simplify_not(app * e) {
|
||||
expr *ee;
|
||||
ENSURE(m.is_not(e, ee));
|
||||
unsigned old_lvl = scope_level();
|
||||
expr_ref t = simplify_rec(ee);
|
||||
pop(scope_level() - old_lvl);
|
||||
reset_cache();
|
||||
return mk_not(t);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
bool dom_simplify_tactic::init(goal& g) {
|
||||
expr_ref_vector args(m);
|
||||
unsigned sz = g.size();
|
||||
for (unsigned i = 0; i < sz; ++i) args.push_back(g.form(i));
|
||||
expr_ref fml = mk_and(args);
|
||||
m_result.reset();
|
||||
m_trail.reset();
|
||||
return m_dominators.compile(fml);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void dom_simplify_tactic::simplify_goal(goal& g) {
|
||||
|
||||
SASSERT(scope_level() == 0);
|
||||
bool change = true;
|
||||
unsigned n = 0;
|
||||
m_depth = 0;
|
||||
while (change && n < 10) {
|
||||
change = false;
|
||||
++n;
|
||||
|
||||
// go forwards
|
||||
m_forward = true;
|
||||
if (!init(g)) return;
|
||||
unsigned sz = g.size();
|
||||
for (unsigned i = 0; !g.inconsistent() && i < sz; ++i) {
|
||||
expr_ref r = simplify_rec(g.form(i));
|
||||
if (i < sz - 1 && !m.is_true(r) && !m.is_false(r) && !g.dep(i) && !g.proofs_enabled() && !assert_expr(r, false)) {
|
||||
r = m.mk_false();
|
||||
}
|
||||
CTRACE("simplify", r != g.form(i), tout << r << " " << mk_pp(g.form(i), m) << "\n";);
|
||||
change |= r != g.form(i);
|
||||
proof_ref new_pr(m);
|
||||
if (g.proofs_enabled() && g.pr(i)) {
|
||||
new_pr = m.mk_modus_ponens(g.pr(i), m.mk_rewrite(g.form(i), r));
|
||||
}
|
||||
g.update(i, r, new_pr, g.dep(i));
|
||||
}
|
||||
pop(scope_level());
|
||||
|
||||
// go backwards
|
||||
m_forward = false;
|
||||
if (!init(g)) return;
|
||||
sz = g.size();
|
||||
for (unsigned i = sz; !g.inconsistent() && i > 0; ) {
|
||||
--i;
|
||||
expr_ref r = simplify_rec(g.form(i));
|
||||
if (i > 0 && !m.is_true(r) && !m.is_false(r) && !g.dep(i) && !g.proofs_enabled() && !assert_expr(r, false)) {
|
||||
r = m.mk_false();
|
||||
}
|
||||
change |= r != g.form(i);
|
||||
CTRACE("simplify", r != g.form(i), tout << r << " " << mk_pp(g.form(i), m) << "\n";);
|
||||
proof_ref new_pr(m);
|
||||
if (g.proofs_enabled() && g.pr(i)) {
|
||||
new_pr = m.mk_rewrite(g.form(i), r);
|
||||
new_pr = m.mk_modus_ponens(g.pr(i), new_pr);
|
||||
}
|
||||
g.update(i, r, new_pr, g.dep(i));
|
||||
}
|
||||
pop(scope_level());
|
||||
}
|
||||
SASSERT(scope_level() == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief determine if a is dominated by b.
|
||||
Walk the immediate dominators of a upwards until hitting b or a term that is deeper than b.
|
||||
Save intermediary results in a cache to avoid recomputations.
|
||||
*/
|
||||
|
||||
bool dom_simplify_tactic::is_subexpr(expr * a, expr * b) {
|
||||
if (a == b)
|
||||
return true;
|
||||
|
||||
bool r;
|
||||
if (m_subexpr_cache.find(a, b, r))
|
||||
return r;
|
||||
|
||||
if (get_depth(a) >= get_depth(b)) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
SASSERT(a != idom(a) && get_depth(idom(a)) > get_depth(a));
|
||||
r = is_subexpr(idom(a), b);
|
||||
m_subexpr_cache.insert(a, b, r);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ptr_vector<expr> const & dom_simplify_tactic::tree(expr * e) {
|
||||
if (auto p = m_dominators.get_tree().find_core(e))
|
||||
return p->get_data().get_value();
|
||||
return m_empty;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// ---------------------
|
||||
// expr_substitution_simplifier
|
||||
namespace {
|
||||
|
||||
class expr_substitution_simplifier : public dom_simplifier {
|
||||
ast_manager& m;
|
||||
expr_substitution m_subst;
|
||||
scoped_expr_substitution m_scoped_substitution;
|
||||
obj_map<expr, unsigned> m_expr2depth;
|
||||
expr_ref_vector m_trail;
|
||||
|
||||
// move from asserted_formulas to here..
|
||||
void compute_depth(expr* e) {
|
||||
ptr_vector<expr> todo;
|
||||
todo.push_back(e);
|
||||
while (!todo.empty()) {
|
||||
e = todo.back();
|
||||
unsigned d = 0;
|
||||
if (m_expr2depth.contains(e)) {
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
if (is_app(e)) {
|
||||
app* a = to_app(e);
|
||||
bool visited = true;
|
||||
for (expr* arg : *a) {
|
||||
unsigned d1 = 0;
|
||||
if (m_expr2depth.find(arg, d1)) {
|
||||
d = std::max(d, d1);
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
visited = false;
|
||||
todo.push_back(arg);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (!visited) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
m_expr2depth.insert(e, d + 1);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool is_gt(expr* lhs, expr* rhs) {
|
||||
if (lhs == rhs) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
if (m.is_value(rhs)) {
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
SASSERT(is_ground(lhs) && is_ground(rhs));
|
||||
if (depth(lhs) > depth(rhs)) {
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
if (depth(lhs) == depth(rhs) && is_app(lhs) && is_app(rhs)) {
|
||||
app* l = to_app(lhs);
|
||||
app* r = to_app(rhs);
|
||||
if (l->get_decl()->get_id() != r->get_decl()->get_id()) {
|
||||
return l->get_decl()->get_id() > r->get_decl()->get_id();
|
||||
}
|
||||
if (l->get_num_args() != r->get_num_args()) {
|
||||
return l->get_num_args() > r->get_num_args();
|
||||
}
|
||||
for (unsigned i = 0; i < l->get_num_args(); ++i) {
|
||||
if (l->get_arg(i) != r->get_arg(i)) {
|
||||
return is_gt(l->get_arg(i), r->get_arg(i));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
UNREACHABLE();
|
||||
}
|
||||
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned depth(expr* e) { return m_expr2depth[e]; }
|
||||
|
||||
public:
|
||||
expr_substitution_simplifier(ast_manager& m): m(m), m_subst(m), m_scoped_substitution(m_subst), m_trail(m) {}
|
||||
|
||||
void updt_params(params_ref const & p) override {}
|
||||
|
||||
void collect_param_descrs(param_descrs& r) override {}
|
||||
|
||||
bool assert_expr(expr * t, bool sign) override {
|
||||
expr* tt;
|
||||
if (m.is_not(t, tt))
|
||||
return assert_expr(tt, !sign);
|
||||
if (m.is_false(t))
|
||||
return sign;
|
||||
if (m.is_true(t))
|
||||
return !sign;
|
||||
|
||||
TRACE("simplify", tout << t->get_id() << ": " << mk_bounded_pp(t, m) << " " << (sign?" - neg":" - pos") << "\n";);
|
||||
|
||||
m_scoped_substitution.push();
|
||||
if (!sign) {
|
||||
update_substitution(t, nullptr);
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
expr_ref nt(m.mk_not(t), m);
|
||||
update_substitution(nt, nullptr);
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void update_substitution(expr* n, proof* pr) {
|
||||
expr* lhs, *rhs, *n1;
|
||||
if (is_ground(n) && m.is_eq(n, lhs, rhs)) {
|
||||
compute_depth(lhs);
|
||||
compute_depth(rhs);
|
||||
m_trail.push_back(lhs);
|
||||
m_trail.push_back(rhs);
|
||||
if (is_gt(lhs, rhs)) {
|
||||
TRACE("propagate_values", tout << "insert " << mk_pp(lhs, m) << " -> " << mk_pp(rhs, m) << "\n";);
|
||||
m_scoped_substitution.insert(lhs, rhs, pr);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
if (is_gt(rhs, lhs)) {
|
||||
TRACE("propagate_values", tout << "insert " << mk_pp(rhs, m) << " -> " << mk_pp(lhs, m) << "\n";);
|
||||
m_scoped_substitution.insert(rhs, lhs, m.mk_symmetry(pr));
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
TRACE("propagate_values", tout << "incompatible " << mk_pp(n, m) << "\n";);
|
||||
}
|
||||
if (m.is_not(n, n1)) {
|
||||
m_scoped_substitution.insert(n1, m.mk_false(), m.mk_iff_false(pr));
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
m_scoped_substitution.insert(n, m.mk_true(), m.mk_iff_true(pr));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void operator()(expr_ref& r) override { r = m_scoped_substitution.find(r); }
|
||||
|
||||
void pop(unsigned num_scopes) override { m_scoped_substitution.pop(num_scopes); }
|
||||
|
||||
unsigned scope_level() const override { return m_scoped_substitution.scope_level(); }
|
||||
|
||||
dom_simplifier * translate(ast_manager & m) override {
|
||||
SASSERT(m_subst.empty());
|
||||
return alloc(expr_substitution_simplifier, m);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
tactic * mk_dom_simplify_tactic(ast_manager & m, params_ref const & p) {
|
||||
return clean(alloc(dom_simplify_tactic, m, alloc(expr_substitution_simplifier, m), p));
|
||||
}
|
||||
|
|
@ -44,130 +44,15 @@ tree are visited. Since the paths selected by the dominator trees are limited, t
|
|||
|
||||
#include "ast/ast.h"
|
||||
#include "ast/expr_substitution.h"
|
||||
#include "ast/rewriter/dom_simplifier.h"
|
||||
#include "tactic/tactic.h"
|
||||
#include "tactic/tactical.h"
|
||||
#include "util/obj_pair_hashtable.h"
|
||||
#include "tactic/dependent_expr_state_tactic.h"
|
||||
#include "ast/simplifiers/dominator_simplifier.h"
|
||||
|
||||
|
||||
class expr_dominators {
|
||||
public:
|
||||
typedef obj_map<expr, ptr_vector<expr>> tree_t;
|
||||
private:
|
||||
ast_manager& m;
|
||||
expr_ref m_root;
|
||||
obj_map<expr, unsigned> m_expr2post; // reverse post-order number
|
||||
ptr_vector<expr> m_post2expr;
|
||||
tree_t m_parents;
|
||||
obj_map<expr, expr*> m_doms;
|
||||
tree_t m_tree;
|
||||
|
||||
void add_edge(tree_t& tree, expr * src, expr* dst) {
|
||||
tree.insert_if_not_there(src, ptr_vector<expr>()).push_back(dst);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void compute_post_order();
|
||||
expr* intersect(expr* x, expr * y);
|
||||
bool compute_dominators();
|
||||
void extract_tree();
|
||||
|
||||
std::ostream& display(std::ostream& out, unsigned indent, expr* r);
|
||||
|
||||
public:
|
||||
expr_dominators(ast_manager& m): m(m), m_root(m) {}
|
||||
|
||||
bool compile(expr * e);
|
||||
bool compile(unsigned sz, expr * const* es);
|
||||
tree_t const& get_tree() { return m_tree; }
|
||||
void reset();
|
||||
expr* idom(expr *e) const { return m_doms[e]; }
|
||||
|
||||
std::ostream& display(std::ostream& out);
|
||||
};
|
||||
|
||||
class dom_simplifier {
|
||||
public:
|
||||
virtual ~dom_simplifier() = default;
|
||||
/**
|
||||
\brief assert_expr performs an implicit push
|
||||
*/
|
||||
virtual bool assert_expr(expr * t, bool sign) = 0;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief apply simplification.
|
||||
*/
|
||||
virtual void operator()(expr_ref& r) = 0;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
\brief pop scopes accumulated from assertions.
|
||||
*/
|
||||
virtual void pop(unsigned num_scopes) = 0;
|
||||
|
||||
virtual dom_simplifier * translate(ast_manager & m) = 0;
|
||||
|
||||
virtual unsigned scope_level() const = 0;
|
||||
|
||||
virtual void updt_params(params_ref const & p) = 0;
|
||||
|
||||
virtual void collect_param_descrs(param_descrs& r) = 0;
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
class dom_simplify_tactic : public tactic {
|
||||
ast_manager& m;
|
||||
dom_simplifier* m_simplifier;
|
||||
params_ref m_params;
|
||||
expr_ref_vector m_trail, m_args;
|
||||
obj_map<expr, expr*> m_result;
|
||||
expr_dominators m_dominators;
|
||||
unsigned m_depth;
|
||||
unsigned m_max_depth;
|
||||
ptr_vector<expr> m_empty;
|
||||
obj_pair_map<expr, expr, bool> m_subexpr_cache;
|
||||
bool m_forward;
|
||||
|
||||
expr_ref simplify_rec(expr* t);
|
||||
expr_ref simplify_arg(expr* t);
|
||||
expr_ref simplify_ite(app * ite);
|
||||
expr_ref simplify_and(app * e) { return simplify_and_or(true, e); }
|
||||
expr_ref simplify_or(app * e) { return simplify_and_or(false, e); }
|
||||
expr_ref simplify_and_or(bool is_and, app * e);
|
||||
expr_ref simplify_not(app * e);
|
||||
void simplify_goal(goal& g);
|
||||
|
||||
bool is_subexpr(expr * a, expr * b);
|
||||
|
||||
expr_ref get_cached(expr* t) { expr* r = nullptr; if (!m_result.find(t, r)) r = t; return expr_ref(r, m); }
|
||||
void cache(expr *t, expr* r) { m_result.insert(t, r); m_trail.push_back(r); }
|
||||
void reset_cache() { m_result.reset(); }
|
||||
|
||||
ptr_vector<expr> const & tree(expr * e);
|
||||
expr* idom(expr *e) const { return m_dominators.idom(e); }
|
||||
|
||||
unsigned scope_level() { return m_simplifier->scope_level(); }
|
||||
void pop(unsigned n) { SASSERT(n <= m_simplifier->scope_level()); m_simplifier->pop(n); }
|
||||
bool assert_expr(expr* f, bool sign) { return m_simplifier->assert_expr(f, sign); }
|
||||
|
||||
bool init(goal& g);
|
||||
|
||||
public:
|
||||
dom_simplify_tactic(ast_manager & m, dom_simplifier* s, params_ref const & p = params_ref()):
|
||||
m(m), m_simplifier(s), m_params(p),
|
||||
m_trail(m), m_args(m),
|
||||
m_dominators(m), m_depth(0), m_max_depth(1024), m_forward(true) {}
|
||||
|
||||
~dom_simplify_tactic() override;
|
||||
|
||||
char const* name() const override { return "dom_simplify"; }
|
||||
|
||||
tactic * translate(ast_manager & m) override;
|
||||
void updt_params(params_ref const & p) override { m_simplifier->updt_params(p); }
|
||||
void collect_param_descrs(param_descrs & r) override { m_simplifier->collect_param_descrs(r); }
|
||||
void operator()(goal_ref const & in, goal_ref_buffer & result) override;
|
||||
void cleanup() override;
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
tactic * mk_dom_simplify_tactic(ast_manager & m, params_ref const & p = params_ref());
|
||||
inline tactic* mk_dom_simplify_tactic(ast_manager& m, params_ref const& p) {
|
||||
return alloc(dependent_expr_state_tactic, m, p,
|
||||
[](auto& m, auto& p, auto& s) -> dependent_expr_simplifier* { return alloc(dominator_simplifier, m, s, mk_expr_substitution_simplifier(m), p); });
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
ADD_TACTIC("dom-simplify", "apply dominator simplification rules.", "mk_dom_simplify_tactic(m, p)")
|
||||
|
|
|
|||
Loading…
Add table
Add a link
Reference in a new issue