mirror of
https://github.com/Z3Prover/z3
synced 2025-06-03 21:01:22 +00:00
fix regression for simplifying tails with quantifiers, add some more handling for quantified tails
Signed-off-by: Nikolaj Bjorner <nbjorner@microsoft.com>
This commit is contained in:
parent
692593baaa
commit
2d1a6bf270
10 changed files with 888 additions and 627 deletions
|
@ -2637,12 +2637,13 @@ proof * ast_manager::mk_unit_resolution(unsigned num_proofs, proof * const * pro
|
||||||
ptr_buffer<expr> args;
|
ptr_buffer<expr> args;
|
||||||
args.append(num_proofs, (expr**) proofs);
|
args.append(num_proofs, (expr**) proofs);
|
||||||
expr * fact;
|
expr * fact;
|
||||||
expr const * f1 = get_fact(proofs[0]);
|
expr * f1 = get_fact(proofs[0]);
|
||||||
expr const * f2 = get_fact(proofs[1]);
|
expr * f2 = get_fact(proofs[1]);
|
||||||
if (num_proofs == 2 && is_complement(f1, f2)) {
|
if (num_proofs == 2 && is_complement(f1, f2)) {
|
||||||
fact = mk_false();
|
fact = mk_false();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else {
|
else {
|
||||||
|
CTRACE("mk_unit_resolution_bug", !is_or(f1), tout << mk_pp(f1, *this) << " " << mk_pp(f2, *this) << "\n";);
|
||||||
SASSERT(is_or(f1));
|
SASSERT(is_or(f1));
|
||||||
ptr_buffer<expr> new_lits;
|
ptr_buffer<expr> new_lits;
|
||||||
app const * cls = to_app(f1);
|
app const * cls = to_app(f1);
|
||||||
|
|
|
@ -1769,7 +1769,7 @@ namespace datalog {
|
||||||
if (use_fixedpoint_extensions) {
|
if (use_fixedpoint_extensions) {
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < num_queries; ++i) {
|
for (unsigned i = 0; i < num_queries; ++i) {
|
||||||
out << "(query ";
|
out << "(query ";
|
||||||
PP(queries[i]);
|
PP(queries[i]);
|
||||||
out << ")\n";
|
out << ")\n";
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -463,7 +463,7 @@ namespace datalog {
|
||||||
|
|
||||||
if (r->has_quantifiers()) {
|
if (r->has_quantifiers()) {
|
||||||
res = r;
|
res = r;
|
||||||
return false;
|
return true;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
start:
|
start:
|
||||||
|
|
|
@ -191,6 +191,11 @@ namespace datalog {
|
||||||
scoped_coarse_proof(ast_manager& m): scoped_proof_mode(m, PGM_COARSE) {}
|
scoped_coarse_proof(ast_manager& m): scoped_proof_mode(m, PGM_COARSE) {}
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
class scoped_fine_proof : public scoped_proof_mode {
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
scoped_fine_proof(ast_manager& m): scoped_proof_mode(m, PGM_FINE) {}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
class scoped_no_proof : public scoped_proof_mode {
|
class scoped_no_proof : public scoped_proof_mode {
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
scoped_no_proof(ast_manager& m): scoped_proof_mode(m, PGM_DISABLED) {}
|
scoped_no_proof(ast_manager& m): scoped_proof_mode(m, PGM_DISABLED) {}
|
||||||
|
|
102
src/muz_qe/expr_safe_replace.cpp
Normal file
102
src/muz_qe/expr_safe_replace.cpp
Normal file
|
@ -0,0 +1,102 @@
|
||||||
|
/*++
|
||||||
|
Copyright (c) 2012 Microsoft Corporation
|
||||||
|
|
||||||
|
Module Name:
|
||||||
|
|
||||||
|
expr_safe_replace.cpp
|
||||||
|
|
||||||
|
Abstract:
|
||||||
|
|
||||||
|
Version of expr_replace/expr_substitution that is safe for quantifiers.
|
||||||
|
|
||||||
|
Author:
|
||||||
|
|
||||||
|
Nikolaj Bjorner (nbjorner) 2012-11-30
|
||||||
|
|
||||||
|
Revision History:
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
--*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "expr_safe_replace.h"
|
||||||
|
#include "rewriter.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void expr_safe_replace::insert(expr* src, expr* dst) {
|
||||||
|
m_src.push_back(src);
|
||||||
|
m_dst.push_back(dst);
|
||||||
|
m_subst.insert(src, dst);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void expr_safe_replace::operator()(expr* e, expr_ref& res) {
|
||||||
|
obj_map<expr,expr*> cache;
|
||||||
|
ptr_vector<expr> todo, args;
|
||||||
|
expr_ref_vector refs(m);
|
||||||
|
todo.push_back(e);
|
||||||
|
expr* a, *b, *d;
|
||||||
|
todo.push_back(e);
|
||||||
|
|
||||||
|
while (!todo.empty()) {
|
||||||
|
a = todo.back();
|
||||||
|
if (cache.contains(a)) {
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (m_subst.find(a, b)) {
|
||||||
|
cache.insert(a, b);
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (is_var(a)) {
|
||||||
|
cache.insert(a, a);
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (is_app(a)) {
|
||||||
|
app* c = to_app(a);
|
||||||
|
unsigned n = c->get_num_args();
|
||||||
|
args.reset();
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < n; ++i) {
|
||||||
|
if (cache.find(c->get_arg(i), d)) {
|
||||||
|
args.push_back(d);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
todo.push_back(c->get_arg(i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (args.size() == n) {
|
||||||
|
b = m.mk_app(c->get_decl(), args.size(), args.c_ptr());
|
||||||
|
refs.push_back(b);
|
||||||
|
cache.insert(a, b);
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
SASSERT(is_quantifier(a));
|
||||||
|
quantifier* q = to_quantifier(a);
|
||||||
|
expr_safe_replace replace(m);
|
||||||
|
var_shifter shift(m);
|
||||||
|
expr_ref new_body(m), src(m), dst(m), tmp(m);
|
||||||
|
expr_ref_vector pats(m), nopats(m);
|
||||||
|
unsigned num_decls = q->get_num_decls();
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < m_src.size(); ++i) {
|
||||||
|
shift(m_src[i].get(), num_decls, src);
|
||||||
|
shift(m_dst[i].get(), num_decls, dst);
|
||||||
|
replace.insert(src, dst);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
unsigned np = q->get_num_patterns();
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < np; ++i) {
|
||||||
|
replace(q->get_pattern(i), tmp);
|
||||||
|
pats.push_back(tmp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
np = q->get_num_no_patterns();
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < np; ++i) {
|
||||||
|
replace(q->get_no_pattern(i), tmp);
|
||||||
|
nopats.push_back(tmp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
replace(q->get_expr(), new_body);
|
||||||
|
b = m.update_quantifier(q, pats.size(), pats.c_ptr(), nopats.size(), nopats.c_ptr(), new_body);
|
||||||
|
refs.push_back(b);
|
||||||
|
cache.insert(a, b);
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
res = cache.find(e);
|
||||||
|
}
|
43
src/muz_qe/expr_safe_replace.h
Normal file
43
src/muz_qe/expr_safe_replace.h
Normal file
|
@ -0,0 +1,43 @@
|
||||||
|
/*++
|
||||||
|
Copyright (c) 2012 Microsoft Corporation
|
||||||
|
|
||||||
|
Module Name:
|
||||||
|
|
||||||
|
expr_safe_replace.h
|
||||||
|
|
||||||
|
Abstract:
|
||||||
|
|
||||||
|
Version of expr_replace/expr_substitution that is safe for quantifiers.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
Author:
|
||||||
|
|
||||||
|
Nikolaj Bjorner (nbjorner) 2012-11-30
|
||||||
|
|
||||||
|
Revision History:
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
--*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef __EXPR_SAFE_REPLACE_H__
|
||||||
|
#define __EXPR_SAFE_REPLACE_H__
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "ast.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
class expr_safe_replace {
|
||||||
|
ast_manager& m;
|
||||||
|
expr_ref_vector m_src;
|
||||||
|
expr_ref_vector m_dst;
|
||||||
|
obj_map<expr, expr*> m_subst;
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
expr_safe_replace(ast_manager& m): m(m), m_src(m), m_dst(m) {}
|
||||||
|
|
||||||
|
void insert(expr* src, expr* dst);
|
||||||
|
|
||||||
|
void operator()(expr_ref& e) { (*this)(e.get(), e); }
|
||||||
|
|
||||||
|
void operator()(expr* src, expr_ref& e);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif /* __EXPR_SAFE_REPLACE_H__ */
|
|
@ -27,6 +27,9 @@ Revision History:
|
||||||
#include "ast_smt_pp.h"
|
#include "ast_smt_pp.h"
|
||||||
#include "expr_abstract.h"
|
#include "expr_abstract.h"
|
||||||
#include "dl_mk_extract_quantifiers.h"
|
#include "dl_mk_extract_quantifiers.h"
|
||||||
|
#include "qe_lite.h"
|
||||||
|
#include "well_sorted.h"
|
||||||
|
#include "expr_safe_replace.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace pdr {
|
namespace pdr {
|
||||||
|
@ -49,6 +52,12 @@ namespace pdr {
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
quantifier_model_checker::~quantifier_model_checker() {
|
||||||
|
obj_map<func_decl,expr*>::iterator it = m_reachable.begin(), end = m_reachable.end();
|
||||||
|
for (; it != end; ++it) {
|
||||||
|
m.dec_ref(it->m_value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void quantifier_model_checker::generalize_binding(expr_ref_vector const& binding, vector<expr_ref_vector>& bindings) {
|
void quantifier_model_checker::generalize_binding(expr_ref_vector const& binding, vector<expr_ref_vector>& bindings) {
|
||||||
expr_ref_vector new_binding(m);
|
expr_ref_vector new_binding(m);
|
||||||
|
@ -193,13 +202,12 @@ namespace pdr {
|
||||||
|
|
||||||
bool quantifier_model_checker::find_instantiations_proof_based(quantifier_ref_vector const& qs, unsigned level) {
|
bool quantifier_model_checker::find_instantiations_proof_based(quantifier_ref_vector const& qs, unsigned level) {
|
||||||
bool found_instance = false;
|
bool found_instance = false;
|
||||||
TRACE("pdr", tout << mk_pp(m_A,m) << "\n";);
|
|
||||||
|
|
||||||
datalog::scoped_coarse_proof _scp(m);
|
datalog::scoped_fine_proof _scp(m);
|
||||||
|
|
||||||
expr_ref_vector fmls(m);
|
expr_ref_vector fmls(m);
|
||||||
front_end_params fparams;
|
front_end_params fparams;
|
||||||
fparams.m_proof_mode = PGM_COARSE;
|
fparams.m_proof_mode = PGM_FINE;
|
||||||
fparams.m_mbqi = true;
|
fparams.m_mbqi = true;
|
||||||
|
|
||||||
fmls.push_back(m_A.get());
|
fmls.push_back(m_A.get());
|
||||||
|
@ -209,15 +217,20 @@ namespace pdr {
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) {
|
for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) {
|
||||||
tout << mk_pp(fmls[i].get(), m) << "\n";
|
tout << mk_pp(fmls[i].get(), m) << "\n";
|
||||||
});
|
});
|
||||||
|
|
||||||
smt::kernel solver(m, fparams);
|
smt::kernel solver(m, fparams);
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) {
|
for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) {
|
||||||
solver.assert_expr(fmls[i].get());
|
solver.assert_expr(fmls[i].get());
|
||||||
}
|
}
|
||||||
lbool result = solver.check();
|
lbool result = solver.check();
|
||||||
|
|
||||||
|
TRACE("pdr", tout << result << "\n";);
|
||||||
|
|
||||||
if (result != l_false) {
|
if (result != l_false) {
|
||||||
TRACE("pdr", tout << result << "\n";);
|
return false;
|
||||||
return found_instance;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
m_rules_model_check = false;
|
||||||
|
|
||||||
map<symbol, quantifier*, symbol_hash_proc, symbol_eq_proc> qid_map;
|
map<symbol, quantifier*, symbol_hash_proc, symbol_eq_proc> qid_map;
|
||||||
quantifier* q;
|
quantifier* q;
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < qs.size(); ++i) {
|
for (unsigned i = 0; i < qs.size(); ++i) {
|
||||||
|
@ -234,8 +247,7 @@ namespace pdr {
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < collector.size(); ++i) {
|
for (unsigned i = 0; i < collector.size(); ++i) {
|
||||||
symbol qid = quants[i]->get_qid();
|
symbol qid = quants[i]->get_qid();
|
||||||
if (!qid_map.find(qid, q)) {
|
if (!qid_map.find(qid, q)) {
|
||||||
TRACE("pdr", tout << "Could not find quantifier "
|
TRACE("pdr", tout << "Could not find quantifier " << mk_pp(quants[i], m) << "\n";);
|
||||||
<< mk_pp(quants[i], m) << "\n";);
|
|
||||||
continue;
|
continue;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
expr_ref_vector const& binding = collector.bindings()[i];
|
expr_ref_vector const& binding = collector.bindings()[i];
|
||||||
|
@ -256,8 +268,43 @@ namespace pdr {
|
||||||
return found_instance;
|
return found_instance;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
/**
|
||||||
Given node:
|
For under-approximations:
|
||||||
|
|
||||||
|
m_reachable: set of reachable states, per predicate
|
||||||
|
|
||||||
|
rules: P(x) :- B[x,y] & Fa z . Q(y,z)
|
||||||
|
Q(y,z) :- C[y,z,u] & Fa w . R(u,w)
|
||||||
|
|
||||||
|
qis: Fa z . Q(y,z)
|
||||||
|
|
||||||
|
M: model satisfying P(x) & B[x,y]
|
||||||
|
|
||||||
|
B'[x,y]: body with reachable states substituted for predicates.
|
||||||
|
|
||||||
|
Q'[y,z]: reachable states substituted for Q.
|
||||||
|
|
||||||
|
S'[x]: Ex y . B'[x,y] & Fa z . Q'[y, z]
|
||||||
|
|
||||||
|
Method:
|
||||||
|
|
||||||
|
1. M |= Fa z . Q'[y, z] => done
|
||||||
|
|
||||||
|
Weaker variant:
|
||||||
|
Check B[x,y] & Fa z . Q'[y, z] for consistency.
|
||||||
|
|
||||||
|
2. Otherwise, extract instantiations.
|
||||||
|
|
||||||
|
3. Update reachable (for next round):
|
||||||
|
|
||||||
|
Q'[y,z] := Q'[y,z] \/ C'[y,z,u] & Fa w . R'(u,w)
|
||||||
|
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
For over-approximations:
|
||||||
|
|
||||||
- pt - predicate transformer for rule:
|
- pt - predicate transformer for rule:
|
||||||
P(x) :- Body1(x,y) || Body2(x,z) & (Fa u . Q(u,x,z)).
|
P(x) :- Body1(x,y) || Body2(x,z) & (Fa u . Q(u,x,z)).
|
||||||
|
@ -267,22 +314,201 @@ namespace pdr {
|
||||||
|
|
||||||
- A := node.state(x) && Body2(x,y)
|
- A := node.state(x) && Body2(x,y)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
- Bs := array of Bs of the form:
|
- Bs := array of Bs of the form:
|
||||||
. Fa u . Q(u, P_x, P_y) - instantiate quantifier to P variables.
|
. Fa u . Q(u, P_x, P_y) - instantiate quantifier to P variables.
|
||||||
. B := inv(Q_0,Q_1,Q_2)
|
. B := inv(Q_0,Q_1,Q_2)
|
||||||
. B := inv(u, P_x, P_y) := B[u/Q_0, P_x/Q_1, P_y/Q_2]
|
. B := inv(u, P_x, P_y) := B[u/Q_0, P_x/Q_1, P_y/Q_2]
|
||||||
. B := Fa u . inv(u, P_x, P_y)
|
. B := Fa u . inv(u, P_x, P_y)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
void quantifier_model_checker::update_reachable(func_decl* f, expr* e) {
|
||||||
|
expr* e_old;
|
||||||
|
m.inc_ref(e);
|
||||||
|
if (m_reachable.find(f, e_old)) {
|
||||||
|
m.dec_ref(e_old);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
m_reachable.insert(f, e);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
expr_ref quantifier_model_checker::get_reachable(func_decl* p) {
|
||||||
|
expr* e = 0;
|
||||||
|
if (!m_reachable.find(p, e)) {
|
||||||
|
e = m_ctx.get_pred_transformer(p).initial_state();
|
||||||
|
update_reachable(p, e);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return expr_ref(e, m);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void quantifier_model_checker::add_over_approximations(quantifier_ref_vector& qis, model_node& n) {
|
||||||
|
add_approximations(qis, n, true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void quantifier_model_checker::add_under_approximations(quantifier_ref_vector& qis, model_node& n) {
|
||||||
|
add_approximations(qis, n, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void quantifier_model_checker::add_approximations(quantifier_ref_vector& qis, model_node& n, bool is_over) {
|
||||||
|
pred_transformer& pt = n.pt();
|
||||||
|
manager& pm = pt.get_pdr_manager();
|
||||||
|
unsigned level = n.level();
|
||||||
|
expr_ref_vector Bs(m);
|
||||||
|
expr_ref B(m), v(m);
|
||||||
|
quantifier_ref q(m);
|
||||||
|
datalog::scoped_no_proof _no_proof(m);
|
||||||
|
scoped_ptr<expr_replacer> rep = mk_default_expr_replacer(m);
|
||||||
|
for (unsigned j = 0; j < qis.size(); ++j) {
|
||||||
|
q = qis[j].get();
|
||||||
|
app_ref_vector& inst = pt.get_inst(m_current_rule);
|
||||||
|
TRACE("pdr",
|
||||||
|
tout << "q:\n" << mk_pp(q, m) << "\n";
|
||||||
|
tout << "level: " << level << "\n";
|
||||||
|
model_smt2_pp(tout, m, n.get_model(), 0);
|
||||||
|
m_current_rule->display(m_ctx.get_context(), tout << "rule:\n");
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
var_subst vs(m, false);
|
||||||
|
vs(q, inst.size(), (expr*const*)inst.c_ptr(), B);
|
||||||
|
q = to_quantifier(B);
|
||||||
|
TRACE("pdr", tout << "q instantiated:\n" << mk_pp(q, m) << "\n";);
|
||||||
|
|
||||||
|
app* a = to_app(q->get_expr());
|
||||||
|
func_decl* f = a->get_decl();
|
||||||
|
pred_transformer& pt2 = m_ctx.get_pred_transformer(f);
|
||||||
|
if (is_over) {
|
||||||
|
B = pt2.get_formulas(level - 1, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
B = get_reachable(f);
|
||||||
|
SASSERT(is_well_sorted(m, B));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
TRACE("pdr", tout << "B:\n" << mk_pp(B, m) << "\n";);
|
||||||
|
|
||||||
|
expr_safe_replace sub(m);
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < a->get_num_args(); ++i) {
|
||||||
|
v = m.mk_const(pm.o2n(pt2.sig(i),0));
|
||||||
|
sub.insert(v, a->get_arg(i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
sub(B);
|
||||||
|
TRACE("pdr", tout << "B substituted:\n" << mk_pp(B, m) << "\n";);
|
||||||
|
datalog::flatten_and(B, Bs);
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < Bs.size(); ++i) {
|
||||||
|
m_Bs.push_back(m.update_quantifier(q, Bs[i].get()));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
\brief compute strongest post-conditions for each predicate transformer.
|
||||||
|
(or at least something sufficient to change the set of current counter-examples)
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
void quantifier_model_checker::weaken_under_approximation() {
|
||||||
|
|
||||||
|
datalog::rule_set::decl2rules::iterator it = m_rules.begin_grouped_rules(), end = m_rules.end_grouped_rules();
|
||||||
|
|
||||||
|
for (; it != end; ++it) {
|
||||||
|
func_decl* p = it->m_key;
|
||||||
|
datalog::rule_vector& rules = *it->m_value;
|
||||||
|
expr_ref_vector bodies(m);
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < rules.size(); ++i) {
|
||||||
|
bodies.push_back(strongest_post_condition(*rules[i]));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
update_reachable(p, m.mk_or(bodies.size(), bodies.c_ptr()));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
expr_ref quantifier_model_checker::strongest_post_condition(datalog::rule& r) {
|
||||||
|
pred_transformer& pt = m_ctx.get_pred_transformer(r.get_decl());
|
||||||
|
manager& pm = pt.get_pdr_manager();
|
||||||
|
quantifier_ref_vector* qis = 0;
|
||||||
|
m_quantifiers.find(&r, qis);
|
||||||
|
expr_ref_vector body(m), inst(m);
|
||||||
|
expr_ref fml(m), v(m);
|
||||||
|
app* a;
|
||||||
|
func_decl* p;
|
||||||
|
svector<symbol> names;
|
||||||
|
unsigned ut_size = r.get_uninterpreted_tail_size();
|
||||||
|
unsigned t_size = r.get_tail_size();
|
||||||
|
var_subst vs(m, false);
|
||||||
|
sort_ref_vector vars(m);
|
||||||
|
r.get_vars(vars);
|
||||||
|
if (qis) {
|
||||||
|
quantifier_ref_vector const& qi = *qis;
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < qi.size(); ++i) {
|
||||||
|
fml = qi[i]->get_expr();
|
||||||
|
a = to_app(fml);
|
||||||
|
p = a->get_decl();
|
||||||
|
expr* p_reach = get_reachable(p);
|
||||||
|
pred_transformer& pt2 = m_ctx.get_pred_transformer(p);
|
||||||
|
expr_safe_replace sub(m);
|
||||||
|
for (unsigned j = 0; j < a->get_num_args(); ++j) {
|
||||||
|
v = m.mk_const(pm.o2n(pt2.sig(j),0));
|
||||||
|
sub.insert(v, a->get_arg(j));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
sub(p_reach, fml);
|
||||||
|
body.push_back(m.update_quantifier(qi[i], fml));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
a = r.get_head();
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < a->get_num_args(); ++i) {
|
||||||
|
v = m.mk_var(vars.size()+i, m.get_sort(a->get_arg(i)));
|
||||||
|
body.push_back(m.mk_eq(v, a->get_arg(i)));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < ut_size; ++i) {
|
||||||
|
a = r.get_tail(i);
|
||||||
|
p = a->get_decl();
|
||||||
|
pred_transformer& pt2 = m_ctx.get_pred_transformer(p);
|
||||||
|
expr* p_reach = get_reachable(p);
|
||||||
|
expr_safe_replace sub(m);
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < a->get_num_args(); ++i) {
|
||||||
|
v = m.mk_const(pm.o2n(pt2.sig(i),0));
|
||||||
|
sub.insert(v, a->get_arg(i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
sub(p_reach, fml);
|
||||||
|
body.push_back(fml);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
for (unsigned i = ut_size; i < t_size; ++i) {
|
||||||
|
body.push_back(r.get_tail(i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
fml = m.mk_and(body.size(), body.c_ptr());
|
||||||
|
vars.reverse();
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < vars.size(); ++i) {
|
||||||
|
names.push_back(symbol(i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (!vars.empty()) {
|
||||||
|
fml = m.mk_exists(vars.size(), vars.c_ptr(), names.c_ptr(), fml);
|
||||||
|
SASSERT(is_well_sorted(m, fml));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < r.get_head()->get_num_args(); ++i) {
|
||||||
|
inst.push_back(m.mk_const(pm.o2n(pt.sig(i),0)));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
vs(fml, inst.size(), inst.c_ptr(), fml);
|
||||||
|
SASSERT(is_well_sorted(m, fml));
|
||||||
|
if (!vars.empty()) {
|
||||||
|
fml = to_quantifier(fml)->get_expr();
|
||||||
|
uint_set empty_index_set;
|
||||||
|
qe_lite qe(m);
|
||||||
|
qe(empty_index_set, false, fml);
|
||||||
|
fml = m.mk_exists(vars.size(), vars.c_ptr(), names.c_ptr(), fml);
|
||||||
|
SASSERT(is_well_sorted(m, fml));
|
||||||
|
m_ctx.get_context().get_rewriter()(fml);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
SASSERT(is_well_sorted(m, fml));
|
||||||
|
|
||||||
|
IF_VERBOSE(0, verbose_stream() << "instantiate to\n:" << mk_pp(fml, m) << "\n";);
|
||||||
|
return fml;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void quantifier_model_checker::model_check_node(model_node& node) {
|
void quantifier_model_checker::model_check_node(model_node& node) {
|
||||||
TRACE("pdr", node.display(tout, 0););
|
TRACE("pdr", node.display(tout, 0););
|
||||||
pred_transformer& pt = node.pt();
|
pred_transformer& pt = node.pt();
|
||||||
manager& pm = pt.get_pdr_manager();
|
manager& pm = pt.get_pdr_manager();
|
||||||
expr_ref A(m), B(m), C(m), v(m);
|
expr_ref A(m), C(m);
|
||||||
expr_ref_vector As(m), Bs(m);
|
expr_ref_vector As(m);
|
||||||
m_Bs.reset();
|
m_Bs.reset();
|
||||||
//
|
//
|
||||||
// nodes from leaves that are repeated
|
// nodes from leaves that are repeated
|
||||||
|
@ -307,8 +533,6 @@ namespace pdr {
|
||||||
if (level == 0) {
|
if (level == 0) {
|
||||||
return;
|
return;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
unsigned previous_level = level - 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
As.push_back(pt.get_propagation_formula(m_ctx.get_pred_transformers(), level));
|
As.push_back(pt.get_propagation_formula(m_ctx.get_pred_transformers(), level));
|
||||||
As.push_back(node.state());
|
As.push_back(node.state());
|
||||||
|
@ -316,48 +540,8 @@ namespace pdr {
|
||||||
m_A = pm.mk_and(As);
|
m_A = pm.mk_and(As);
|
||||||
|
|
||||||
// Add quantifiers:
|
// Add quantifiers:
|
||||||
|
// add_over_approximations(*qis, node);
|
||||||
{
|
add_under_approximations(*qis, node);
|
||||||
datalog::scoped_no_proof _no_proof(m);
|
|
||||||
quantifier_ref q(m);
|
|
||||||
scoped_ptr<expr_replacer> rep = mk_default_expr_replacer(m);
|
|
||||||
for (unsigned j = 0; j < qis->size(); ++j) {
|
|
||||||
q = (*qis)[j].get();
|
|
||||||
app_ref_vector& inst = pt.get_inst(m_current_rule);
|
|
||||||
TRACE("pdr",
|
|
||||||
tout << "q:\n" << mk_pp(q, m) << "\n";
|
|
||||||
tout << "level: " << level << "\n";
|
|
||||||
model_smt2_pp(tout, m, node.get_model(), 0);
|
|
||||||
m_current_rule->display(m_ctx.get_context(), tout << "rule:\n");
|
|
||||||
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
var_subst vs(m, false);
|
|
||||||
vs(q, inst.size(), (expr*const*)inst.c_ptr(), B);
|
|
||||||
q = to_quantifier(B);
|
|
||||||
TRACE("pdr", tout << "q instantiated:\n" << mk_pp(q, m) << "\n";);
|
|
||||||
|
|
||||||
app* a = to_app(q->get_expr());
|
|
||||||
func_decl* f = a->get_decl();
|
|
||||||
pred_transformer& pt2 = m_ctx.get_pred_transformer(f);
|
|
||||||
B = pt2.get_formulas(previous_level, false);
|
|
||||||
TRACE("pdr", tout << "B:\n" << mk_pp(B, m) << "\n";);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
expr_substitution sub(m);
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < a->get_num_args(); ++i) {
|
|
||||||
v = m.mk_const(pm.o2n(pt2.sig(i),0));
|
|
||||||
sub.insert(v, a->get_arg(i));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
rep->set_substitution(&sub);
|
|
||||||
(*rep)(B);
|
|
||||||
TRACE("pdr", tout << "B substituted:\n" << mk_pp(B, m) << "\n";);
|
|
||||||
datalog::flatten_and(B, Bs);
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < Bs.size(); ++i) {
|
|
||||||
m_Bs.push_back(m.update_quantifier(q, Bs[i].get()));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TRACE("pdr",
|
TRACE("pdr",
|
||||||
tout << "A:\n" << mk_pp(m_A, m) << "\n";
|
tout << "A:\n" << mk_pp(m_A, m) << "\n";
|
||||||
|
@ -384,13 +568,17 @@ namespace pdr {
|
||||||
bool quantifier_model_checker::model_check(model_node& root) {
|
bool quantifier_model_checker::model_check(model_node& root) {
|
||||||
m_instantiations.reset();
|
m_instantiations.reset();
|
||||||
m_instantiated_rules.reset();
|
m_instantiated_rules.reset();
|
||||||
|
m_rules_model_check = true;
|
||||||
ptr_vector<model_node> nodes;
|
ptr_vector<model_node> nodes;
|
||||||
get_nodes(root, nodes);
|
get_nodes(root, nodes);
|
||||||
for (unsigned i = nodes.size(); i > 0; ) {
|
for (unsigned i = nodes.size(); i > 0; ) {
|
||||||
--i;
|
--i;
|
||||||
model_check_node(*nodes[i]);
|
model_check_node(*nodes[i]);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return m_instantiations.empty();
|
if (!m_rules_model_check) {
|
||||||
|
weaken_under_approximation();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return m_rules_model_check;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void quantifier_model_checker::refine() {
|
void quantifier_model_checker::refine() {
|
||||||
|
@ -446,136 +634,3 @@ namespace pdr {
|
||||||
}
|
}
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#if 0
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// Build:
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// A & forall x . B1 & forall y . B2 & ...
|
|
||||||
// =
|
|
||||||
// not exists x y . (!A or !B1 or !B2 or ...)
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// Find an instance that satisfies formula.
|
|
||||||
// (or find all instances?)
|
|
||||||
//
|
|
||||||
bool quantifier_model_checker::find_instantiations_qe_based(quantifier_ref_vector const& qs, unsigned level) {
|
|
||||||
expr_ref_vector fmls(m), conjs(m), fresh_vars(m);
|
|
||||||
app_ref_vector all_vars(m);
|
|
||||||
expr_ref C(m);
|
|
||||||
qe::def_vector defs(m);
|
|
||||||
front_end_params fparams;
|
|
||||||
qe::expr_quant_elim qe(m, fparams);
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < m_Bs.size(); ++i) {
|
|
||||||
quantifier* q = qs[i];
|
|
||||||
unsigned num_decls = q->get_num_decls();
|
|
||||||
unsigned offset = all_vars.size();
|
|
||||||
for (unsigned j = 0; j < num_decls; ++j) {
|
|
||||||
all_vars.push_back(m.mk_fresh_const("V",q->get_decl_sort(j)));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
var_subst varsubst(m, false);
|
|
||||||
varsubst(m_Bs[i].get(), num_decls, (expr**)(all_vars.c_ptr() + offset), C);
|
|
||||||
fmls.push_back(C);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
conjs.push_back(m_A);
|
|
||||||
conjs.push_back(m.mk_not(m.mk_and(fmls.size(), fmls.c_ptr())));
|
|
||||||
// add previous instances.
|
|
||||||
expr* r = m.mk_and(m_Bs.size(), m_Bs.c_ptr());
|
|
||||||
m_trail.push_back(r);
|
|
||||||
expr* inst;
|
|
||||||
if (!m_bound.find(m_current_rule, r, inst)) {
|
|
||||||
TRACE("pdr", tout << "did not find: " << mk_pp(r, m) << "\n";);
|
|
||||||
m_trail.push_back(r);Newton Sanches
|
|
||||||
inst = m.mk_true();
|
|
||||||
m_bound.insert(m_current_rule, r, inst);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
TRACE("pdr", tout << "blocking: " << mk_pp(inst, m) << "\n";);
|
|
||||||
conjs.push_back(inst);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
C = m.mk_and(conjs.size(), conjs.c_ptr());
|
|
||||||
lbool result = qe.first_elim(all_vars.size(), all_vars.c_ptr(), C, defs);
|
|
||||||
TRACE("pdr", tout << mk_pp(C.get(), m) << "\n" << result << "\n";);
|
|
||||||
if (result != l_true) {
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
inst = m.mk_and(inst, m.mk_not(C));
|
|
||||||
m_trail.push_back(inst);
|
|
||||||
m_bound.insert(m_current_rule, r, inst);
|
|
||||||
TRACE("pdr",
|
|
||||||
tout << "Instantiating\n";
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < defs.size(); ++i) {
|
|
||||||
tout << defs.var(i)->get_name() << " " << mk_pp(defs.def(i), m) << "\n";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
);
|
|
||||||
expr_substitution sub(m);
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < defs.size(); ++i) {
|
|
||||||
sub.insert(m.mk_const(defs.var(i)), defs.def(i));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
scoped_ptr<expr_replacer> rep = mk_default_expr_replacer(m);
|
|
||||||
rep->set_substitution(&sub);
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < all_vars.size(); ++i) {
|
|
||||||
expr_ref tmp(all_vars[i].get(), m);
|
|
||||||
(*rep)(tmp);
|
|
||||||
all_vars[i] = to_app(tmp);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
unsigned offset = 0;
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < m_Bs.size(); ++i) {
|
|
||||||
quantifier* q = qs[i];
|
|
||||||
unsigned num_decls = q->get_num_decls();
|
|
||||||
expr_ref_vector new_binding(m);
|
|
||||||
for (unsigned j = 0; j < num_decls; ++j) {
|
|
||||||
new_binding.push_back(all_vars[offset+j].get());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
offset += num_decls;
|
|
||||||
add_binding(q, new_binding);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
bool quantifier_model_checker::find_instantiations_model_based(quantifier_ref_vector const& qs, unsigned level) {
|
|
||||||
bool found_instance = false;
|
|
||||||
expr_ref C(m);
|
|
||||||
front_end_params fparams;
|
|
||||||
smt::kernel solver(m, fparams);
|
|
||||||
solver.assert_expr(m_A);
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < m_Bs.size(); ++i) {
|
|
||||||
expr_ref_vector fresh_vars(m);
|
|
||||||
quantifier* q = qs[i];
|
|
||||||
for (unsigned j = 0; j < q->get_num_decls(); ++j) {
|
|
||||||
fresh_vars.push_back(m.mk_fresh_const("V",q->get_decl_sort(j)));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
var_subst varsubst(m, false);
|
|
||||||
varsubst(m_Bs[i].get(), fresh_vars.size(), fresh_vars.c_ptr(), C);
|
|
||||||
TRACE("pdr", tout << "updated propagation formula: " << mk_pp(C,m) << "\n";);
|
|
||||||
|
|
||||||
solver.push();
|
|
||||||
// TBD: what to do with the different tags when unfolding the same predicate twice?
|
|
||||||
solver.assert_expr(m.mk_not(C));
|
|
||||||
lbool result = solver.check();
|
|
||||||
if (result == l_true) {
|
|
||||||
found_instance = true;
|
|
||||||
model_ref mr;
|
|
||||||
solver.get_model(mr);
|
|
||||||
TRACE("pdr", model_smt2_pp(tout, m, *mr, 0););
|
|
||||||
|
|
||||||
expr_ref_vector insts(m);
|
|
||||||
for (unsigned j = 0; j < fresh_vars.size(); ++j) {
|
|
||||||
expr* interp = mr->get_const_interp(to_app(fresh_vars[j].get())->get_decl());
|
|
||||||
if (interp) {
|
|
||||||
insts.push_back(interp);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
insts.push_back(fresh_vars[j].get());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
TRACE("pdr", tout << mk_pp(insts.back(), m) << "\n";);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
add_binding(q, insts);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
solver.pop(1);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return found_instance;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -33,24 +33,27 @@ namespace pdr {
|
||||||
class model_node;
|
class model_node;
|
||||||
class pred_transformer;
|
class pred_transformer;
|
||||||
class context;
|
class context;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
class quantifier_model_checker {
|
class quantifier_model_checker {
|
||||||
context& m_ctx;
|
context& m_ctx;
|
||||||
ast_manager& m;
|
ast_manager& m;
|
||||||
obj_map<datalog::rule const, quantifier_ref_vector*>& m_quantifiers;
|
obj_map<datalog::rule const, quantifier_ref_vector*>& m_quantifiers;
|
||||||
datalog::rule_set& m_rules;
|
datalog::rule_set& m_rules;
|
||||||
expr_ref_vector m_trail;
|
|
||||||
|
obj_map<func_decl, expr*> m_reachable; // set of reachable states
|
||||||
expr_ref m_A;
|
expr_ref m_A;
|
||||||
expr_ref_vector m_Bs;
|
expr_ref_vector m_Bs;
|
||||||
pred_transformer* m_current_pt;
|
pred_transformer* m_current_pt;
|
||||||
datalog::rule const* m_current_rule;
|
datalog::rule const* m_current_rule;
|
||||||
model_node* m_current_node;
|
model_node* m_current_node;
|
||||||
|
bool m_rules_model_check;
|
||||||
app_ref_vector m_instantiations;
|
app_ref_vector m_instantiations;
|
||||||
ptr_vector<datalog::rule const> m_instantiated_rules;
|
ptr_vector<datalog::rule const> m_instantiated_rules;
|
||||||
|
|
||||||
void model_check_node(model_node& node);
|
void model_check_node(model_node& node);
|
||||||
|
|
||||||
|
void weaken_under_approximation();
|
||||||
|
|
||||||
bool find_instantiations(quantifier_ref_vector const& qs, unsigned level);
|
bool find_instantiations(quantifier_ref_vector const& qs, unsigned level);
|
||||||
|
|
||||||
bool find_instantiations_model_based(quantifier_ref_vector const& qs, unsigned level);
|
bool find_instantiations_model_based(quantifier_ref_vector const& qs, unsigned level);
|
||||||
|
@ -79,6 +82,18 @@ namespace pdr {
|
||||||
|
|
||||||
bool model_check(model_node& root);
|
bool model_check(model_node& root);
|
||||||
|
|
||||||
|
void add_over_approximations(quantifier_ref_vector& qis, model_node& n);
|
||||||
|
|
||||||
|
void add_under_approximations(quantifier_ref_vector& qis, model_node& n);
|
||||||
|
|
||||||
|
void add_approximations(quantifier_ref_vector& qis, model_node& n, bool is_over);
|
||||||
|
|
||||||
|
expr_ref get_reachable(func_decl* f);
|
||||||
|
|
||||||
|
void update_reachable(func_decl* f, expr* e);
|
||||||
|
|
||||||
|
expr_ref strongest_post_condition(datalog::rule& r);
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
quantifier_model_checker(
|
quantifier_model_checker(
|
||||||
context& ctx,
|
context& ctx,
|
||||||
|
@ -89,9 +104,14 @@ namespace pdr {
|
||||||
m(m),
|
m(m),
|
||||||
m_quantifiers(quantifiers),
|
m_quantifiers(quantifiers),
|
||||||
m_rules(rules),
|
m_rules(rules),
|
||||||
m_trail(m), m_A(m), m_Bs(m),
|
m_A(m),
|
||||||
m_current_pt(0), m_current_rule(0),
|
m_Bs(m),
|
||||||
m_current_node(0), m_instantiations(m) {}
|
m_current_pt(0),
|
||||||
|
m_current_rule(0),
|
||||||
|
m_current_node(0),
|
||||||
|
m_instantiations(m) {}
|
||||||
|
|
||||||
|
~quantifier_model_checker();
|
||||||
|
|
||||||
bool check();
|
bool check();
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
|
@ -74,462 +74,489 @@ public:
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
class der2 {
|
namespace eq {
|
||||||
ast_manager & m;
|
class der {
|
||||||
is_variable_proc* m_is_variable;
|
ast_manager & m;
|
||||||
var_subst m_subst;
|
is_variable_proc* m_is_variable;
|
||||||
expr_ref_buffer m_new_exprs;
|
var_subst m_subst;
|
||||||
|
expr_ref_buffer m_new_exprs;
|
||||||
ptr_vector<expr> m_map;
|
|
||||||
int_vector m_pos2var;
|
|
||||||
ptr_vector<var> m_inx2var;
|
|
||||||
unsigned_vector m_order;
|
|
||||||
expr_ref_vector m_subst_map;
|
|
||||||
expr_ref_buffer m_new_args;
|
|
||||||
th_rewriter m_rewriter;
|
|
||||||
|
|
||||||
void der_sort_vars(ptr_vector<var> & vars, ptr_vector<expr> & definitions, unsigned_vector & order) {
|
|
||||||
order.reset();
|
|
||||||
|
|
||||||
// eliminate self loops, and definitions containing quantifiers.
|
ptr_vector<expr> m_map;
|
||||||
bool found = false;
|
int_vector m_pos2var;
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < definitions.size(); i++) {
|
ptr_vector<var> m_inx2var;
|
||||||
var * v = vars[i];
|
unsigned_vector m_order;
|
||||||
expr * t = definitions[i];
|
expr_ref_vector m_subst_map;
|
||||||
if (t == 0 || has_quantifiers(t) || occurs(v, t))
|
expr_ref_buffer m_new_args;
|
||||||
definitions[i] = 0;
|
th_rewriter m_rewriter;
|
||||||
else
|
|
||||||
found = true; // found at least one candidate
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (!found)
|
void der_sort_vars(ptr_vector<var> & vars, ptr_vector<expr> & definitions, unsigned_vector & order) {
|
||||||
return;
|
order.reset();
|
||||||
|
|
||||||
typedef std::pair<expr *, unsigned> frame;
|
// eliminate self loops, and definitions containing quantifiers.
|
||||||
svector<frame> todo;
|
bool found = false;
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < definitions.size(); i++) {
|
||||||
expr_fast_mark1 visiting;
|
var * v = vars[i];
|
||||||
expr_fast_mark2 done;
|
expr * t = definitions[i];
|
||||||
|
if (t == 0 || has_quantifiers(t) || occurs(v, t))
|
||||||
unsigned vidx, num;
|
definitions[i] = 0;
|
||||||
|
else
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < definitions.size(); i++) {
|
found = true; // found at least one candidate
|
||||||
if (definitions[i] == 0)
|
}
|
||||||
continue;
|
|
||||||
var * v = vars[i];
|
if (!found)
|
||||||
SASSERT(v->get_idx() == i);
|
return;
|
||||||
SASSERT(todo.empty());
|
|
||||||
todo.push_back(frame(v, 0));
|
typedef std::pair<expr *, unsigned> frame;
|
||||||
while (!todo.empty()) {
|
svector<frame> todo;
|
||||||
start:
|
|
||||||
frame & fr = todo.back();
|
expr_fast_mark1 visiting;
|
||||||
expr * t = fr.first;
|
expr_fast_mark2 done;
|
||||||
if (t->get_ref_count() > 1 && done.is_marked(t)) {
|
|
||||||
todo.pop_back();
|
unsigned vidx, num;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < definitions.size(); i++) {
|
||||||
|
if (definitions[i] == 0)
|
||||||
continue;
|
continue;
|
||||||
}
|
var * v = vars[i];
|
||||||
switch (t->get_kind()) {
|
SASSERT(v->get_idx() == i);
|
||||||
case AST_VAR:
|
SASSERT(todo.empty());
|
||||||
vidx = to_var(t)->get_idx();
|
todo.push_back(frame(v, 0));
|
||||||
if (fr.second == 0) {
|
while (!todo.empty()) {
|
||||||
CTRACE("der_bug", vidx >= definitions.size(), tout << "vidx: " << vidx << "\n";);
|
start:
|
||||||
// Remark: The size of definitions may be smaller than the number of variables occuring in the quantified formula.
|
frame & fr = todo.back();
|
||||||
if (definitions.get(vidx, 0) != 0) {
|
expr * t = fr.first;
|
||||||
if (visiting.is_marked(t)) {
|
if (t->get_ref_count() > 1 && done.is_marked(t)) {
|
||||||
// cycle detected: remove t
|
todo.pop_back();
|
||||||
visiting.reset_mark(t);
|
continue;
|
||||||
definitions[vidx] = 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
visiting.mark(t);
|
|
||||||
fr.second = 1;
|
|
||||||
todo.push_back(frame(definitions[vidx], 0));
|
|
||||||
goto start;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else {
|
switch (t->get_kind()) {
|
||||||
SASSERT(fr.second == 1);
|
case AST_VAR:
|
||||||
if (definitions.get(vidx, 0) != 0) {
|
vidx = to_var(t)->get_idx();
|
||||||
visiting.reset_mark(t);
|
if (fr.second == 0) {
|
||||||
order.push_back(vidx);
|
CTRACE("der_bug", vidx >= definitions.size(), tout << "vidx: " << vidx << "\n";);
|
||||||
|
// Remark: The size of definitions may be smaller than the number of variables occuring in the quantified formula.
|
||||||
|
if (definitions.get(vidx, 0) != 0) {
|
||||||
|
if (visiting.is_marked(t)) {
|
||||||
|
// cycle detected: remove t
|
||||||
|
visiting.reset_mark(t);
|
||||||
|
definitions[vidx] = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
visiting.mark(t);
|
||||||
|
fr.second = 1;
|
||||||
|
todo.push_back(frame(definitions[vidx], 0));
|
||||||
|
goto start;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else {
|
else {
|
||||||
// var was removed from the list of candidate vars to elim cycle
|
SASSERT(fr.second == 1);
|
||||||
// do nothing
|
if (definitions.get(vidx, 0) != 0) {
|
||||||
|
visiting.reset_mark(t);
|
||||||
|
order.push_back(vidx);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
// var was removed from the list of candidate vars to elim cycle
|
||||||
|
// do nothing
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
if (t->get_ref_count() > 1)
|
||||||
|
done.mark(t);
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case AST_QUANTIFIER:
|
||||||
|
UNREACHABLE();
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case AST_APP:
|
||||||
|
num = to_app(t)->get_num_args();
|
||||||
|
while (fr.second < num) {
|
||||||
|
expr * arg = to_app(t)->get_arg(fr.second);
|
||||||
|
fr.second++;
|
||||||
|
if (arg->get_ref_count() > 1 && done.is_marked(arg))
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
todo.push_back(frame(arg, 0));
|
||||||
|
goto start;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (t->get_ref_count() > 1)
|
||||||
|
done.mark(t);
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
UNREACHABLE();
|
||||||
|
todo.pop_back();
|
||||||
|
break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
if (t->get_ref_count() > 1)
|
|
||||||
done.mark(t);
|
|
||||||
todo.pop_back();
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AST_QUANTIFIER:
|
|
||||||
UNREACHABLE();
|
|
||||||
todo.pop_back();
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AST_APP:
|
|
||||||
num = to_app(t)->get_num_args();
|
|
||||||
while (fr.second < num) {
|
|
||||||
expr * arg = to_app(t)->get_arg(fr.second);
|
|
||||||
fr.second++;
|
|
||||||
if (arg->get_ref_count() > 1 && done.is_marked(arg))
|
|
||||||
continue;
|
|
||||||
todo.push_back(frame(arg, 0));
|
|
||||||
goto start;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (t->get_ref_count() > 1)
|
|
||||||
done.mark(t);
|
|
||||||
todo.pop_back();
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
UNREACHABLE();
|
|
||||||
todo.pop_back();
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
bool is_variable(expr * e) const {
|
|
||||||
return (*m_is_variable)(e);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
bool is_neg_var(ast_manager & m, expr * e) {
|
|
||||||
expr* e1;
|
|
||||||
return m.is_not(e, e1) && is_variable(e1);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
\brief Return true if e can be viewed as a variable disequality.
|
|
||||||
Store the variable id in v and the definition in t.
|
|
||||||
For example:
|
|
||||||
|
|
||||||
if e is (not (= (VAR 1) T)), then v assigned to 1, and t to T.
|
|
||||||
if e is (iff (VAR 2) T), then v is assigned to 2, and t to (not T).
|
|
||||||
(not T) is used because this formula is equivalent to (not (iff (VAR 2) (not T))),
|
|
||||||
and can be viewed as a disequality.
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
bool is_var_diseq(expr * e, var * & v, expr_ref & t) {
|
|
||||||
expr* e1;
|
|
||||||
if (m.is_not(e, e1)) {
|
|
||||||
return is_var_eq(e, v, t);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else if (is_var_eq(e, v, t) && m.is_bool(v)) {
|
|
||||||
bool_rewriter(m).mk_not(t, t);
|
|
||||||
m_new_exprs.push_back(t);
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
\brief Return true if e can be viewed as a variable equality.
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
|
|
||||||
bool is_var_eq(expr * e, var * & v, expr_ref & t) {
|
|
||||||
expr* lhs, *rhs;
|
|
||||||
|
|
||||||
// (= VAR t), (iff VAR t), (iff (not VAR) t), (iff t (not VAR)) cases
|
bool is_variable(expr * e) const {
|
||||||
if (m.is_eq(e, lhs, rhs) || m.is_iff(e, lhs, rhs)) {
|
return (*m_is_variable)(e);
|
||||||
// (iff (not VAR) t) (iff t (not VAR)) cases
|
}
|
||||||
if (!is_variable(lhs) && !is_variable(rhs) && m.is_bool(lhs)) {
|
|
||||||
if (!is_neg_var(m, lhs)) {
|
bool is_neg_var(ast_manager & m, expr * e) {
|
||||||
std::swap(lhs, rhs);
|
expr* e1;
|
||||||
}
|
return m.is_not(e, e1) && is_variable(e1);
|
||||||
if (!is_neg_var(m, lhs)) {
|
}
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
v = to_var(lhs);
|
/**
|
||||||
t = m.mk_not(rhs);
|
\brief Return true if e can be viewed as a variable disequality.
|
||||||
|
Store the variable id in v and the definition in t.
|
||||||
|
For example:
|
||||||
|
|
||||||
|
if e is (not (= (VAR 1) T)), then v assigned to 1, and t to T.
|
||||||
|
if e is (iff (VAR 2) T), then v is assigned to 2, and t to (not T).
|
||||||
|
(not T) is used because this formula is equivalent to (not (iff (VAR 2) (not T))),
|
||||||
|
and can be viewed as a disequality.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
bool is_var_diseq(expr * e, var * & v, expr_ref & t) {
|
||||||
|
expr* e1;
|
||||||
|
if (m.is_not(e, e1)) {
|
||||||
|
return is_var_eq(e, v, t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (is_var_eq(e, v, t) && m.is_bool(v)) {
|
||||||
|
bool_rewriter(m).mk_not(t, t);
|
||||||
m_new_exprs.push_back(t);
|
m_new_exprs.push_back(t);
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
\brief Return true if e can be viewed as a variable equality.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
bool is_var_eq(expr * e, var * & v, expr_ref & t) {
|
||||||
|
expr* lhs, *rhs;
|
||||||
|
|
||||||
|
// (= VAR t), (iff VAR t), (iff (not VAR) t), (iff t (not VAR)) cases
|
||||||
|
if (m.is_eq(e, lhs, rhs) || m.is_iff(e, lhs, rhs)) {
|
||||||
|
// (iff (not VAR) t) (iff t (not VAR)) cases
|
||||||
|
if (!is_variable(lhs) && !is_variable(rhs) && m.is_bool(lhs)) {
|
||||||
|
if (!is_neg_var(m, lhs)) {
|
||||||
|
std::swap(lhs, rhs);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (!is_neg_var(m, lhs)) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
v = to_var(lhs);
|
||||||
|
t = m.mk_not(rhs);
|
||||||
|
m_new_exprs.push_back(t);
|
||||||
|
TRACE("der", tout << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (!is_variable(lhs))
|
||||||
|
std::swap(lhs, rhs);
|
||||||
|
if (!is_variable(lhs))
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
v = to_var(lhs);
|
||||||
|
t = rhs;
|
||||||
TRACE("der", tout << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
TRACE("der", tout << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
||||||
return true;
|
return true;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
if (!is_variable(lhs))
|
|
||||||
std::swap(lhs, rhs);
|
// (ite cond (= VAR t) (= VAR t2)) case
|
||||||
if (!is_variable(lhs))
|
expr* cond, *e2, *e3;
|
||||||
|
if (m.is_ite(e, cond, e2, e3)) {
|
||||||
|
if (is_var_eq(e2, v, t)) {
|
||||||
|
expr_ref t2(m);
|
||||||
|
var* v2;
|
||||||
|
if (is_var_eq(e3, v2, t2) && v2 == v) {
|
||||||
|
t = m.mk_ite(cond, t, t2);
|
||||||
|
m_new_exprs.push_back(t);
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
return false;
|
return false;
|
||||||
v = to_var(lhs);
|
}
|
||||||
t = rhs;
|
|
||||||
TRACE("der", tout << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
// VAR = true case
|
||||||
return true;
|
if (is_variable(e)) {
|
||||||
|
t = m.mk_true();
|
||||||
|
v = to_var(e);
|
||||||
|
TRACE("der", tout << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// VAR = false case
|
||||||
|
if (is_neg_var(m, e)) {
|
||||||
|
t = m.mk_false();
|
||||||
|
v = to_var(to_app(e)->get_arg(0));
|
||||||
|
TRACE("der", tout << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return false;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// (ite cond (= VAR t) (= VAR t2)) case
|
|
||||||
expr* cond, *e2, *e3;
|
bool is_var_def(bool check_eq, expr* e, var*& v, expr_ref& t) {
|
||||||
if (m.is_ite(e, cond, e2, e3)) {
|
if (check_eq) {
|
||||||
if (is_var_eq(e2, v, t)) {
|
return is_var_eq(e, v, t);
|
||||||
expr_ref t2(m);
|
}
|
||||||
var* v2;
|
else {
|
||||||
if (is_var_eq(e3, v2, t2) && v2 == v) {
|
return is_var_diseq(e, v, t);
|
||||||
t = m.mk_ite(cond, t, t2);
|
}
|
||||||
m_new_exprs.push_back(t);
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void get_elimination_order() {
|
||||||
|
m_order.reset();
|
||||||
|
|
||||||
|
TRACE("top_sort",
|
||||||
|
tout << "DEFINITIONS: " << std::endl;
|
||||||
|
for(unsigned i = 0; i < m_map.size(); i++)
|
||||||
|
if(m_map[i]) tout << "VAR " << i << " = " << mk_pp(m_map[i], m) << std::endl;
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
der_sort_vars(m_inx2var, m_map, m_order);
|
||||||
|
|
||||||
|
TRACE("der",
|
||||||
|
tout << "Elimination m_order:" << std::endl;
|
||||||
|
for(unsigned i=0; i<m_order.size(); i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (i != 0) tout << ",";
|
||||||
|
tout << m_order[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
tout << std::endl;
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void create_substitution(unsigned sz) {
|
||||||
|
m_subst_map.reset();
|
||||||
|
m_subst_map.resize(sz, 0);
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < m_order.size(); i++) {
|
||||||
|
expr_ref cur(m_map[m_order[i]], m);
|
||||||
|
// do all the previous substitutions before inserting
|
||||||
|
expr_ref r(m);
|
||||||
|
m_subst(cur, m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), r);
|
||||||
|
unsigned inx = sz - m_order[i]- 1;
|
||||||
|
SASSERT(m_subst_map[inx]==0);
|
||||||
|
m_subst_map[inx] = r;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void flatten_args(quantifier* q, unsigned& num_args, expr*const*& args) {
|
||||||
|
expr * e = q->get_expr();
|
||||||
|
if ((q->is_forall() && m.is_or(e)) ||
|
||||||
|
(q->is_exists() && m.is_and(e))) {
|
||||||
|
num_args = to_app(e)->get_num_args();
|
||||||
|
args = to_app(e)->get_args();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void apply_substitution(quantifier * q, expr_ref & r) {
|
||||||
|
|
||||||
|
expr * e = q->get_expr();
|
||||||
|
unsigned num_args = 1;
|
||||||
|
expr* const* args = &e;
|
||||||
|
flatten_args(q, num_args, args);
|
||||||
|
bool_rewriter rw(m);
|
||||||
|
|
||||||
|
// get a new expression
|
||||||
|
m_new_args.reset();
|
||||||
|
for(unsigned i = 0; i < num_args; i++) {
|
||||||
|
int x = m_pos2var[i];
|
||||||
|
if (x == -1 || m_map[x] == 0) {
|
||||||
|
m_new_args.push_back(args[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
expr_ref t(m);
|
||||||
|
if (q->is_forall()) {
|
||||||
|
rw.mk_or(m_new_args.size(), m_new_args.c_ptr(), t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
rw.mk_and(m_new_args.size(), m_new_args.c_ptr(), t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
expr_ref new_e(m);
|
||||||
|
m_subst(t, m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), new_e);
|
||||||
|
|
||||||
|
// don't forget to update the quantifier patterns
|
||||||
|
expr_ref_buffer new_patterns(m);
|
||||||
|
expr_ref_buffer new_no_patterns(m);
|
||||||
|
for (unsigned j = 0; j < q->get_num_patterns(); j++) {
|
||||||
|
expr_ref new_pat(m);
|
||||||
|
m_subst(q->get_pattern(j), m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), new_pat);
|
||||||
|
new_patterns.push_back(new_pat);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (unsigned j = 0; j < q->get_num_no_patterns(); j++) {
|
||||||
|
expr_ref new_nopat(m);
|
||||||
|
m_subst(q->get_no_pattern(j), m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), new_nopat);
|
||||||
|
new_no_patterns.push_back(new_nopat);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
r = m.update_quantifier(q, new_patterns.size(), new_patterns.c_ptr(),
|
||||||
|
new_no_patterns.size(), new_no_patterns.c_ptr(), new_e);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void reduce_quantifier1(quantifier * q, expr_ref & r, proof_ref & pr) {
|
||||||
|
expr * e = q->get_expr();
|
||||||
|
is_variable_test is_v(q->get_num_decls());
|
||||||
|
set_is_variable_proc(is_v);
|
||||||
|
unsigned num_args = 1;
|
||||||
|
expr* const* args = &e;
|
||||||
|
flatten_args(q, num_args, args);
|
||||||
|
|
||||||
|
unsigned def_count = 0;
|
||||||
|
unsigned largest_vinx = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
find_definitions(num_args, args, q->is_exists(), def_count, largest_vinx);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (def_count > 0) {
|
||||||
|
get_elimination_order();
|
||||||
|
SASSERT(m_order.size() <= def_count); // some might be missing because of cycles
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!m_order.empty()) {
|
||||||
|
create_substitution(largest_vinx + 1);
|
||||||
|
apply_substitution(q, r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
r = q;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
TRACE("der_bug", tout << "Did not find any diseq\n" << mk_pp(q, m) << "\n";);
|
||||||
|
r = q;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (m.proofs_enabled()) {
|
||||||
|
pr = r == q ? 0 : m.mk_der(q, r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void elim_unused_vars(expr_ref& r, proof_ref &pr) {
|
||||||
|
if (is_quantifier(r)) {
|
||||||
|
quantifier * q = to_quantifier(r);
|
||||||
|
::elim_unused_vars(m, q, r);
|
||||||
|
if (m.proofs_enabled()) {
|
||||||
|
proof * p1 = m.mk_elim_unused_vars(q, r);
|
||||||
|
pr = m.mk_transitivity(pr, p1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void find_definitions(unsigned num_args, expr* const* args, bool is_exists, unsigned& def_count, unsigned& largest_vinx) {
|
||||||
|
var * v = 0;
|
||||||
|
expr_ref t(m);
|
||||||
|
def_count = 0;
|
||||||
|
largest_vinx = 0;
|
||||||
|
m_map.reset();
|
||||||
|
m_pos2var.reset();
|
||||||
|
m_inx2var.reset();
|
||||||
|
m_pos2var.reserve(num_args, -1);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Find all definitions
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < num_args; i++) {
|
||||||
|
if (is_var_def(is_exists, args[i], v, t)) {
|
||||||
|
unsigned idx = v->get_idx();
|
||||||
|
if(m_map.get(idx, 0) == 0) {
|
||||||
|
m_map.reserve(idx + 1, 0);
|
||||||
|
m_inx2var.reserve(idx + 1, 0);
|
||||||
|
m_map[idx] = t;
|
||||||
|
m_inx2var[idx] = v;
|
||||||
|
m_pos2var[i] = idx;
|
||||||
|
def_count++;
|
||||||
|
largest_vinx = std::max(idx, largest_vinx);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool reduce_var_set(expr_ref_vector& conjs) {
|
||||||
|
unsigned def_count = 0;
|
||||||
|
unsigned largest_vinx = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
find_definitions(conjs.size(), conjs.c_ptr(), true, def_count, largest_vinx);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (def_count > 0) {
|
||||||
|
get_elimination_order();
|
||||||
|
SASSERT(m_order.size() <= def_count); // some might be missing because of cycles
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!m_order.empty()) {
|
||||||
|
expr_ref r(m), new_r(m);
|
||||||
|
r = m.mk_and(conjs.size(), conjs.c_ptr());
|
||||||
|
create_substitution(largest_vinx + 1);
|
||||||
|
m_subst(r, m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), new_r);
|
||||||
|
m_rewriter(new_r);
|
||||||
|
conjs.reset();
|
||||||
|
datalog::flatten_and(new_r, conjs);
|
||||||
return true;
|
return true;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return false;
|
return false;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// VAR = true case
|
|
||||||
if (is_variable(e)) {
|
|
||||||
t = m.mk_true();
|
|
||||||
v = to_var(e);
|
|
||||||
TRACE("der", tout << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// VAR = false case
|
|
||||||
if (is_neg_var(m, e)) {
|
|
||||||
t = m.mk_false();
|
|
||||||
v = to_var(to_app(e)->get_arg(0));
|
|
||||||
TRACE("der", tout << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
bool is_var_def(bool check_eq, expr* e, var*& v, expr_ref& t) {
|
der(ast_manager & m): m(m), m_is_variable(0), m_subst(m), m_new_exprs(m), m_subst_map(m), m_new_args(m), m_rewriter(m) {}
|
||||||
if (check_eq) {
|
|
||||||
return is_var_eq(e, v, t);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
return is_var_diseq(e, v, t);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void get_elimination_order() {
|
|
||||||
m_order.reset();
|
|
||||||
|
|
||||||
TRACE("top_sort",
|
|
||||||
tout << "DEFINITIONS: " << std::endl;
|
|
||||||
for(unsigned i = 0; i < m_map.size(); i++)
|
|
||||||
if(m_map[i]) tout << "VAR " << i << " = " << mk_pp(m_map[i], m) << std::endl;
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
der_sort_vars(m_inx2var, m_map, m_order);
|
void set_is_variable_proc(is_variable_proc& proc) { m_is_variable = &proc;}
|
||||||
|
|
||||||
TRACE("der",
|
void operator()(quantifier * q, expr_ref & r, proof_ref & pr) {
|
||||||
tout << "Elimination m_order:" << std::endl;
|
TRACE("der", tout << mk_pp(q, m) << "\n";);
|
||||||
for(unsigned i=0; i<m_order.size(); i++)
|
pr = 0;
|
||||||
{
|
r = q;
|
||||||
if (i != 0) tout << ",";
|
reduce_quantifier(q, r, pr);
|
||||||
tout << m_order[i];
|
if (r != q) {
|
||||||
}
|
elim_unused_vars(r, pr);
|
||||||
tout << std::endl;
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void create_substitution(unsigned sz) {
|
|
||||||
m_subst_map.reset();
|
|
||||||
m_subst_map.resize(sz, 0);
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < m_order.size(); i++) {
|
|
||||||
expr_ref cur(m_map[m_order[i]], m);
|
|
||||||
// do all the previous substitutions before inserting
|
|
||||||
expr_ref r(m);
|
|
||||||
m_subst(cur, m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), r);
|
|
||||||
unsigned inx = sz - m_order[i]- 1;
|
|
||||||
SASSERT(m_subst_map[inx]==0);
|
|
||||||
m_subst_map[inx] = r;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void flatten_args(quantifier* q, unsigned& num_args, expr*const*& args) {
|
|
||||||
expr * e = q->get_expr();
|
|
||||||
if ((q->is_forall() && m.is_or(e)) ||
|
|
||||||
(q->is_exists() && m.is_and(e))) {
|
|
||||||
num_args = to_app(e)->get_num_args();
|
|
||||||
args = to_app(e)->get_args();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void apply_substitution(quantifier * q, expr_ref & r) {
|
|
||||||
|
|
||||||
expr * e = q->get_expr();
|
|
||||||
unsigned num_args = 1;
|
|
||||||
expr* const* args = &e;
|
|
||||||
flatten_args(q, num_args, args);
|
|
||||||
bool_rewriter rw(m);
|
|
||||||
|
|
||||||
// get a new expression
|
|
||||||
m_new_args.reset();
|
|
||||||
for(unsigned i = 0; i < num_args; i++) {
|
|
||||||
int x = m_pos2var[i];
|
|
||||||
if (x == -1 || m_map[x] == 0) {
|
|
||||||
m_new_args.push_back(args[i]);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
expr_ref t(m);
|
void reduce_quantifier(quantifier * q, expr_ref & r, proof_ref & pr) {
|
||||||
if (q->is_forall()) {
|
|
||||||
rw.mk_or(m_new_args.size(), m_new_args.c_ptr(), t);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
rw.mk_and(m_new_args.size(), m_new_args.c_ptr(), t);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
expr_ref new_e(m);
|
|
||||||
m_subst(t, m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), new_e);
|
|
||||||
|
|
||||||
// don't forget to update the quantifier patterns
|
|
||||||
expr_ref_buffer new_patterns(m);
|
|
||||||
expr_ref_buffer new_no_patterns(m);
|
|
||||||
for (unsigned j = 0; j < q->get_num_patterns(); j++) {
|
|
||||||
expr_ref new_pat(m);
|
|
||||||
m_subst(q->get_pattern(j), m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), new_pat);
|
|
||||||
new_patterns.push_back(new_pat);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
for (unsigned j = 0; j < q->get_num_no_patterns(); j++) {
|
|
||||||
expr_ref new_nopat(m);
|
|
||||||
m_subst(q->get_no_pattern(j), m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), new_nopat);
|
|
||||||
new_no_patterns.push_back(new_nopat);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
r = m.update_quantifier(q, new_patterns.size(), new_patterns.c_ptr(),
|
|
||||||
new_no_patterns.size(), new_no_patterns.c_ptr(), new_e);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void reduce_quantifier1(quantifier * q, expr_ref & r, proof_ref & pr) {
|
|
||||||
expr * e = q->get_expr();
|
|
||||||
is_variable_test is_v(q->get_num_decls());
|
|
||||||
set_is_variable_proc(is_v);
|
|
||||||
unsigned num_args = 1;
|
|
||||||
expr* const* args = &e;
|
|
||||||
flatten_args(q, num_args, args);
|
|
||||||
|
|
||||||
unsigned def_count = 0;
|
|
||||||
unsigned largest_vinx = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
find_definitions(num_args, args, q->is_exists(), def_count, largest_vinx);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (def_count > 0) {
|
|
||||||
get_elimination_order();
|
|
||||||
SASSERT(m_order.size() <= def_count); // some might be missing because of cycles
|
|
||||||
|
|
||||||
if (!m_order.empty()) {
|
|
||||||
create_substitution(largest_vinx + 1);
|
|
||||||
apply_substitution(q, r);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
r = q;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
TRACE("der_bug", tout << "Did not find any diseq\n" << mk_pp(q, m) << "\n";);
|
|
||||||
r = q;
|
r = q;
|
||||||
}
|
// Keep applying reduce_quantifier1 until r doesn't change anymore
|
||||||
|
do {
|
||||||
if (m.proofs_enabled()) {
|
proof_ref curr_pr(m);
|
||||||
pr = r == q ? 0 : m.mk_der(q, r);
|
q = to_quantifier(r);
|
||||||
}
|
reduce_quantifier1(q, r, curr_pr);
|
||||||
}
|
if (m.proofs_enabled()) {
|
||||||
|
pr = m.mk_transitivity(pr, curr_pr);
|
||||||
void elim_unused_vars(expr_ref& r, proof_ref &pr) {
|
|
||||||
if (is_quantifier(r)) {
|
|
||||||
quantifier * q = to_quantifier(r);
|
|
||||||
::elim_unused_vars(m, q, r);
|
|
||||||
if (m.proofs_enabled()) {
|
|
||||||
proof * p1 = m.mk_elim_unused_vars(q, r);
|
|
||||||
pr = m.mk_transitivity(pr, p1);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void find_definitions(unsigned num_args, expr* const* args, bool is_exists, unsigned& def_count, unsigned& largest_vinx) {
|
|
||||||
var * v = 0;
|
|
||||||
expr_ref t(m);
|
|
||||||
def_count = 0;
|
|
||||||
largest_vinx = 0;
|
|
||||||
m_map.reset();
|
|
||||||
m_pos2var.reset();
|
|
||||||
m_inx2var.reset();
|
|
||||||
m_pos2var.reserve(num_args, -1);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Find all definitions
|
|
||||||
for (unsigned i = 0; i < num_args; i++) {
|
|
||||||
if (is_var_def(is_exists, args[i], v, t)) {
|
|
||||||
unsigned idx = v->get_idx();
|
|
||||||
if(m_map.get(idx, 0) == 0) {
|
|
||||||
m_map.reserve(idx + 1, 0);
|
|
||||||
m_inx2var.reserve(idx + 1, 0);
|
|
||||||
m_map[idx] = t;
|
|
||||||
m_inx2var[idx] = v;
|
|
||||||
m_pos2var[i] = idx;
|
|
||||||
def_count++;
|
|
||||||
largest_vinx = std::max(idx, largest_vinx);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
} while (q != r && is_quantifier(r));
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
bool reduce_var_set(expr_ref_vector& conjs) {
|
|
||||||
unsigned def_count = 0;
|
|
||||||
unsigned largest_vinx = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
find_definitions(conjs.size(), conjs.c_ptr(), true, def_count, largest_vinx);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (def_count > 0) {
|
|
||||||
get_elimination_order();
|
|
||||||
SASSERT(m_order.size() <= def_count); // some might be missing because of cycles
|
|
||||||
|
|
||||||
if (!m_order.empty()) {
|
m_new_exprs.reset();
|
||||||
expr_ref r(m), new_r(m);
|
|
||||||
r = m.mk_and(conjs.size(), conjs.c_ptr());
|
|
||||||
create_substitution(largest_vinx + 1);
|
|
||||||
m_subst(r, m_subst_map.size(), m_subst_map.c_ptr(), new_r);
|
|
||||||
m_rewriter(new_r);
|
|
||||||
conjs.reset();
|
|
||||||
datalog::flatten_and(new_r, conjs);
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
der2(ast_manager & m): m(m), m_is_variable(0), m_subst(m), m_new_exprs(m), m_subst_map(m), m_new_args(m), m_rewriter(m) {}
|
|
||||||
|
|
||||||
void set_is_variable_proc(is_variable_proc& proc) { m_is_variable = &proc;}
|
|
||||||
|
|
||||||
void operator()(quantifier * q, expr_ref & r, proof_ref & pr) {
|
|
||||||
TRACE("der", tout << mk_pp(q, m) << "\n";);
|
|
||||||
pr = 0;
|
|
||||||
r = q;
|
|
||||||
reduce_quantifier(q, r, pr);
|
|
||||||
if (r != q) {
|
|
||||||
elim_unused_vars(r, pr);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void reduce_quantifier(quantifier * q, expr_ref & r, proof_ref & pr) {
|
|
||||||
r = q;
|
|
||||||
// Keep applying reduce_quantifier1 until r doesn't change anymore
|
|
||||||
do {
|
|
||||||
proof_ref curr_pr(m);
|
|
||||||
q = to_quantifier(r);
|
|
||||||
reduce_quantifier1(q, r, curr_pr);
|
|
||||||
if (m.proofs_enabled()) {
|
|
||||||
pr = m.mk_transitivity(pr, curr_pr);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} while (q != r && is_quantifier(r));
|
|
||||||
|
|
||||||
m_new_exprs.reset();
|
void operator()(expr_ref_vector& r) {
|
||||||
}
|
while (reduce_var_set(r)) ;
|
||||||
|
m_new_exprs.reset();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ast_manager& get_manager() const { return m; }
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}; // namespace eq
|
||||||
|
|
||||||
void operator()(expr_ref_vector& r) {
|
// ------------------------------------------------------------
|
||||||
while (reduce_var_set(r)) ;
|
// basic destructive equality (and disequality) resolution for arrays.
|
||||||
m_new_exprs.reset();
|
|
||||||
}
|
namespace ar {
|
||||||
|
class der {
|
||||||
|
ast_manager& m;
|
||||||
|
is_variable_proc* m_is_variable;
|
||||||
|
|
||||||
|
bool is_variable(expr * e) const {
|
||||||
|
return (*m_is_variable)(e);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
|
||||||
|
der(ast_manager& m): m(m), m_is_variable(0) {}
|
||||||
|
|
||||||
|
void operator()(expr_ref_vector& fmls) {
|
||||||
|
IF_VERBOSE(1, verbose_stream() << "Todo: eliminate arrays\n";);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void set_is_variable_proc(is_variable_proc& proc) { m_is_variable = &proc;}
|
||||||
|
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}; // namespace ar
|
||||||
|
|
||||||
ast_manager& get_manager() const { return m; }
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// ------------------------------------------------------------
|
// ------------------------------------------------------------
|
||||||
// fm_tactic adapted to eliminate designated de-Brujin indices.
|
// fm_tactic adapted to eliminate designated de-Brujin indices.
|
||||||
|
@ -1808,7 +1835,6 @@ namespace fm {
|
||||||
|
|
||||||
void set_is_variable_proc(is_variable_proc& proc) { m_is_variable = &proc;}
|
void set_is_variable_proc(is_variable_proc& proc) { m_is_variable = &proc;}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void operator()(expr_ref_vector& fmls) {
|
void operator()(expr_ref_vector& fmls) {
|
||||||
init(fmls);
|
init(fmls);
|
||||||
init_use_list(fmls);
|
init_use_list(fmls);
|
||||||
|
@ -1873,12 +1899,13 @@ namespace fm {
|
||||||
|
|
||||||
class qe_lite::impl {
|
class qe_lite::impl {
|
||||||
ast_manager& m;
|
ast_manager& m;
|
||||||
der2 m_der;
|
|
||||||
params_ref m_params;
|
params_ref m_params;
|
||||||
|
eq::der m_der;
|
||||||
fm::fm m_fm;
|
fm::fm m_fm;
|
||||||
|
ar::der m_array_der;
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
impl(ast_manager& m): m(m), m_der(m), m_fm(m, m_params) {}
|
impl(ast_manager& m): m(m), m_der(m), m_fm(m, m_params), m_array_der(m) {}
|
||||||
|
|
||||||
void operator()(app_ref_vector& vars, expr_ref& fml) {
|
void operator()(app_ref_vector& vars, expr_ref& fml) {
|
||||||
if (vars.empty()) {
|
if (vars.empty()) {
|
||||||
|
@ -1928,10 +1955,16 @@ public:
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void operator()(uint_set const& index_set, bool index_of_bound, expr_ref& fml) {
|
void operator()(uint_set const& index_set, bool index_of_bound, expr_ref& fml) {
|
||||||
expr_ref_vector conjs(m);
|
expr_ref_vector disjs(m);
|
||||||
conjs.push_back(fml);
|
datalog::flatten_or(fml, disjs);
|
||||||
(*this)(index_set, index_of_bound, conjs);
|
for (unsigned i = 0; i < disjs.size(); ++i) {
|
||||||
bool_rewriter(m).mk_and(conjs.size(), conjs.c_ptr(), fml);
|
expr_ref_vector conjs(m);
|
||||||
|
conjs.push_back(disjs[i].get());
|
||||||
|
(*this)(index_set, index_of_bound, conjs);
|
||||||
|
bool_rewriter(m).mk_and(conjs.size(), conjs.c_ptr(), fml);
|
||||||
|
disjs[i] = fml;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
bool_rewriter(m).mk_or(disjs.size(), disjs.c_ptr(), fml);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -1941,9 +1974,11 @@ public:
|
||||||
TRACE("qe_lite", for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) tout << mk_pp(fmls[i].get(), m) << "\n";);
|
TRACE("qe_lite", for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) tout << mk_pp(fmls[i].get(), m) << "\n";);
|
||||||
IF_VERBOSE(3, for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) verbose_stream() << mk_pp(fmls[i].get(), m) << "\n";);
|
IF_VERBOSE(3, for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) verbose_stream() << mk_pp(fmls[i].get(), m) << "\n";);
|
||||||
m_der.set_is_variable_proc(is_var);
|
m_der.set_is_variable_proc(is_var);
|
||||||
m_der(fmls);
|
|
||||||
m_fm.set_is_variable_proc(is_var);
|
m_fm.set_is_variable_proc(is_var);
|
||||||
|
m_array_der.set_is_variable_proc(is_var);
|
||||||
|
m_der(fmls);
|
||||||
m_fm(fmls);
|
m_fm(fmls);
|
||||||
|
m_array_der(fmls);
|
||||||
TRACE("qe_lite", for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) tout << mk_pp(fmls[i].get(), m) << "\n";);
|
TRACE("qe_lite", for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) tout << mk_pp(fmls[i].get(), m) << "\n";);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -1,5 +1,5 @@
|
||||||
/*++
|
/*++
|
||||||
Copyright (c) 2010 Microsoft Corporation
|
Copyright (c) 2012 Microsoft Corporation
|
||||||
|
|
||||||
Module Name:
|
Module Name:
|
||||||
|
|
||||||
|
|
Loading…
Add table
Add a link
Reference in a new issue