src/HaskStrongToWeak.v

   1 (*********************************************************************************************************************************)
   2 (* HaskStrongToWeak: convert HaskStrong to HaskWeak                                                                              *)
   3 (*********************************************************************************************************************************)
   4
   5 Generalizable All Variables.
   6 Require Import Preamble.
   7 Require Import General.
   8 Require Import NaturalDeduction.
   9 Require Import Coq.Strings.String.
  10 Require Import Coq.Lists.List.
  11 Require Import Coq.Init.Specif.
  12 Require Import HaskKinds.
  13 Require Import HaskLiteralsAndTyCons.
  14 Require Import HaskWeakTypes.
  15 Require Import HaskWeakVars.
  16 Require Import HaskWeak.
  17 Require Import HaskStrongTypes.
  18 Require Import HaskStrong.
  19 Require Import HaskCoreVars.
  20
  21 Fixpoint mfresh (f:Fresh Kind (fun _ => WeakTypeVar))(lk:list Kind){Γ}(ite:IList _ (fun _ => WeakTypeVar) Γ)
  22   : (Fresh Kind (fun _ => WeakTypeVar)) * ((vec WeakTypeVar (length lk)) * (IList _ (fun _ => WeakTypeVar) (app lk Γ))) :=
  23   match lk as LK return (Fresh Kind (fun _ => WeakTypeVar)) * ((vec WeakTypeVar (length LK)) *
  24                           (IList _ (fun _ => WeakTypeVar) (app LK Γ))) with
  25   | nil    => (f,(vec_nil,ite))
  26   | k::lk' =>
  27     let (f',varsite') := mfresh f lk' ite
  28     in  let (vars,ite') := varsite'
  29     in  let (v,f'') := next _ _ f' k
  30     in (f'',((v:::vars),v::::ite'))
  31   end.
  32
  33 Fixpoint rawHaskTypeToWeakType (f:Fresh Kind (fun _ => WeakTypeVar)){κ}(rht:RawHaskType (fun _ => WeakTypeVar) κ)
  34  {struct rht} : WeakType :=
  35 match rht with
  36   | TVar  _  v                 => WTyVarTy v
  37   | TCon      tc              => WTyCon tc
  38   | TCoerc _ t1 t2 t3          => WCoFunTy (rawHaskTypeToWeakType f t1) (rawHaskTypeToWeakType f t2) (rawHaskTypeToWeakType f t3)
  39   | TArrow                    => WFunTyCon
  40   | TApp  _ _  t1 t2             => WAppTy (rawHaskTypeToWeakType f t1) (rawHaskTypeToWeakType f t2)
  41   | TAll    k rht'            => let (tv,f') := next _ _ f k in WForAllTy tv (rawHaskTypeToWeakType f' (rht' tv))
  42   | TCode   t1 t2             =>
  43     match (rawHaskTypeToWeakType f t1) with
  44       | WTyVarTy ec => WCodeTy ec (rawHaskTypeToWeakType f t2)
  45       | impossible  => impossible  (* TODO: find a way to convince Coq this can't happen *)
  46     end
  47   | TyFunApp    tfc tls         => WTyFunApp tfc (rawHaskTypeListToWeakType f tls)
  48 end
  49 with rawHaskTypeListToWeakType (f:Fresh Kind (fun _ => WeakTypeVar)){κ}(rht:RawHaskTypeList κ) :=
  50 match rht with
  51   | TyFunApp_nil   => nil
  52   | TyFunApp_cons  κ kl rht' rhtl' => (rawHaskTypeToWeakType f rht')::(rawHaskTypeListToWeakType f rhtl')
  53 end.
  54
  55 Definition typeToWeakType (f:Fresh Kind (fun _ => WeakTypeVar))
  56   {Γ}{κ}(τ:HaskType Γ κ)(φ:InstantiatedTypeEnv (fun _ => WeakTypeVar) Γ) : WeakType :=
  57   rawHaskTypeToWeakType f (τ _ φ).
  58
  59 (* This can be used to turn HaskStrong's with arbitrary expression variables into HaskStrong's which use WeakExprVar's
  60  * for their variables; those can subsequently be passed to the following function (strongExprToWeakExpr) *)
  61 (*
  62 Definition reindexStrongExpr {VV}{HH}{eqVV:EqDecidable VV}{eqHH:EqDecidable HH}
  63   {Γ}{Δ}{ξ}{lev}(exp:@Expr VV eqVV Γ Δ ξ lev) : { ξ' : HH -> LeveledHaskType Γ & @Expr HH eqHH Γ Δ ξ' lev }.
  64   Defined.
  65   *)
  66
  67 Definition updateITE {Γ:TypeEnv}{TV:Kind->Type}{κ}(tv:TV κ)(ite:InstantiatedTypeEnv TV Γ) : InstantiatedTypeEnv TV (κ::Γ)
  68   := tv::::ite.
  69
  70 Variable Prelude_error : forall {A}, string -> A.   Extract Inlined Constant Prelude_error => "Prelude.error".
  71
  72 Section strongExprToWeakExpr.
  73
  74   Context (hetmet_brak : WeakExprVar).
  75   Context (hetmet_esc  : WeakExprVar).
  76
  77   Fixpoint strongExprToWeakExpr {Γ}{Δ}{ξ}{τ}
  78     (ftv:Fresh Kind                (fun _ => WeakTypeVar))
  79     (fcv:Fresh (WeakType*WeakType) (fun _ => WeakCoerVar))
  80     (fev:Fresh WeakType            (fun _ => WeakExprVar))
  81     (exp:@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ τ)
  82     : InstantiatedTypeEnv (fun _ => WeakTypeVar) Γ -> WeakExpr :=
  83   match exp as E in @Expr _ _ G D X L return InstantiatedTypeEnv (fun _ => WeakTypeVar) G -> WeakExpr with
  84   | EVar  Γ' _ ξ' ev              => fun ite => WEVar (weakExprVar ev (@typeToWeakType ftv Γ' ★  (unlev (ξ' ev)) ite))
  85   | ELit  _ _ _ lit _             => fun ite => WELit lit
  86   | EApp  Γ' _ _ _ _ _ e1 e2      => fun ite => WEApp (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e1 ite) (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e2 ite)
  87   | ELam  Γ'   _ _ _ t _ cv e     => fun ite => WELam (weakExprVar cv (typeToWeakType ftv t ite)) (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e ite)
  88   | ELet  Γ' _ _ t _ _ ev e1 e2   => fun ite => WELet (weakExprVar ev (typeToWeakType ftv t ite)) (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e1 ite) (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e2 ite)
  89   | EEsc  Γ' _ _ ec t _ e         => fun ite => WEEsc  hetmet_esc (ec _ ite) (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e ite) (typeToWeakType ftv t ite)
  90   | EBrak Γ' _ _ ec t _ e         => fun ite => WEBrak hetmet_brak (ec _ ite) (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e ite) (typeToWeakType ftv t ite)
  91   | ENote _ _ _ _ n e             => fun ite => WENote n (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e ite)
  92   | ETyApp  Γ Δ κ σ τ ξ l       e => fun ite => WETyApp (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e ite) (typeToWeakType ftv τ ite)
  93   | ELetRec _ _ _ _ _ vars elrb e => fun ite => WELetRec (exprLetRec2WeakExprLetRec ftv fcv fev elrb ite)(strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e ite)
  94   | ECast Γ Δ ξ t1 t2 γ l e       => fun ite => Prelude_error "FIXME: strongExprToWeakExpr.ECast not implemented"
  95   | ECoApp Γ Δ κ σ₁ σ₂ γ σ ξ l e  => fun ite => Prelude_error "FIXME: strongExprToWeakExpr.ECoApp not implemented"
  96   | ECase Γ Δ ξ l tc tbranches atypes e alts => fun ite =>
  97     let (ev,fev') := next _ _ fev (typeToWeakType ftv (unlev (caseType tc atypes @@ l)) ite) in
  98      WECase
  99       ev
 100       (strongExprToWeakExpr ftv fcv fev' e ite)
 101       (@typeToWeakType ftv Γ _ tbranches ite)
 102       tc
 103       (ilist_to_list (@ilmap _ _ (fun _ => WeakType) _ (fun _ t => typeToWeakType ftv t ite) atypes))
 104       ((fix caseBranches
 105         (tree:Tree ??{ scb : StrongCaseBranchWithVVs _ _ tc atypes
 106                               & Expr (sac_Γ scb Γ)
 107                                      (sac_Δ scb Γ atypes (weakCK'' Δ))
 108                                      (update_ξ (weakLT'○ξ) (vec2list (vec_map
 109                                        (fun x => ((fst x),(snd x @@ weakL' l))) (scbwv_varstypes scb))))
 110                                      (weakLT' (tbranches@@l)) })
 111         : Tree ??(WeakAltCon * list WeakTypeVar * list WeakCoerVar * list WeakExprVar * WeakExpr) :=
 112         match tree with
 113           | T_Leaf None     => []
 114           | T_Leaf (Some x) => let (scb,e) := x in
 115             let (ftv',evarsite') := mfresh ftv _ ite in
 116             let fcv' :=  fcv in
 117               let (evars,ite') := evarsite' in
 118               [(sac_altcon scb,
 119                 vec2list evars,
 120                 nil (*FIXME*),
 121                 map (fun vt => weakExprVar (fst vt) (typeToWeakType ftv' (snd vt) ite')) (vec2list (scbwv_varstypes scb)),
 122                 strongExprToWeakExpr ftv' fcv' fev' e ite'
 123               )]
 124           | T_Branch b1 b2  => (caseBranches b1),,(caseBranches b2)
 125         end
 126       ) alts)
 127   | ETyLam _ _ _ k _ _ e          => fun ite =>
 128     let (tv,ftv') := next _ _ ftv k in WETyLam tv (strongExprToWeakExpr ftv' fcv fev e (updateITE tv ite))
 129   | ECoLam Γ Δ κ σ σ₁ σ₂ ξ l e => fun ite =>
 130     let t1' := typeToWeakType ftv σ₁ ite in
 131     let t2' := typeToWeakType ftv σ₂ ite in
 132     let (cv,fcv') := next _ _ fcv (t1',t2') in WECoLam cv (strongExprToWeakExpr ftv fcv' fev e ite)
 133   end
 134   with exprLetRec2WeakExprLetRec {Γ}{Δ}{ξ}{τ}{vars}
 135     (ftv:Fresh Kind                (fun _ => WeakTypeVar))
 136     (fcv:Fresh (WeakType*WeakType) (fun _ => WeakCoerVar))
 137     (fev:Fresh WeakType            (fun _ => WeakExprVar))
 138     (elrb:@ELetRecBindings _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ τ vars)
 139     : InstantiatedTypeEnv (fun _ => WeakTypeVar) Γ -> Tree ??(WeakExprVar * WeakExpr) :=
 140   match elrb as E in ELetRecBindings G D X L V
 141      return InstantiatedTypeEnv (fun _ => WeakTypeVar) G -> Tree ??(WeakExprVar * WeakExpr) with
 142   | ELR_nil    _ _ _ _           => fun ite => []
 143   | ELR_leaf   _ _ ξ' cv v e    => fun ite => [((weakExprVar v (typeToWeakType ftv (unlev (ξ' v)) ite)),(strongExprToWeakExpr ftv fcv fev e ite))]
 144   | ELR_branch _ _ _ _ _ _ b1 b2 => fun ite => (exprLetRec2WeakExprLetRec ftv fcv fev b1 ite),, (exprLetRec2WeakExprLetRec ftv fcv fev b2 ite)
 145   end.
 146 End strongExprToWeakExpr.