Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : /******************************************************************************
       2                 :            :  * Top contributors (to current version):
       3                 :            :  *   Tim King, Mathias Preiner, Clark Barrett
       4                 :            :  *
       5                 :            :  * This file is part of the cvc5 project.
       6                 :            :  *
       7                 :            :  * Copyright (c) 2009-2025 by the authors listed in the file AUTHORS
       8                 :            :  * in the top-level source directory and their institutional affiliations.
       9                 :            :  * All rights reserved.  See the file COPYING in the top-level source
      10                 :            :  * directory for licensing information.
      11                 :            :  * ****************************************************************************
      12                 :            :  *
      13                 :            :  * [[ Add one-line brief description here ]]
      14                 :            :  *
      15                 :            :  * [[ Add lengthier description here ]]
      16                 :            :  * \todo document this file
      17                 :            :  */
      18                 :            : 
      19                 :            : #pragma once
      20                 :            : 
      21                 :            : #include "expr/node.h"
      22                 :            : #include "theory/arith/linear/arithvar.h"
      23                 :            : #include "theory/arith/linear/bound_counts.h"
      24                 :            : #include "theory/arith/linear/constraint_forward.h"
      25                 :            : #include "theory/inference_id.h"
      26                 :            : #include "util/rational.h"
      27                 :            : 
      28                 :            : namespace cvc5::internal {
      29                 :            : 
      30                 :            : class ProofNode;
      31                 :            : 
      32                 :            : namespace theory {
      33                 :            : namespace arith::linear {
      34                 :            : 
      35                 :            : class TheoryArithPrivate;
      36                 :            : 
      37                 :            : /**
      38                 :            :  * ArithVarCallBack provides a mechanism for agreeing on callbacks while
      39                 :            :  * breaking mutual recursion inclusion order problems.
      40                 :            :  */
      41                 :            : class ArithVarCallBack {
      42                 :            : public:
      43                 :     101244 :   virtual ~ArithVarCallBack() {}
      44                 :            :   virtual void operator()(ArithVar x) = 0;
      45                 :            : };
      46                 :            : 
      47                 :            : /**
      48                 :            :  * Requests arithmetic variables for internal use,
      49                 :            :  * and releases arithmetic variables that are no longer being used.
      50                 :            :  */
      51                 :            : class ArithVarMalloc {
      52                 :            : public:
      53                 :     607976 :   virtual ~ArithVarMalloc() {}
      54                 :            :   virtual ArithVar request() = 0;
      55                 :            :   virtual void release(ArithVar v) = 0;
      56                 :            : };
      57                 :            : 
      58                 :            : class TNodeCallBack {
      59                 :            : public:
      60                 :     101244 :   virtual ~TNodeCallBack() {}
      61                 :            :   virtual void operator()(TNode n) = 0;
      62                 :            : };
      63                 :            : 
      64                 :            : class NodeCallBack {
      65                 :            : public:
      66                 :            :   virtual ~NodeCallBack() {}
      67                 :            :   virtual void operator()(Node n) = 0;
      68                 :            : };
      69                 :            : 
      70                 :            : class RationalCallBack {
      71                 :            : public:
      72                 :     101244 :   virtual ~RationalCallBack() {}
      73                 :            :   virtual Rational operator()() const = 0;
      74                 :            : };
      75                 :            : 
      76                 :            : class SetupLiteralCallBack : public TNodeCallBack {
      77                 :            : private:
      78                 :            :   TheoryArithPrivate& d_arith;
      79                 :            : public:
      80                 :            :   SetupLiteralCallBack(TheoryArithPrivate& ta);
      81                 :            :   void operator()(TNode lit) override;
      82                 :            : };
      83                 :            : 
      84                 :            : class DeltaComputeCallback : public RationalCallBack {
      85                 :            : private:
      86                 :            :   const TheoryArithPrivate& d_ta;
      87                 :            : public:
      88                 :            :   DeltaComputeCallback(const TheoryArithPrivate& ta);
      89                 :            :   Rational operator()() const override;
      90                 :            : };
      91                 :            : 
      92                 :            : class BasicVarModelUpdateCallBack : public ArithVarCallBack{
      93                 :            : private:
      94                 :            :   TheoryArithPrivate& d_ta;
      95                 :            : public:
      96                 :            :   BasicVarModelUpdateCallBack(TheoryArithPrivate& ta);
      97                 :            :   void operator()(ArithVar x) override;
      98                 :            : };
      99                 :            : 
     100                 :            : class TempVarMalloc : public ArithVarMalloc {
     101                 :            : private:
     102                 :            :   TheoryArithPrivate& d_ta;
     103                 :            : public:
     104                 :            :   TempVarMalloc(TheoryArithPrivate& ta);
     105                 :            :   ArithVar request() override;
     106                 :            :   void release(ArithVar v) override;
     107                 :            : };
     108                 :            : 
     109                 :            : class RaiseConflict {
     110                 :            : private:
     111                 :            :   TheoryArithPrivate& d_ta;
     112                 :            : public:
     113                 :            :   RaiseConflict(TheoryArithPrivate& ta);
     114                 :            : 
     115                 :            :   /** Calls d_ta.raiseConflict(c) */
     116                 :            :   void raiseConflict(ConstraintCP c, InferenceId id) const;
     117                 :            : };
     118                 :            : 
     119                 :            : class FarkasConflictBuilder {
     120                 :            : private:
     121                 :            :   RationalVector d_farkas;
     122                 :            :   ConstraintCPVec d_constraints;
     123                 :            :   ConstraintCP d_consequent;
     124                 :            :   bool d_consequentSet;
     125                 :            :   bool d_produceProofs;
     126                 :            : 
     127                 :            :  public:
     128                 :            : 
     129                 :            :   /**
     130                 :            :    * Constructs a new FarkasConflictBuilder.
     131                 :            :    */
     132                 :            :   FarkasConflictBuilder(bool produceProofs);
     133                 :            : 
     134                 :            :   /**
     135                 :            :    * Adds an antecedent constraint to the conflict under construction
     136                 :            :    * with the farkas coefficient fc * mult.
     137                 :            :    *
     138                 :            :    * The value mult is either 1 or -1.
     139                 :            :    */
     140                 :            :   void addConstraint(ConstraintCP c, const Rational& fc, const Rational& mult);
     141                 :            : 
     142                 :            :   /**
     143                 :            :    * Adds an antecedent constraint to the conflict under construction
     144                 :            :    * with the farkas coefficient fc.
     145                 :            :    */
     146                 :            :   void addConstraint(ConstraintCP c, const Rational& fc);
     147                 :            :   
     148                 :            :   /**
     149                 :            :    * Makes the last constraint added the consequent.
     150                 :            :    * Can be done exactly once per reset().
     151                 :            :    */
     152                 :            :   void makeLastConsequent();
     153                 :            :   
     154                 :            :   /**
     155                 :            :    * Turns the antecendents into a proof of the negation of one of the
     156                 :            :    * antecedents.
     157                 :            :    *
     158                 :            :    * The buffer is no longer underConstruction afterwards.
     159                 :            :    *
     160                 :            :    * precondition:
     161                 :            :    * - At least two constraints have been asserted.
     162                 :            :    * - makeLastConsequent() has been called.
     163                 :            :    *
     164                 :            :    * postcondition: The returned constraint is in conflict.
     165                 :            :    */
     166                 :            :   ConstraintCP commitConflict();
     167                 :            : 
     168                 :            :   /** Returns true if a conflict has been pushed back since the last reset. */
     169                 :            :   bool underConstruction() const;
     170                 :            :   
     171                 :            :   /** Returns true if the consequent has been set since the last reset. */
     172                 :            :   bool consequentIsSet() const;
     173                 :            : 
     174                 :            :   /** Resets the state of the buffer. */
     175                 :            :   void reset();
     176                 :            : };
     177                 :            : 
     178                 :            : 
     179                 :            : class RaiseEqualityEngineConflict {
     180                 :            : private:
     181                 :            :   TheoryArithPrivate& d_ta;
     182                 :            :   
     183                 :            : public:
     184                 :            :   RaiseEqualityEngineConflict(TheoryArithPrivate& ta);
     185                 :            : 
     186                 :            :   /* If you are not an equality engine, don't use this!
     187                 :            :    *
     188                 :            :    * The proof should prove that `n` is a conflict.
     189                 :            :    * */
     190                 :            :   void raiseEEConflict(Node n, std::shared_ptr<ProofNode> pf) const;
     191                 :            : };
     192                 :            : 
     193                 :            : class BoundCountingLookup {
     194                 :            : private:
     195                 :            :   TheoryArithPrivate& d_ta;
     196                 :            : public:
     197                 :            :   BoundCountingLookup(TheoryArithPrivate& ta);
     198                 :            :   const BoundsInfo& boundsInfo(ArithVar basic) const;
     199                 :            :   BoundCounts atBounds(ArithVar basic) const;
     200                 :            :   BoundCounts hasBounds(ArithVar basic) const;
     201                 :            : };
     202                 :            : 
     203                 :            : }  // namespace arith
     204                 :            : }  // namespace theory
     205                 :            : }  // namespace cvc5::internal