Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : /******************************************************************************
       2                 :            :  * Top contributors (to current version):
       3                 :            :  *   Andrew Reynolds, Mathias Preiner, Hans-Joerg Schurr
       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                 :            :  * The module for managing witness form conversion in proofs.
      14                 :            :  */
      15                 :            : 
      16                 :            : #include "smt/witness_form.h"
      17                 :            : 
      18                 :            : #include "expr/skolem_manager.h"
      19                 :            : #include "smt/env.h"
      20                 :            : #include "theory/rewriter.h"
      21                 :            : 
      22                 :            : namespace cvc5::internal {
      23                 :            : namespace smt {
      24                 :            : 
      25                 :      20160 : WitnessFormGenerator::WitnessFormGenerator(Env& env)
      26                 :      40320 :     : d_rewriter(env.getRewriter()),
      27                 :            :       d_tcpg(env,
      28                 :            :              nullptr,
      29                 :            :              TConvPolicy::FIXPOINT,
      30                 :            :              TConvCachePolicy::NEVER,
      31                 :            :              "WfGenerator::TConvProofGenerator",
      32                 :            :              nullptr,
      33                 :            :              true),
      34                 :            :       d_wintroPf(env, nullptr, nullptr, "WfGenerator::LazyCDProof"),
      35                 :      20160 :       d_pskPf(env, nullptr, "WfGenerator::PurifySkolemProof")
      36                 :            : {
      37                 :      20160 : }
      38                 :            : 
      39                 :      31272 : std::shared_ptr<ProofNode> WitnessFormGenerator::getProofFor(Node eq)
      40                 :            : {
      41         [ -  + ]:      31272 :   if (eq.getKind() != Kind::EQUAL)
      42                 :            :   {
      43                 :            :     // expecting an equality
      44                 :          0 :     return nullptr;
      45                 :            :   }
      46                 :      62544 :   Node lhs = eq[0];
      47                 :      62544 :   Node rhs = convertToWitnessForm(eq[0]);
      48         [ -  + ]:      31272 :   if (rhs != eq[1])
      49                 :            :   {
      50                 :            :     // expecting witness form
      51                 :          0 :     return nullptr;
      52                 :            :   }
      53                 :      62544 :   std::shared_ptr<ProofNode> pn = d_tcpg.getProofFor(eq);
      54 [ -  + ][ -  + ]:      31272 :   Assert(pn != nullptr);
                 [ -  - ]
      55                 :      31272 :   return pn;
      56                 :            : }
      57                 :            : 
      58                 :          0 : std::string WitnessFormGenerator::identify() const
      59                 :            : {
      60                 :          0 :   return "WitnessFormGenerator";
      61                 :            : }
      62                 :            : 
      63                 :      31272 : Node WitnessFormGenerator::convertToWitnessForm(Node t)
      64                 :            : {
      65                 :      31272 :   Node tw = SkolemManager::getOriginalForm(t);
      66         [ -  + ]:      31272 :   if (t == tw)
      67                 :            :   {
      68                 :            :     // trivial case
      69                 :          0 :     return tw;
      70                 :            :   }
      71                 :      31272 :   std::unordered_set<Node>::iterator it;
      72                 :      62544 :   std::vector<TNode> visit;
      73                 :      62544 :   TNode cur;
      74                 :      62544 :   TNode curw;
      75                 :      31272 :   visit.push_back(t);
      76                 :     292252 :   do
      77                 :            :   {
      78                 :     323524 :     cur = visit.back();
      79                 :     323524 :     visit.pop_back();
      80                 :     323524 :     it = d_visited.find(cur);
      81         [ +  + ]:     323524 :     if (it == d_visited.end())
      82                 :            :     {
      83                 :     146951 :       d_visited.insert(cur);
      84                 :     146951 :       curw = SkolemManager::getOriginalForm(cur);
      85                 :            :       // if its original form is different
      86         [ +  + ]:     146951 :       if (cur != curw)
      87                 :            :       {
      88         [ +  + ]:     106452 :         if (cur.isVar())
      89                 :            :         {
      90                 :      18762 :           curw = SkolemManager::getUnpurifiedForm(cur);
      91                 :      37524 :           Node eq = cur.eqNode(curw);
      92                 :            :           // equality between a variable and its unpurified form
      93                 :      18762 :           d_eqs.insert(eq);
      94                 :            :           // ------- SKOLEM_INTRO
      95                 :            :           // k = t
      96                 :      37524 :           d_wintroPf.addStep(eq, ProofRule::SKOLEM_INTRO, {}, {cur});
      97                 :      18762 :           d_tcpg.addRewriteStep(
      98                 :            :               cur, curw, &d_wintroPf, true, TrustId::NONE, true);
      99                 :            :           // recursively transform
     100                 :      18762 :           visit.push_back(curw);
     101                 :            :         }
     102                 :            :         else
     103                 :            :         {
     104                 :            :           // A term whose original form is different from itself, recurse.
     105                 :            :           // It should be the case that cur has children, since the original
     106                 :            :           // form of constants are themselves.
     107 [ -  + ][ -  + ]:      87690 :           Assert(cur.getNumChildren() > 0);
                 [ -  - ]
     108         [ +  - ]:      87690 :           if (cur.hasOperator())
     109                 :            :           {
     110                 :      87690 :             visit.push_back(cur.getOperator());
     111                 :            :           }
     112                 :      87690 :           visit.insert(visit.end(), cur.begin(), cur.end());
     113                 :            :         }
     114                 :            :       }
     115                 :            :     }
     116         [ +  + ]:     323524 :   } while (!visit.empty());
     117                 :      31272 :   return tw;
     118                 :            : }
     119                 :            : 
     120                 :     212895 : bool WitnessFormGenerator::requiresWitnessFormTransform(Node t, Node s) const
     121                 :            : {
     122                 :     212895 :   return d_rewriter->rewrite(t) != d_rewriter->rewrite(s);
     123                 :            : }
     124                 :            : 
     125                 :      59795 : bool WitnessFormGenerator::requiresWitnessFormIntro(Node t) const
     126                 :            : {
     127                 :      59795 :   Node tr = d_rewriter->rewrite(t);
     128 [ +  + ][ -  + ]:     119590 :   return !tr.isConst() || !tr.getConst<bool>();
     129                 :            : }
     130                 :            : 
     131                 :          0 : const std::unordered_set<Node>& WitnessFormGenerator::getWitnessFormEqs() const
     132                 :            : {
     133                 :          0 :   return d_eqs;
     134                 :            : }
     135                 :            : 
     136                 :            : }  // namespace smt
     137                 :            : }  // namespace cvc5::internal