1 | |
---|
2 | include "Csem.ma". |
---|
3 | |
---|
4 | include "extralib.ma". |
---|
5 | include "IOMonad.ma". |
---|
6 | |
---|
7 | include "Plogic/russell_support.ma". |
---|
8 | |
---|
9 | ndefinition P_to_P_option_res : ∀A:Type[0].∀P:A → CProp[0].option (res A) → CProp[0] ≝ |
---|
10 | λA,P,a.match a with [ None ⇒ False | Some y ⇒ match y return λ_.CProp[0] with [ Error ⇒ True | OK z ⇒ P z ]]. |
---|
11 | |
---|
12 | ndefinition err_inject : ∀A.∀P:A → Prop.∀a:option (res A).∀p:P_to_P_option_res A P a.res (sigma A P) ≝ |
---|
13 | λA.λP:A → Prop.λa:option (res A).λp:P_to_P_option_res A P a. |
---|
14 | (match a return λa'.a=a' → res (sigma A P) with |
---|
15 | [ None ⇒ λe1.? |
---|
16 | | Some b ⇒ λe1.(match b return λb'.b=b' → ? with |
---|
17 | [ Error ⇒ λ_. Error ? |
---|
18 | | OK c ⇒ λe2. OK ? (sig_intro A P c ?) |
---|
19 | ]) (refl ? b) |
---|
20 | ]) (refl ? a). |
---|
21 | ##[ nrewrite > e1 in p; nnormalize; *; |
---|
22 | ##| nrewrite > e1 in p; nrewrite > e2; nnormalize; // |
---|
23 | ##] nqed. |
---|
24 | |
---|
25 | ndefinition err_eject : ∀A.∀P: A → Prop. res (sigma A P) → res A ≝ |
---|
26 | λA,P,a.match a with [ Error ⇒ Error ? | OK b ⇒ |
---|
27 | match b with [ sig_intro w p ⇒ OK ? w] ]. |
---|
28 | |
---|
29 | ndefinition sig_eject : ∀A.∀P: A → Prop. sigma A P → A ≝ |
---|
30 | λA,P,a.match a with [ sig_intro w p ⇒ w]. |
---|
31 | |
---|
32 | ncoercion err_inject : |
---|
33 | ∀A.∀P:A → Prop.∀a.∀p:P_to_P_option_res ? P a.res (sigma A P) ≝ err_inject |
---|
34 | on a:option (res ?) to res (sigma ? ?). |
---|
35 | ncoercion err_eject : ∀A.∀P:A → Prop.∀c:res (sigma A P).res A ≝ err_eject |
---|
36 | on _c:res (sigma ? ?) to res ?. |
---|
37 | ncoercion sig_eject : ∀A.∀P:A → Prop.∀c:sigma A P.A ≝ sig_eject |
---|
38 | on _c:sigma ? ? to ?. |
---|
39 | |
---|
40 | ndefinition bool_of_val_3 : ∀v:val. ∀ty:type. res (Σr:bool. bool_of_val v ty (of_bool r)) ≝ |
---|
41 | λv,ty. match v in val with |
---|
42 | [ Vint i ⇒ match ty with |
---|
43 | [ Tint _ _ ⇒ Some ? (OK ? (¬eq i zero)) |
---|
44 | | Tpointer _ _ ⇒ Some ? (OK ? (¬eq i zero)) |
---|
45 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
46 | ] |
---|
47 | | Vfloat f ⇒ match ty with |
---|
48 | [ Tfloat _ ⇒ Some ? (OK ? (¬Fcmp Ceq f Fzero)) |
---|
49 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
50 | ] |
---|
51 | | Vptr _ _ _ ⇒ match ty with |
---|
52 | [ Tint _ _ ⇒ Some ? (OK ? true) |
---|
53 | | Tpointer _ _ ⇒ Some ? (OK ? true) |
---|
54 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
55 | ] |
---|
56 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
57 | ]. nwhd; //; |
---|
58 | ##[ ##1,2: nlapply (eq_spec c0 zero); nelim (eq c0 zero); |
---|
59 | ##[ ##1,3: #e; nrewrite > e; napply bool_of_val_false; //; |
---|
60 | ##| ##2,4: #ne; napply bool_of_val_true; /2/; |
---|
61 | ##] |
---|
62 | ##| nelim (eq_dec c0 Fzero); |
---|
63 | ##[ #e; nrewrite > e; nrewrite > (Feq_zero_true …); napply bool_of_val_false; //; |
---|
64 | ##| #ne; nrewrite > (Feq_zero_false …); //; napply bool_of_val_true; /2/; |
---|
65 | ##] |
---|
66 | ##| ##4,5: napply bool_of_val_true; // |
---|
67 | ##] nqed. |
---|
68 | |
---|
69 | ndefinition err_eq ≝ λA,P. λx:res (sigma A P). λy:A. |
---|
70 | match x with [ Error ⇒ False | OK x' ⇒ |
---|
71 | match x' with [ sig_intro x'' _ ⇒ x'' = y ]]. |
---|
72 | (* TODO: can I write a coercion for the above? *) |
---|
73 | |
---|
74 | (* Same as before, except we have to use a slightly different "equality". *) |
---|
75 | |
---|
76 | nlemma bool_of_val_3_complete : ∀v,ty,r. bool_of_val v ty r → ∃b. r = of_bool b ∧ err_eq ?? (bool_of_val_3 v ty) b. |
---|
77 | #v ty r H; nelim H; #v t H'; nelim H'; |
---|
78 | ##[ #i is s ne; @ true; @; //; nwhd; nrewrite > (eq_false … ne); //; |
---|
79 | ##| #p b i i0 s; @ true; @; // |
---|
80 | ##| #i p t ne; @ true; @; //; nwhd; nrewrite > (eq_false … ne); //; |
---|
81 | ##| #p b i p0 t0; @ true; @; // |
---|
82 | ##| #f s ne; @ true; @; //; nwhd; nrewrite > (Feq_zero_false … ne); //; |
---|
83 | ##| #i s; @ false; @; //; (*nwhd; nrewrite > (eq_true …); //;*) |
---|
84 | ##| #p t; @ false; @; //; (*nwhd; nrewrite > (eq_true …); //;*) |
---|
85 | ##| #s; @ false; @; //; nwhd; nrewrite > (Feq_zero_true …); //; |
---|
86 | ##] |
---|
87 | nqed. |
---|
88 | |
---|
89 | (* Prove a few minor results to make proof obligations easy. *) |
---|
90 | |
---|
91 | nlemma bind_assoc_r: ∀A,B,C,e,f,g. |
---|
92 | bind B C (bind A B e f) g = bind A C e (λx.bind B C (f x) g). |
---|
93 | #A B C e f g; ncases e; nnormalize; //; nqed. |
---|
94 | |
---|
95 | nlemma bind_OK: ∀A,B,P,e,f. |
---|
96 | (∀v. e = OK A v → match f v with [ Error ⇒ True | OK v' ⇒ P v' ]) → |
---|
97 | match bind A B e f with [ Error ⇒ True | OK v ⇒ P v ]. |
---|
98 | #A B P e f; nelim e; /2/; nqed. |
---|
99 | |
---|
100 | nlemma sig_bind_OK: ∀A,B. ∀P:A → Prop. ∀P':B → Prop. ∀e:res (sigma A P). ∀f:sigma A P → res B. |
---|
101 | (∀v:A. ∀p:P v. match f (sig_intro A P v p) with [ Error ⇒ True | OK v' ⇒ P' v'] ) → |
---|
102 | match bind (sigma A P) B e f with [ Error ⇒ True | OK v' ⇒ P' v' ]. |
---|
103 | #A B P P' e f; nelim e; |
---|
104 | ##[ #v0; nelim v0; #v Hv IH; napply IH; |
---|
105 | ##| #_; napply I; |
---|
106 | ##] nqed. |
---|
107 | |
---|
108 | nlemma bind2_OK: ∀A,B,C,P,e,f. |
---|
109 | (∀v1,v2. e = OK ? 〈v1,v2〉 → match f v1 v2 with [ Error ⇒ True | OK v' ⇒ P v' ]) → |
---|
110 | match bind2 A B C e f with [ Error ⇒ True | OK v ⇒ P v ]. |
---|
111 | #A B C P e f; nelim e; //; #v; ncases v; /2/; nqed. |
---|
112 | |
---|
113 | nlemma sig_bind2_OK: ∀A,B,C. ∀P:A×B → Prop. ∀P':C → Prop. ∀e:res (sigma (A×B) P). ∀f:A → B → res C. |
---|
114 | (∀v1:A.∀v2:B. P 〈v1,v2〉 → match f v1 v2 with [ Error ⇒ True | OK v' ⇒ P' v'] ) → |
---|
115 | match bind2 A B C e f with [ Error ⇒ True | OK v' ⇒ P' v' ]. |
---|
116 | #A B C P P' e f; nelim e; //; |
---|
117 | #v0; nelim v0; #v; nelim v; #v1 v2 Hv IH; napply IH; //; nqed. |
---|
118 | |
---|
119 | nlemma reinject: ∀A. ∀P,P':A → Prop. ∀e:res (sigma A P'). |
---|
120 | (∀v:A. err_eq A P' e v → P' v → P v) → |
---|
121 | match err_eject A P' e with [ Error ⇒ True | OK v' ⇒ P v' ]. |
---|
122 | #A P P' e; ncases e; //; |
---|
123 | #v0; nelim v0; #v Pv' IH; /2/; |
---|
124 | nqed. |
---|
125 | |
---|
126 | nlemma bool_val_distinct: Vtrue ≠ Vfalse. |
---|
127 | @; #H; nwhd in H:(??%%); ndestruct; napply (absurd ? e0 one_not_zero); |
---|
128 | nqed. |
---|
129 | |
---|
130 | nlemma bool_of: ∀v,ty,b. bool_of_val v ty (of_bool b) → |
---|
131 | if b then is_true v ty else is_false v ty. |
---|
132 | #v ty b; ncases b; #H; ninversion H; #v' ty' H' ev et ev; //; |
---|
133 | napply False_ind; napply (absurd ? ev ?); |
---|
134 | ##[ ##2: napply sym_neq ##] napply bool_val_distinct; |
---|
135 | nqed. |
---|
136 | |
---|
137 | ndefinition opt_to_res ≝ λA.λv:option A. match v with [ None ⇒ Error A | Some v ⇒ OK A v ]. |
---|
138 | nlemma opt_OK: ∀A,P,e. |
---|
139 | (∀v. e = Some ? v → P v) → |
---|
140 | match opt_to_res A e with [ Error ⇒ True | OK v ⇒ P v ]. |
---|
141 | #A P e; nelim e; /2/; |
---|
142 | nqed. |
---|
143 | |
---|
144 | nlemma opt_bind_OK: ∀A,B,P,e,f. |
---|
145 | (∀v. e = Some A v → match f v with [ Error ⇒ True | OK v' ⇒ P v' ]) → |
---|
146 | match bind A B (opt_to_res A e) f with [ Error ⇒ True | OK v ⇒ P v ]. |
---|
147 | #A B P e f; nelim e; nnormalize; /2/; nqed. |
---|
148 | |
---|
149 | nlemma extract_subset_pair: ∀A,B,C,P. ∀e:{e:A×B | P e}. ∀Q:A→B→res C. ∀R:C→Prop. |
---|
150 | (∀a,b. eject ?? e = 〈a,b〉 → P 〈a,b〉 → match Q a b with [ OK v ⇒ R v | Error ⇒ True]) → |
---|
151 | match match eject ?? e with [ mk_pair a b ⇒ Q a b ] with [ OK v ⇒ R v | Error ⇒ True ]. |
---|
152 | #A B C P e Q R; ncases e; #e'; ncases e'; nnormalize; |
---|
153 | ##[ #H; napply (False_ind … H); |
---|
154 | ##| #e''; ncases e''; #a b Pab H; nnormalize; /2/; |
---|
155 | ##] nqed. |
---|
156 | |
---|
157 | (* |
---|
158 | nremark err_later: ∀A,B. ∀e:res A. match e with [ Error ⇒ Error B | OK v ⇒ Error B ] = Error B. |
---|
159 | #A B e; ncases e; //; nqed. |
---|
160 | *) |
---|
161 | |
---|
162 | nlet rec try_cast_null (m:mem) (i:int) (ty:type) (ty':type) on i : res (Σv':val. cast m (Vint i) ty ty' v') ≝ |
---|
163 | match eq i zero with |
---|
164 | [ true ⇒ |
---|
165 | match ty with |
---|
166 | [ Tint _ _ ⇒ |
---|
167 | match ty' with |
---|
168 | [ Tpointer _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
169 | | Tarray _ _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
170 | | Tfunction _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
171 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
172 | ] |
---|
173 | | Tpointer _ _ ⇒ |
---|
174 | match ty' with |
---|
175 | [ Tpointer _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
176 | | Tarray _ _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
177 | | Tfunction _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
178 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
179 | ] |
---|
180 | | Tarray _ _ _ ⇒ |
---|
181 | match ty' with |
---|
182 | [ Tpointer _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
183 | | Tarray _ _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
184 | | Tfunction _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
185 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
186 | ] |
---|
187 | | Tfunction _ _ ⇒ |
---|
188 | match ty' with |
---|
189 | [ Tpointer _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
190 | | Tarray _ _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
191 | | Tfunction _ _ ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) |
---|
192 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
193 | ] |
---|
194 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
195 | ] |
---|
196 | | false ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
197 | ]. nwhd; //; nlapply (eq_spec i zero); nrewrite > c0; #e; nrewrite > e; |
---|
198 | ##[ ##1,2,3: napply cast_ip_z ##| ##*: napply cast_pp_z ##] //; nqed. |
---|
199 | |
---|
200 | ndefinition ms_eq_dec : ∀s1,s2:memory_space. (s1 = s2) + (s1 ≠ s2). |
---|
201 | #s1; ncases s1; #s2; ncases s2; /2/; @2; @; #H; ndestruct; nqed. |
---|
202 | |
---|
203 | ndefinition exec_cast : ∀m:mem. ∀v:val. ∀ty:type. ∀ty':type. res (Σv':val. cast m v ty ty' v') ≝ |
---|
204 | λm:mem. λv:val. λty:type. λty':type. |
---|
205 | match v with |
---|
206 | [ Vint i ⇒ |
---|
207 | match ty with |
---|
208 | [ Tint sz1 si1 ⇒ |
---|
209 | match ty' with |
---|
210 | [ Tint sz2 si2 ⇒ Some ? (OK ? (Vint (cast_int_int sz2 si2 i))) |
---|
211 | | Tfloat sz2 ⇒ Some ? (OK ? (Vfloat (cast_float_float sz2 (cast_int_float si1 i)))) |
---|
212 | | Tpointer _ _ ⇒ Some (res val) (do r ← try_cast_null m i ty ty'; OK val r) |
---|
213 | | Tarray _ _ _ ⇒ Some (res val) (do r ← try_cast_null m i ty ty'; OK val r) |
---|
214 | | Tfunction _ _ ⇒ Some (res val) (do r ← try_cast_null m i ty ty'; OK val r) |
---|
215 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
216 | ] |
---|
217 | | Tpointer _ _ ⇒ Some (res val) (do r ← try_cast_null m i ty ty'; OK val r) |
---|
218 | | Tarray _ _ _ ⇒ Some (res val) (do r ← try_cast_null m i ty ty'; OK val r) |
---|
219 | | Tfunction _ _ ⇒ Some (res val) (do r ← try_cast_null m i ty ty'; OK val r) |
---|
220 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
221 | ] |
---|
222 | | Vfloat f ⇒ |
---|
223 | match ty with |
---|
224 | [ Tfloat sz ⇒ |
---|
225 | match ty' with |
---|
226 | [ Tint sz' si' ⇒ Some ? (OK ? (Vint (cast_int_int sz' si' (cast_float_int si' f)))) |
---|
227 | | Tfloat sz' ⇒ Some ? (OK ? (Vfloat (cast_float_float sz' f))) |
---|
228 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
229 | ] |
---|
230 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
231 | ] |
---|
232 | | Vptr p b ofs ⇒ |
---|
233 | Some ? ( |
---|
234 | do s ← match ty with [ Tpointer s _ ⇒ OK ? s | Tarray s _ _ ⇒ OK ? s | Tfunction _ _ ⇒ OK ? Code | _ ⇒ Error ? ]; |
---|
235 | do u ← match ms_eq_dec p s with [ inl _ ⇒ OK ? something | inr _ ⇒ Error ? ]; |
---|
236 | do s' ← match ty' with |
---|
237 | [ Tpointer s _ ⇒ OK ? s | Tarray s _ _ ⇒ OK ? s | Tfunction _ _ ⇒ OK ? Code |
---|
238 | | _ ⇒ Error ? ]; |
---|
239 | if is_pointer_compat (block_space m b) s' |
---|
240 | then OK ? (Vptr s' b ofs) |
---|
241 | else Error ?) |
---|
242 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
243 | ]. nwhd; //; |
---|
244 | ##[ ##1,2,3,4,5,6: napply sig_bind_OK; #v'; #H; ndestruct; napply H; |
---|
245 | ##| napply bind_OK; #s es; |
---|
246 | ncut (type_space ty s); |
---|
247 | ##[ ncases ty in es ⊢ %; |
---|
248 | ##[ #e; ##| ##3,9: #a e; ##| ##2,4,6,7,8: #a b e; ##| #a b c e; ##] nwhd in e:(??%?); ndestruct; //; |
---|
249 | ##| #Hty; |
---|
250 | napply bind_OK; #u1 eeq; |
---|
251 | napply bind_OK; #s' es'; |
---|
252 | ncut (type_space ty' s'); |
---|
253 | ##[ ncases ty' in es' ⊢ %; ##[ #e; ##| ##3,9: #a e; ##| ##2,4,6,7,8: #a b e; ##| #a b c e; ##] |
---|
254 | nwhd in e:(??%?); ndestruct; //; |
---|
255 | ##| #Hty'; |
---|
256 | ncut (s = c0). nelim (ms_eq_dec c0 s) in eeq; //; nnormalize; #_; #e; ndestruct. |
---|
257 | #e; nrewrite < e; |
---|
258 | nwhd in match (is_pointer_compat ??) in ⊢ %; |
---|
259 | ncases (pointer_compat_dec (block_space m c1) s'); #Hcompat; |
---|
260 | nwhd; /2/; |
---|
261 | ##] |
---|
262 | ##] |
---|
263 | ##] nqed. |
---|
264 | |
---|
265 | ndefinition load_value_of_type' ≝ |
---|
266 | λty,m,l. match l with [ mk_pair pl ofs ⇒ match pl with [ mk_pair psp loc ⇒ |
---|
267 | load_value_of_type ty m psp loc ofs ] ]. |
---|
268 | |
---|
269 | (* To make the evaluation of bare lvalue expressions invoke exec_lvalue with |
---|
270 | a structurally smaller value, we break out the surrounding Expr constructor |
---|
271 | and use exec_lvalue'. *) |
---|
272 | |
---|
273 | nlet rec exec_expr (ge:genv) (en:env) (m:mem) (e:expr) on e : res (Σr:val×trace. eval_expr ge en m e (\fst r) (\snd r)) ≝ |
---|
274 | match e with |
---|
275 | [ Expr e' ty ⇒ |
---|
276 | match e' with |
---|
277 | [ Econst_int i ⇒ Some ? (OK ? 〈Vint i, E0〉) |
---|
278 | | Econst_float f ⇒ Some ? (OK ? 〈Vfloat f, E0〉) |
---|
279 | | Evar _ ⇒ Some ? ( |
---|
280 | do 〈l,tr〉 ← exec_lvalue' ge en m e' ty; |
---|
281 | do v ← opt_to_res ? (load_value_of_type' ty m l); |
---|
282 | OK ? 〈v,tr〉) |
---|
283 | | Ederef _ ⇒ Some ? ( |
---|
284 | do 〈l,tr〉 ← exec_lvalue' ge en m e' ty; |
---|
285 | do v ← opt_to_res ? (load_value_of_type' ty m l); |
---|
286 | OK ? 〈v,tr〉) |
---|
287 | | Efield _ _ ⇒ Some ? ( |
---|
288 | do 〈l,tr〉 ← exec_lvalue' ge en m e' ty; |
---|
289 | do v ← opt_to_res ? (load_value_of_type' ty m l); |
---|
290 | OK ? 〈v,tr〉) |
---|
291 | | Eaddrof a ⇒ Some ? ( |
---|
292 | do 〈plo,tr〉 ← exec_lvalue ge en m a; |
---|
293 | OK ? 〈match plo with [ mk_pair pl ofs ⇒ match pl with [ mk_pair pcl loc ⇒ Vptr pcl loc ofs ] ], tr〉) |
---|
294 | | Esizeof ty' ⇒ Some ? (OK ? 〈Vint (repr (sizeof ty')), E0〉) |
---|
295 | | Eunop op a ⇒ Some ? ( |
---|
296 | do 〈v1,tr〉 ← exec_expr ge en m a; |
---|
297 | do v ← opt_to_res ? (sem_unary_operation op v1 (typeof a)); |
---|
298 | OK ? 〈v,tr〉) |
---|
299 | | Ebinop op a1 a2 ⇒ Some ? ( |
---|
300 | do 〈v1,tr1〉 ← exec_expr ge en m a1; |
---|
301 | do 〈v2,tr2〉 ← exec_expr ge en m a2; |
---|
302 | do v ← opt_to_res ? (sem_binary_operation op v1 (typeof a1) v2 (typeof a2) m); |
---|
303 | OK ? 〈v,tr1⧺tr2〉) |
---|
304 | | Econdition a1 a2 a3 ⇒ Some ? ( |
---|
305 | do 〈v,tr1〉 ← exec_expr ge en m a1; |
---|
306 | do b ← bool_of_val_3 v (typeof a1); |
---|
307 | do 〈v',tr2〉 ← match b return λ_.res (val×trace) with |
---|
308 | [ true ⇒ (exec_expr ge en m a2) |
---|
309 | | false ⇒ (exec_expr ge en m a3) ]; |
---|
310 | OK ? 〈v',tr1⧺tr2〉) |
---|
311 | (* if b then exec_expr ge en m a2 else exec_expr ge en m a3)*) |
---|
312 | | Eorbool a1 a2 ⇒ Some ? ( |
---|
313 | do 〈v1,tr1〉 ← exec_expr ge en m a1; |
---|
314 | do b1 ← bool_of_val_3 v1 (typeof a1); |
---|
315 | match b1 return λ_.res (val×trace) with [ true ⇒ OK ? 〈Vtrue,tr1〉 | false ⇒ |
---|
316 | do 〈v2,tr2〉 ← exec_expr ge en m a2; |
---|
317 | do b2 ← bool_of_val_3 v2 (typeof a2); |
---|
318 | OK ? 〈of_bool b2, tr1⧺tr2〉 ]) |
---|
319 | | Eandbool a1 a2 ⇒ Some ? ( |
---|
320 | do 〈v1,tr1〉 ← exec_expr ge en m a1; |
---|
321 | do b1 ← bool_of_val_3 v1 (typeof a1); |
---|
322 | match b1 return λ_.res (val×trace) with [ true ⇒ |
---|
323 | do 〈v2,tr2〉 ← exec_expr ge en m a2; |
---|
324 | do b2 ← bool_of_val_3 v2 (typeof a2); |
---|
325 | OK ? 〈of_bool b2, tr1⧺tr2〉 |
---|
326 | | false ⇒ OK ? 〈Vfalse,tr1〉 ]) |
---|
327 | | Ecast ty' a ⇒ Some ? ( |
---|
328 | do 〈v,tr〉 ← exec_expr ge en m a; |
---|
329 | do v' ← exec_cast m v (typeof a) ty'; |
---|
330 | OK ? 〈(* XXX *)sig_eject ?? v',tr〉) |
---|
331 | | Ecost l a ⇒ Some ? ( |
---|
332 | do 〈v,tr〉 ← exec_expr ge en m a; |
---|
333 | OK ? 〈v,tr⧺(Echarge l)〉) |
---|
334 | ] |
---|
335 | ] |
---|
336 | and exec_lvalue' (ge:genv) (en:env) (m:mem) (e':expr_descr) (ty:type) on e' : res (Σr:memory_space × block × int × trace. eval_lvalue ge en m (Expr e' ty) (\fst (\fst (\fst r))) (\snd (\fst (\fst r))) (\snd (\fst r)) (\snd r)) ≝ |
---|
337 | match e' with |
---|
338 | [ Evar id ⇒ |
---|
339 | match (get … id en) with |
---|
340 | [ None ⇒ Some ? (do 〈sp,l〉 ← opt_to_res ? (find_symbol ? ? ge id); OK ? 〈〈〈sp,l〉,zero〉,E0〉) (* global *) |
---|
341 | | Some loc ⇒ Some ? (OK ? 〈〈〈Any,loc〉,zero〉,E0〉) (* local *) |
---|
342 | ] |
---|
343 | | Ederef a ⇒ Some ? ( |
---|
344 | do 〈v,tr〉 ← exec_expr ge en m a; |
---|
345 | match v with |
---|
346 | [ Vptr sp l ofs ⇒ OK ? 〈〈〈sp,l〉,ofs〉,tr〉 |
---|
347 | | _ ⇒ Error ? |
---|
348 | ]) |
---|
349 | | Efield a i ⇒ |
---|
350 | match (typeof a) with |
---|
351 | [ Tstruct id fList ⇒ Some ? ( |
---|
352 | do 〈plofs,tr〉 ← exec_lvalue ge en m a; |
---|
353 | do delta ← field_offset i fList; |
---|
354 | OK ? 〈〈\fst plofs,add (\snd plofs) (repr delta)〉,tr〉) |
---|
355 | | Tunion id fList ⇒ Some ? ( |
---|
356 | do 〈plofs,tr〉 ← exec_lvalue ge en m a; |
---|
357 | OK ? 〈plofs,tr〉) |
---|
358 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
359 | ] |
---|
360 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
361 | ] |
---|
362 | and exec_lvalue (ge:genv) (en:env) (m:mem) (e:expr) on e : res (Σr:memory_space × block × int × trace. eval_lvalue ge en m e (\fst (\fst (\fst r))) (\snd (\fst (\fst r))) (\snd (\fst r)) (\snd r)) ≝ |
---|
363 | match e with [ Expr e' ty ⇒ exec_lvalue' ge en m e' ty ]. |
---|
364 | nwhd; |
---|
365 | ##[ ##1,2: // |
---|
366 | ##| ##3,4: |
---|
367 | napply sig_bind2_OK; nrewrite > c4; #x; ncases x; #y; ncases y; #sp loc ofs tr H; |
---|
368 | napply opt_bind_OK; #v ev; nwhd in ev:(??%?); napply (eval_Elvalue … H ev); |
---|
369 | ##| napply sig_bind2_OK; #x; ncases x; #y; ncases y; #sp loc ofs tr H; |
---|
370 | nwhd; napply eval_Eaddrof; //; |
---|
371 | ##| napply sig_bind2_OK; #v1 tr Hv1; |
---|
372 | napply opt_bind_OK; #v ev; |
---|
373 | napply (eval_Eunop … Hv1 ev); |
---|
374 | ##| napply sig_bind2_OK; #v1 tr1 Hv1; |
---|
375 | napply sig_bind2_OK; #v2 tr2 Hv2; |
---|
376 | napply opt_bind_OK; #v ev; |
---|
377 | napply (eval_Ebinop … Hv1 Hv2 ev); |
---|
378 | ##| napply sig_bind2_OK; #v tr Hv; |
---|
379 | napply sig_bind_OK; #v' Hv'; |
---|
380 | napply (eval_Ecast … Hv Hv'); |
---|
381 | ##| napply sig_bind2_OK; #vb tr1 Hvb; |
---|
382 | napply sig_bind_OK; #b; |
---|
383 | ncases b; #Hb; napply sig_bind2_OK; #v tr Hv; |
---|
384 | ##[ napply (eval_Econdition_true … Hvb ? Hv); napply (bool_of ??? Hb); |
---|
385 | ##| napply (eval_Econdition_false … Hvb ? Hv); napply (bool_of ??? Hb); |
---|
386 | ##] |
---|
387 | ##| napply sig_bind2_OK; #v1 tr1 Hv1; |
---|
388 | napply sig_bind_OK; #b1; ncases b1; #Hb1; |
---|
389 | ##[ napply sig_bind2_OK; #v2 tr2 Hv2; |
---|
390 | napply sig_bind_OK; #b2 Hb2; |
---|
391 | napply (eval_Eandbool_2 … Hv1 … Hv2); |
---|
392 | ##[ napply (bool_of … Hb1); ##| napply Hb2; ##] |
---|
393 | ##| napply (eval_Eandbool_1 … Hv1); napply (bool_of … Hb1); |
---|
394 | ##] |
---|
395 | ##| napply sig_bind2_OK; #v1 tr1 Hv1; |
---|
396 | napply sig_bind_OK; #b1; ncases b1; #Hb1; |
---|
397 | ##[ napply (eval_Eorbool_1 … Hv1); napply (bool_of … Hb1); |
---|
398 | ##| napply sig_bind2_OK; #v2 tr2 Hv2; |
---|
399 | napply sig_bind_OK; #b2 Hb2; |
---|
400 | napply (eval_Eorbool_2 … Hv1 … Hv2); |
---|
401 | ##[ napply (bool_of … Hb1); ##| napply Hb2; ##] |
---|
402 | ##] |
---|
403 | ##| // |
---|
404 | ##| napply sig_bind2_OK; nrewrite > c5; #x; ncases x; #y; ncases y; #sp l ofs tr H; |
---|
405 | napply opt_bind_OK; #v ev; napply (eval_Elvalue … H ev); |
---|
406 | ##| napply sig_bind2_OK; #v tr1 H; napply (eval_Ecost … H); |
---|
407 | ##| // |
---|
408 | ##| // |
---|
409 | ##| napply opt_bind_OK; #sl; ncases sl; #sp l el; napply eval_Evar_global; /2/; |
---|
410 | ##| napply (eval_Evar_local … c3); |
---|
411 | ##| napply sig_bind2_OK; #v; ncases v; //; #sp l ofs tr Hv; nwhd; |
---|
412 | napply eval_Ederef; // |
---|
413 | ##| ##20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33: // |
---|
414 | ##| napply sig_bind2_OK; #x; ncases x; #sp l ofs H; |
---|
415 | napply bind_OK; #delta Hdelta; |
---|
416 | napply (eval_Efield_struct … H c5 Hdelta); |
---|
417 | ##| napply sig_bind2_OK; #x; ncases x; #sp l ofs H; |
---|
418 | napply (eval_Efield_union … H c5); |
---|
419 | ##| // |
---|
420 | ##| // |
---|
421 | ##] nqed. |
---|
422 | |
---|
423 | (* TODO: Can we do this sensibly with a map combinator? *) |
---|
424 | nlet rec exec_exprlist (ge:genv) (e:env) (m:mem) (l:list expr) on l : res (Σvltr:list val×trace. eval_exprlist ge e m l (\fst vltr) (\snd vltr)) ≝ |
---|
425 | match l with |
---|
426 | [ nil ⇒ Some ? (OK ? 〈nil val, E0〉) |
---|
427 | | cons e1 es ⇒ Some ? ( |
---|
428 | do 〈v,tr1〉 ← exec_expr ge e m e1; |
---|
429 | do 〈vs,tr2〉 ← exec_exprlist ge e m es; |
---|
430 | OK ? 〈cons val v vs, tr1⧺tr2〉) |
---|
431 | ]. nwhd; //; |
---|
432 | napply sig_bind2_OK; #v tr1 Hv; |
---|
433 | napply sig_bind2_OK; #vs tr2 Hvs; |
---|
434 | nwhd; napply eval_Econs; //; |
---|
435 | nqed. |
---|
436 | |
---|
437 | (* Don't really want to use subset rather than sigma here, but can't be bothered |
---|
438 | with *another* set of coercions. XXX: why do I have to get the recursive |
---|
439 | call's property manually? *) |
---|
440 | |
---|
441 | nlet rec exec_alloc_variables (en:env) (m:mem) (l:list (ident × type)) on l : { r:env × mem | alloc_variables en m l (\fst r) (\snd r) } ≝ |
---|
442 | match l with |
---|
443 | [ nil ⇒ Some ? 〈en, m〉 |
---|
444 | | cons h vars ⇒ |
---|
445 | match h with [ mk_pair id ty ⇒ |
---|
446 | match alloc m 0 (sizeof ty) Any with [ mk_pair m1 b1 ⇒ |
---|
447 | match exec_alloc_variables (set … id b1 en) m1 vars with |
---|
448 | [ sig_intro r p ⇒ r ] |
---|
449 | ]]]. nwhd; |
---|
450 | ##[ //; |
---|
451 | ##| nelim (exec_alloc_variables (set ident ? ? c3 c7 en) c6 c1); |
---|
452 | #H; nelim H; //; #H0; nelim H0; nnormalize; #en' m' IH; |
---|
453 | napply (alloc_variables_cons … IH); /2/; |
---|
454 | nqed. |
---|
455 | |
---|
456 | (* TODO: can we establish that length params = length vs in advance? *) |
---|
457 | nlet rec exec_bind_parameters (e:env) (m:mem) (params:list (ident × type)) (vs:list val) on params : res (Σm2:mem. bind_parameters e m params vs m2) ≝ |
---|
458 | match params with |
---|
459 | [ nil ⇒ match vs with [ nil ⇒ Some ? (OK ? m) | cons _ _ ⇒ Some ? (Error ?) ] |
---|
460 | | cons idty params' ⇒ match idty with [ mk_pair id ty ⇒ |
---|
461 | match vs with |
---|
462 | [ nil ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
463 | | cons v1 vl ⇒ Some ? ( |
---|
464 | do b ← opt_to_res ? (get … id e); |
---|
465 | do m1 ← opt_to_res ? (store_value_of_type ty m Any b zero v1); |
---|
466 | err_eject ?? (exec_bind_parameters e m1 params' vl)) (* FIXME: don't want to have to eject here *) |
---|
467 | ] |
---|
468 | ] ]. |
---|
469 | nwhd; //; |
---|
470 | napply opt_bind_OK; #b eb; |
---|
471 | napply opt_bind_OK; #m1 em1; |
---|
472 | napply reinject; #m2 em2 Hm2; |
---|
473 | napply (bind_parameters_cons … eb em1 Hm2); |
---|
474 | nqed. |
---|
475 | |
---|
476 | ndefinition is_not_void : ∀t:type. res (Σu:unit. t ≠ Tvoid) ≝ |
---|
477 | λt. match t with |
---|
478 | [ Tvoid ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
479 | | _ ⇒ Some ? (OK ??) |
---|
480 | ]. nwhd; //; @; #H; ndestruct; nqed. |
---|
481 | |
---|
482 | ninductive decide : Type ≝ |
---|
483 | | dy : decide | dn : decide. |
---|
484 | |
---|
485 | ndefinition dodecide : ∀P:Prop.∀d.∀p:(match d with [ dy ⇒ P | dn ⇒ ¬P ]).P + ¬P. |
---|
486 | #P d;ncases d;/2/; nqed. |
---|
487 | |
---|
488 | ncoercion decide_inject : |
---|
489 | ∀P:Prop.∀d.∀p:(match d with [ dy ⇒ P | dn ⇒ ¬P ]).P + ¬P ≝ dodecide |
---|
490 | on d:decide to ? + (¬?). |
---|
491 | |
---|
492 | ndefinition dodecide2 : ∀P:Prop.∀d.∀p:(match d with [ dy ⇒ P | dn ⇒ True ]).res P. |
---|
493 | #P d; ncases d; nnormalize; #p; ##[ napply (OK ? p); ##| napply Error ##] nqed. |
---|
494 | |
---|
495 | ncoercion decide_inject2 : |
---|
496 | ∀P:Prop.∀d.∀p:(match d with [ dy ⇒ P | dn ⇒ True ]).res P ≝ dodecide2 |
---|
497 | on d:decide to res ?. |
---|
498 | |
---|
499 | alias id "Tint" = "cic:/matita/c-semantics/Csyntax/type.con(0,2,0)". |
---|
500 | alias id "Tfloat" = "cic:/matita/c-semantics/Csyntax/type.con(0,3,0)". |
---|
501 | ndefinition sz_eq_dec : ∀s1,s2:intsize. (s1 = s2) + (s1 ≠ s2). |
---|
502 | #s1; ncases s1; #s2; ncases s2; /2/; @2; @; #H; ndestruct; nqed. |
---|
503 | ndefinition sg_eq_dec : ∀s1,s2:signedness. (s1 = s2) + (s1 ≠ s2). |
---|
504 | #s1; ncases s1; #s2; ncases s2; /2/; @2; @; #H; ndestruct; nqed. |
---|
505 | ndefinition fs_eq_dec : ∀s1,s2:floatsize. (s1 = s2) + (s1 ≠ s2). |
---|
506 | #s1; ncases s1; #s2; ncases s2; /2/; @2; @; #H; ndestruct; nqed. |
---|
507 | |
---|
508 | nlet rec assert_type_eq (t1,t2:type) : res (t1 = t2) ≝ |
---|
509 | match t1 with |
---|
510 | [ Tvoid ⇒ match t2 with [ Tvoid ⇒ dy | _ ⇒ dn ] |
---|
511 | | Tint sz sg ⇒ match t2 with [ Tint sz' sg' ⇒ match sz_eq_dec sz sz' with [ inl _ ⇒ match sg_eq_dec sg sg' with [ inl _ ⇒ dy | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] |
---|
512 | | Tfloat f ⇒ match t2 with [ Tfloat f' ⇒ match fs_eq_dec f f' with [ inl _ ⇒ dy | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] |
---|
513 | | Tpointer s t ⇒ match t2 with [ Tpointer s' t' ⇒ |
---|
514 | match ms_eq_dec s s' with [ inl _ ⇒ |
---|
515 | match assert_type_eq t t' with [ OK _ ⇒ dy | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] |
---|
516 | | Tarray s t n ⇒ match t2 with [ Tarray s' t' n' ⇒ |
---|
517 | match ms_eq_dec s s' with [ inl _ ⇒ |
---|
518 | match assert_type_eq t t' with [ OK _ ⇒ |
---|
519 | match decidable_eq_Z_Type n n' with [ inl _ ⇒ dy | inr _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] |
---|
520 | | Tfunction tl t ⇒ match t2 with [ Tfunction tl' t' ⇒ match assert_typelist_eq tl tl' with [ OK _ ⇒ |
---|
521 | match assert_type_eq t t' with [ OK _ ⇒ dy | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] |
---|
522 | | Tstruct i fl ⇒ |
---|
523 | match t2 with [ Tstruct i' fl' ⇒ match ident_eq i i' with [ inl _ ⇒ |
---|
524 | match assert_fieldlist_eq fl fl' with [ OK _ ⇒ dy | _ ⇒ dn ] | inr _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] |
---|
525 | | Tunion i fl ⇒ |
---|
526 | match t2 with [ Tunion i' fl' ⇒ match ident_eq i i' with [ inl _ ⇒ |
---|
527 | match assert_fieldlist_eq fl fl' with [ OK _ ⇒ dy | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] |
---|
528 | | Tcomp_ptr i ⇒ match t2 with [ Tcomp_ptr i' ⇒ match ident_eq i i' with [ inl _ ⇒ dy | inr _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] |
---|
529 | ] |
---|
530 | and assert_typelist_eq (tl1,tl2:typelist) : res (tl1 = tl2) ≝ |
---|
531 | match tl1 with |
---|
532 | [ Tnil ⇒ match tl2 with [ Tnil ⇒ dy | _ ⇒ dn ] |
---|
533 | | Tcons t1 ts1 ⇒ match tl2 with [ Tnil ⇒ dn | Tcons t2 ts2 ⇒ |
---|
534 | match assert_type_eq t1 t2 with [ OK _ ⇒ |
---|
535 | match assert_typelist_eq ts1 ts2 with [ OK _ ⇒ dy | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] ] |
---|
536 | ] |
---|
537 | and assert_fieldlist_eq (fl1,fl2:fieldlist) : res (fl1 = fl2) ≝ |
---|
538 | match fl1 with |
---|
539 | [ Fnil ⇒ match fl2 with [ Fnil ⇒ dy | _ ⇒ dn ] |
---|
540 | | Fcons i1 t1 fs1 ⇒ match fl2 with [ Fnil ⇒ dn | Fcons i2 t2 fs2 ⇒ |
---|
541 | match ident_eq i1 i2 with [ inl _ ⇒ |
---|
542 | match assert_type_eq t1 t2 with [ OK _ ⇒ |
---|
543 | match assert_fieldlist_eq fs1 fs2 with [ OK _ ⇒ dy | _ ⇒ dn ] |
---|
544 | | _ ⇒ dn ] | _ ⇒ dn ] ] |
---|
545 | ]. |
---|
546 | (* A poor man's clear, otherwise automation picks up recursive calls without |
---|
547 | checking that the argument is smaller. *) |
---|
548 | ngeneralize in assert_type_eq; |
---|
549 | ngeneralize in assert_typelist_eq; |
---|
550 | ngeneralize in assert_fieldlist_eq; #avoid1; #_; #avoid2; #_; #avoid3; #_; nwhd; //; |
---|
551 | (* XXX: I have no idea why the first // didn't catch these. *) |
---|
552 | //; //; //; //; //; //; //; //; //; |
---|
553 | nqed. |
---|
554 | |
---|
555 | nlet rec is_is_call_cont (k:cont) : (is_call_cont k) + (¬is_call_cont k) ≝ |
---|
556 | match k with |
---|
557 | [ Kstop ⇒ dy |
---|
558 | | Kcall _ _ _ _ ⇒ dy |
---|
559 | | _ ⇒ dn |
---|
560 | ]. nwhd; //; @; #H; nelim H; nqed. |
---|
561 | |
---|
562 | nlet rec is_Sskip (s:statement) : (s = Sskip) + (s ≠ Sskip) ≝ |
---|
563 | match s with |
---|
564 | [ Sskip ⇒ dy |
---|
565 | | _ ⇒ dn |
---|
566 | ]. |
---|
567 | ##[ //; |
---|
568 | ##| ##*: @; #H; ndestruct; |
---|
569 | ##] nqed. |
---|
570 | |
---|
571 | (* IO monad *) |
---|
572 | |
---|
573 | (* Interactions are function calls that return a value and do not change |
---|
574 | the rest of the Clight program's state. *) |
---|
575 | ndefinition io_out ≝ (ident × (list eventval)). |
---|
576 | |
---|
577 | ndefinition do_io : ident → list eventval → IO eventval io_out eventval ≝ |
---|
578 | λfn,args. Interact ?? eventval 〈fn,args〉 (λres. Value ?? eventval res). |
---|
579 | |
---|
580 | ndefinition ret: ∀T. T → (IO eventval io_out T) ≝ |
---|
581 | λT,x.(Value ?? T x). |
---|
582 | |
---|
583 | (* Checking types of values given to / received from an external function call. *) |
---|
584 | |
---|
585 | ndefinition check_eventval : ∀ev:eventval. ∀ty:typ. res (Σv:val. eventval_match ev ty v) ≝ |
---|
586 | λev,ty. |
---|
587 | match ty with |
---|
588 | [ Tint ⇒ match ev with [ EVint i ⇒ Some ? (OK ? (Vint i)) | _ ⇒ Some ? (Error ?) ] |
---|
589 | | Tfloat ⇒ match ev with [ EVfloat f ⇒ Some ? (OK ? (Vfloat f)) | _ ⇒ Some ? (Error ?) ] |
---|
590 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
591 | ]. nwhd; //; nqed. |
---|
592 | |
---|
593 | ndefinition check_eventval' : ∀v:val. ∀ty:typ. res (Σev:eventval. eventval_match ev ty v) ≝ |
---|
594 | λv,ty. |
---|
595 | match ty with |
---|
596 | [ Tint ⇒ match v with [ Vint i ⇒ Some ? (OK ? (EVint i)) | _ ⇒ Some ? (Error ?) ] |
---|
597 | | Tfloat ⇒ match v with [ Vfloat f ⇒ Some ? (OK ? (EVfloat f)) | _ ⇒ Some ? (Error ?) ] |
---|
598 | | _ ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
599 | ]. nwhd; //; nqed. |
---|
600 | |
---|
601 | nlet rec check_eventval_list (vs: list val) (tys: list typ) : res (Σevs:list eventval. eventval_list_match evs tys vs) ≝ |
---|
602 | match vs with |
---|
603 | [ nil ⇒ match tys with [ nil ⇒ Some ? (OK ? (nil ?)) | _ ⇒ Some ? (Error ?) ] |
---|
604 | | cons v vt ⇒ |
---|
605 | match tys with |
---|
606 | [ nil ⇒ Some ? (Error ?) |
---|
607 | | cons ty tyt ⇒ Some ? ( |
---|
608 | do ev ← check_eventval' v ty; |
---|
609 | do evt ← check_eventval_list vt tyt; |
---|
610 | OK ? ((sig_eject ?? ev)::evt)) |
---|
611 | ] |
---|
612 | ]. nwhd; //; |
---|
613 | napply sig_bind_OK; #ev Hev; |
---|
614 | napply sig_bind_OK; #evt Hevt; |
---|
615 | nnormalize; /2/; |
---|
616 | nqed. |
---|
617 | |
---|
618 | (* execution *) |
---|
619 | |
---|
620 | ndefinition store_value_of_type' ≝ |
---|
621 | λty,m,l,v. |
---|
622 | match l with [ mk_pair pl ofs ⇒ |
---|
623 | match pl with [ mk_pair pcl loc ⇒ |
---|
624 | store_value_of_type ty m pcl loc ofs v ] ]. |
---|
625 | |
---|
626 | nlet rec exec_step (ge:genv) (st:state) on st : (IO eventval io_out (Σr:trace × state. step ge st (\fst r) (\snd r))) ≝ |
---|
627 | match st with |
---|
628 | [ State f s k e m ⇒ |
---|
629 | match s with |
---|
630 | [ Sassign a1 a2 ⇒ Some ? ( |
---|
631 | ! 〈l,tr1〉 ← exec_lvalue ge e m a1; |
---|
632 | ! 〈v2,tr2〉 ← exec_expr ge e m a2; |
---|
633 | ! m' ← store_value_of_type' (typeof a1) m l v2; |
---|
634 | ret ? 〈tr1⧺tr2, State f Sskip k e m'〉) |
---|
635 | | Scall lhs a al ⇒ Some ? ( |
---|
636 | ! 〈vf,tr2〉 ← exec_expr ge e m a; |
---|
637 | ! 〈vargs,tr3〉 ← exec_exprlist ge e m al; |
---|
638 | ! fd ← find_funct ? ? ge vf; |
---|
639 | ! p ← err_to_io … (assert_type_eq (type_of_fundef fd) (typeof a)); |
---|
640 | (* |
---|
641 | ! k' ← match lhs with |
---|
642 | [ None ⇒ ret ? (Kcall (None ?) f e k) |
---|
643 | | Some lhs' ⇒ |
---|
644 | ! locofs ← exec_lvalue ge e m lhs'; |
---|
645 | ret ? (Kcall (Some ? 〈sig_eject ?? locofs, typeof lhs'〉) f e k) |
---|
646 | ]; |
---|
647 | ret ? 〈E0, Callstate fd vargs k' m〉) |
---|
648 | *) |
---|
649 | match lhs with |
---|
650 | [ None ⇒ ret ? 〈tr2⧺tr3, Callstate fd vargs (Kcall (None ?) f e k) m〉 |
---|
651 | | Some lhs' ⇒ |
---|
652 | ! 〈locofs,tr1〉 ← exec_lvalue ge e m lhs'; |
---|
653 | ret ? 〈tr1⧺tr2⧺tr3, Callstate fd vargs (Kcall (Some ? 〈locofs, typeof lhs'〉) f e k) m〉 |
---|
654 | ]) |
---|
655 | | Ssequence s1 s2 ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f s1 (Kseq s2 k) e m〉) |
---|
656 | | Sskip ⇒ |
---|
657 | match k with |
---|
658 | [ Kseq s k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f s k' e m〉) |
---|
659 | | Kstop ⇒ |
---|
660 | match fn_return f with |
---|
661 | [ Tvoid ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, Returnstate Vundef k (free_list m (blocks_of_env e))〉) |
---|
662 | | _ ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
663 | ] |
---|
664 | | Kcall _ _ _ _ ⇒ |
---|
665 | match fn_return f with |
---|
666 | [ Tvoid ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, Returnstate Vundef k (free_list m (blocks_of_env e))〉) |
---|
667 | | _ ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
668 | ] |
---|
669 | | Kwhile a s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f (Swhile a s') k' e m〉) |
---|
670 | | Kdowhile a s' k' ⇒ Some ? ( |
---|
671 | ! 〈v,tr〉 ← exec_expr ge e m a; |
---|
672 | ! b ← bool_of_val_3 v (typeof a); |
---|
673 | match b with |
---|
674 | [ true ⇒ ret ? 〈tr, State f (Sdowhile a s') k' e m〉 |
---|
675 | | false ⇒ ret ? 〈tr, State f Sskip k' e m〉 |
---|
676 | ]) |
---|
677 | | Kfor2 a2 a3 s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f a3 (Kfor3 a2 a3 s' k') e m〉) |
---|
678 | | Kfor3 a2 a3 s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f (Sfor Sskip a2 a3 s') k' e m〉) |
---|
679 | | Kswitch k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f Sskip k' e m〉) |
---|
680 | | _ ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
681 | ] |
---|
682 | | Scontinue ⇒ |
---|
683 | match k with |
---|
684 | [ Kseq s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f Scontinue k' e m〉) |
---|
685 | | Kwhile a s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f (Swhile a s') k' e m〉) |
---|
686 | | Kdowhile a s' k' ⇒ Some ? ( |
---|
687 | ! 〈v,tr〉 ← exec_expr ge e m a; |
---|
688 | ! b ← bool_of_val_3 v (typeof a); |
---|
689 | match b with |
---|
690 | [ true ⇒ ret ? 〈tr, State f (Sdowhile a s') k' e m〉 |
---|
691 | | false ⇒ ret ? 〈tr, State f Sskip k' e m〉 |
---|
692 | ]) |
---|
693 | | Kfor2 a2 a3 s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f a3 (Kfor3 a2 a3 s' k') e m〉) |
---|
694 | | Kswitch k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f Scontinue k' e m〉) |
---|
695 | | _ ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
696 | ] |
---|
697 | | Sbreak ⇒ |
---|
698 | match k with |
---|
699 | [ Kseq s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f Sbreak k' e m〉) |
---|
700 | | Kwhile a s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f Sskip k' e m〉) |
---|
701 | | Kdowhile a s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f Sskip k' e m〉) |
---|
702 | | Kfor2 a2 a3 s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f Sskip k' e m〉) |
---|
703 | | Kswitch k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f Sskip k' e m〉) |
---|
704 | | _ ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
705 | ] |
---|
706 | | Sifthenelse a s1 s2 ⇒ Some ? ( |
---|
707 | ! 〈v,tr〉 ← exec_expr ge e m a; |
---|
708 | ! b ← bool_of_val_3 v (typeof a); |
---|
709 | ret ? 〈tr, State f (if b then s1 else s2) k e m〉) |
---|
710 | | Swhile a s' ⇒ Some ? ( |
---|
711 | ! 〈v,tr〉 ← exec_expr ge e m a; |
---|
712 | ! b ← bool_of_val_3 v (typeof a); |
---|
713 | ret ? 〈tr, if b then State f s' (Kwhile a s' k) e m |
---|
714 | else State f Sskip k e m〉) |
---|
715 | | Sdowhile a s' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f s' (Kdowhile a s' k) e m〉) |
---|
716 | | Sfor a1 a2 a3 s' ⇒ |
---|
717 | match is_Sskip a1 with |
---|
718 | [ inl _ ⇒ Some ? ( |
---|
719 | ! 〈v,tr〉 ← exec_expr ge e m a2; |
---|
720 | ! b ← bool_of_val_3 v (typeof a2); |
---|
721 | ret ? 〈tr, State f (if b then s' else Sskip) (if b then (Kfor2 a2 a3 s' k) else k) e m〉) |
---|
722 | | inr _ ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f a1 (Kseq (Sfor Sskip a2 a3 s') k) e m〉) |
---|
723 | ] |
---|
724 | | Sreturn a_opt ⇒ |
---|
725 | match a_opt with |
---|
726 | [ None ⇒ match fn_return f with |
---|
727 | [ Tvoid ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, Returnstate Vundef (call_cont k) (free_list m (blocks_of_env e))〉) |
---|
728 | | _ ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
729 | ] |
---|
730 | | Some a ⇒ Some ? ( |
---|
731 | ! u ← is_not_void (fn_return f); |
---|
732 | ! 〈v,tr〉 ← exec_expr ge e m a; |
---|
733 | ret ? 〈tr, Returnstate v (call_cont k) (free_list m (blocks_of_env e))〉) |
---|
734 | ] |
---|
735 | | Sswitch a sl ⇒ Some ? ( |
---|
736 | ! 〈v,tr〉 ← exec_expr ge e m a; |
---|
737 | match v with [ Vint n ⇒ ret ? 〈tr, State f (seq_of_labeled_statement (select_switch n sl)) (Kswitch k) e m〉 |
---|
738 | | _ ⇒ Wrong ??? ]) |
---|
739 | | Slabel lbl s' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f s' k e m〉) |
---|
740 | | Sgoto lbl ⇒ |
---|
741 | match find_label lbl (fn_body f) (call_cont k) with |
---|
742 | [ Some sk' ⇒ match sk' with [ mk_pair s' k' ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, State f s' k' e m〉) ] |
---|
743 | | None ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
744 | ] |
---|
745 | | Scost lbl s' ⇒ Some ? (ret ? 〈Echarge lbl, State f s' k e m〉) |
---|
746 | ] |
---|
747 | | Callstate f0 vargs k m ⇒ |
---|
748 | match f0 with |
---|
749 | [ Internal f ⇒ Some ? ( |
---|
750 | match exec_alloc_variables empty_env m ((fn_params f) @ (fn_vars f)) with [ mk_pair e m1 ⇒ |
---|
751 | ! m2 ← exec_bind_parameters e m1 (fn_params f) vargs; |
---|
752 | ret ? 〈E0, State f (fn_body f) k e m2〉 |
---|
753 | ]) |
---|
754 | | External f argtys retty ⇒ Some ? ( |
---|
755 | ! evargs ← check_eventval_list vargs (typlist_of_typelist argtys); |
---|
756 | ! evres ← do_io f evargs; |
---|
757 | ! vres ← check_eventval evres (proj_sig_res (signature_of_type argtys retty)); |
---|
758 | ret ? 〈(Eextcall f evargs evres), Returnstate vres k m〉) |
---|
759 | ] |
---|
760 | | Returnstate res k m ⇒ |
---|
761 | match k with |
---|
762 | [ Kcall r f e k' ⇒ |
---|
763 | match r with |
---|
764 | [ None ⇒ |
---|
765 | match res with |
---|
766 | [ Vundef ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, (State f Sskip k' e m)〉) |
---|
767 | | _ ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
768 | ] |
---|
769 | | Some r' ⇒ |
---|
770 | match r' with [ mk_pair l ty ⇒ |
---|
771 | Some ? ( |
---|
772 | ! m' ← store_value_of_type' ty m l res; |
---|
773 | ret ? 〈E0, (State f Sskip k' e m')〉) |
---|
774 | ] |
---|
775 | ] |
---|
776 | | _ ⇒ Some ? (Wrong ???) |
---|
777 | ] |
---|
778 | ]. nwhd; //; |
---|
779 | ##[ nrewrite > c7; napply step_skip_call; //; napply c8; |
---|
780 | ##| napply step_skip_or_continue_while; @; //; |
---|
781 | ##| napply sig_bindIO2_OK; #v tr Hv; |
---|
782 | napply sig_bindIO_OK; #b; ncases b; #Hb; |
---|
783 | ##[ napply (step_skip_or_continue_dowhile_true … Hv); |
---|
784 | ##[ @; // ##| napply (bool_of … Hb); ##] |
---|
785 | ##| napply (step_skip_or_continue_dowhile_false … Hv); |
---|
786 | ##[ @; // ##| napply (bool_of … Hb); ##] |
---|
787 | ##] |
---|
788 | ##| napply step_skip_or_continue_for2; @; //; |
---|
789 | ##| napply step_skip_break_switch; @; //; |
---|
790 | ##| nrewrite > c11; napply step_skip_call; //; napply c12; |
---|
791 | ##| napply sig_bindIO2_OK; #x; ncases x; #y; ncases y; #pcl loc ofs tr1 Hlval; |
---|
792 | napply sig_bindIO2_OK; #v2 tr2 Hv2; |
---|
793 | napply opt_bindIO_OK; #m' em'; |
---|
794 | nwhd; napply (step_assign … Hlval Hv2 em'); |
---|
795 | ##| napply sig_bindIO2_OK; #vf tr1 Hvf; |
---|
796 | napply sig_bindIO2_OK; #vargs tr2 Hvargs; |
---|
797 | napply opt_bindIO_OK; #fd efd; |
---|
798 | napply bindIO_OK; #ety; |
---|
799 | ncases c6; nwhd; |
---|
800 | ##[ napply (step_call_none … Hvf Hvargs efd ety); |
---|
801 | ##| #lhs'; |
---|
802 | napply sig_bindIO2_OK; #x; ncases x; #y; ncases y; #pcl loc ofs tr3 Hlocofs; |
---|
803 | nwhd; napply (step_call_some … Hlocofs Hvf Hvargs efd ety); |
---|
804 | ##] |
---|
805 | ##| napply sig_bindIO2_OK; #v tr Hv; |
---|
806 | napply sig_bindIO_OK; #b; ncases b; #Hb; |
---|
807 | ##[ napply (step_ifthenelse_true … Hv); napply (bool_of … Hb); |
---|
808 | ##| napply (step_ifthenelse_false … Hv); napply (bool_of … Hb) |
---|
809 | ##] |
---|
810 | ##| napply sig_bindIO2_OK; #v tr Hv; |
---|
811 | napply sig_bindIO_OK; #b; ncases b; #Hb; |
---|
812 | ##[ napply (step_while_true … Hv); napply (bool_of … Hb); |
---|
813 | ##| napply (step_while_false … Hv); napply (bool_of … Hb); |
---|
814 | ##] |
---|
815 | ##| nrewrite > c11; |
---|
816 | napply sig_bindIO2_OK; #v tr Hv; |
---|
817 | napply sig_bindIO_OK; #b; ncases b; #Hb; |
---|
818 | ##[ napply (step_for_true … Hv); napply (bool_of … Hb); |
---|
819 | ##| napply (step_for_false … Hv); napply (bool_of … Hb); |
---|
820 | ##] |
---|
821 | ##| napply step_for_start; //; |
---|
822 | ##| napply step_skip_break_switch; @2; //; |
---|
823 | ##| napply step_skip_or_continue_while; @2; //; |
---|
824 | ##| napply sig_bindIO2_OK; #v tr Hv; |
---|
825 | napply sig_bindIO_OK; #b; ncases b; #Hb; |
---|
826 | ##[ napply (step_skip_or_continue_dowhile_true … Hv); |
---|
827 | ##[ @2; // ##| napply (bool_of … Hb); ##] |
---|
828 | ##| napply (step_skip_or_continue_dowhile_false … Hv); |
---|
829 | ##[ @2; // ##| napply (bool_of … Hb); ##] |
---|
830 | ##] |
---|
831 | ##| napply step_skip_or_continue_for2; @2; // |
---|
832 | ##| napply step_return_0; napply c9; |
---|
833 | ##| napply sig_bindIO_OK; #u Hnotvoid; |
---|
834 | napply sig_bindIO2_OK; #v tr Hv; |
---|
835 | nwhd; napply (step_return_1 … Hnotvoid Hv); |
---|
836 | ##| napply sig_bindIO2_OK; #v; ncases v; //; #n tr Hv; |
---|
837 | napply step_switch; //; |
---|
838 | ##| napply step_goto; nrewrite < c12; napply c9; |
---|
839 | ##| napply extract_subset_pair_io; #e m1 ealloc Halloc; |
---|
840 | napply sig_bindIO_OK; #m2 Hbind; |
---|
841 | nwhd; napply (step_internal_function … Halloc Hbind); |
---|
842 | ##| napply sig_bindIO_OK; #evs Hevs; |
---|
843 | napply bindIO_OK; #eres; |
---|
844 | napply sig_bindIO_OK; #res Hres; |
---|
845 | nwhd; napply step_external_function; @; ##[ napply Hevs; ##| napply Hres; ##] |
---|
846 | ##| ncases c11; #x; ncases x; #pcl b ofs; |
---|
847 | napply opt_bindIO_OK; #m' em'; napply step_returnstate_1; nwhd in em':(??%?); //; |
---|
848 | ##] |
---|
849 | nqed. |
---|
850 | |
---|
851 | nlet rec make_initial_state (p:program) : IO eventval io_out (Σs:state. initial_state p s) ≝ |
---|
852 | let ge ≝ globalenv Genv ?? p in |
---|
853 | let m0 ≝ init_mem Genv ?? p in |
---|
854 | Some ? ( |
---|
855 | ! 〈sp,b〉 ← find_symbol ? ? ge (prog_main ?? p); |
---|
856 | ! u ← opt_to_io … (match ms_eq_dec sp Code with [ inl _ ⇒ Some ? something | inr _ ⇒ None ? ]); |
---|
857 | ! f ← find_funct_ptr ? ? ge b; |
---|
858 | ret ? (Callstate f (nil ?) Kstop m0)). |
---|
859 | nwhd; |
---|
860 | napply opt_bindIO2_OK; #sp b esb; |
---|
861 | napply opt_bindIO_OK; #u ecode; |
---|
862 | napply opt_bindIO_OK; #f ef; |
---|
863 | ncases sp in esb ecode; #esb ecode; nwhd in ecode:(??%%); ##[ ##1,2,3,4,5: ndestruct (ecode); ##] |
---|
864 | nwhd; napply (initial_state_intro … esb ef); |
---|
865 | nqed. |
---|
866 | |
---|
867 | ndefinition is_final_state : ∀st:state. (∃r. final_state st r) + (¬∃r. final_state st r). |
---|
868 | #st; nelim st; |
---|
869 | ##[ #f s k e m; @2; @;*; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
870 | ##| #f l k m; @2; @;*; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
871 | ##| #v k m; ncases k; |
---|
872 | ##[ ncases v; |
---|
873 | ##[ ##2: #i; @1; @ i; //; |
---|
874 | ##| ##1: @2; @; *; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
875 | ##| #f; @2; @; *; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
876 | ##| #pcl b of; @2; @; *; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
877 | ##] |
---|
878 | ##| #a b; @2; @; *; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
879 | ##| ##3,4: #a b c; @2; @; *; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
880 | ##| ##5,6,8: #a b c d; @2; @; *; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
881 | ##| #a; @2; @; *; #r H; ninversion H; #i m e; ndestruct; |
---|
882 | ##] |
---|
883 | ##] nqed. |
---|
884 | |
---|
885 | nlet rec exec_steps (n:nat) (ge:genv) (s:state) : |
---|
886 | IO eventval io_out (Σts:trace×state. star (mk_transrel ?? step) ge s (\fst ts) (\snd ts)) ≝ |
---|
887 | match is_final_state s with |
---|
888 | [ inl _ ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, s〉) |
---|
889 | | inr _ ⇒ |
---|
890 | match n with |
---|
891 | [ O ⇒ Some ? (ret ? 〈E0, s〉) |
---|
892 | | S n' ⇒ Some ? ( |
---|
893 | ! 〈t,s'〉 ← exec_step ge s; |
---|
894 | (* ! 〈t,s'〉 ← match s with |
---|
895 | [ State f s k e m ⇒ match m with [ mk_mem c n p ⇒ exec_step ge (State f s k e (mk_mem c n p)) ] |
---|
896 | | Callstate fd args k m ⇒ match m with [ mk_mem c n p ⇒ exec_step ge (Callstate fd args k (mk_mem c n p)) ] |
---|
897 | | Returnstate r k m ⇒ match m with [ mk_mem c n p ⇒ exec_step ge (Returnstate r k (mk_mem c n p)) ] |
---|
898 | ] ;*) |
---|
899 | ! 〈t',s''〉 ← match s' with |
---|
900 | [ State f s k e m ⇒ match m with [ mk_mem c n p ⇒ exec_steps n' ge (State f s k e (mk_mem c n p)) ] |
---|
901 | | Callstate fd args k m ⇒ match m with [ mk_mem c n p ⇒ exec_steps n' ge (Callstate fd args k (mk_mem c n p)) ] |
---|
902 | | Returnstate r k m ⇒ match m with [ mk_mem c n p ⇒ exec_steps n' ge (Returnstate r k (mk_mem c n p)) ] |
---|
903 | ] ; |
---|
904 | (* ! 〈t',s''〉 ← exec_steps n' ge s';*) |
---|
905 | ret ? 〈t ⧺ t',s''〉) |
---|
906 | ] |
---|
907 | ]. nwhd; /2/; |
---|
908 | napply sig_bindIO2_OK; #t s'; ncases s'; ##[ #f st k e m; ##| #fd args k m; ##| #r k m; ##] |
---|
909 | nwhd in ⊢ (? → ?????(??????%?)); |
---|
910 | ncases m; #mc mn mp; #H1; |
---|
911 | nwhd in ⊢ (?????(??????%?)); |
---|
912 | napply sig_bindIO2_OK; #t' s'' IH; |
---|
913 | nwhd; napply (star_step … IH); //; |
---|
914 | nqed. |
---|
915 | (* |
---|
916 | nlet rec exec_steps_without_proof (n:nat) (ge:genv) (s:state) : |
---|
917 | res (trace×state) ≝ |
---|
918 | match is_final_state s with |
---|
919 | [ inl _ ⇒ OK ? 〈E0, s〉 |
---|
920 | | inr _ ⇒ |
---|
921 | match n with |
---|
922 | [ O ⇒ OK ? 〈E0, s〉 |
---|
923 | | S n' ⇒ |
---|
924 | 〈t,s'〉 ← exec_step ge s; |
---|
925 | 〈t',s''〉 ← exec_steps_without_proof n' ge s'; |
---|
926 | OK ? 〈t ⧺ t',s''〉 |
---|
927 | ] |
---|
928 | ]. |
---|
929 | *) |
---|
930 | |
---|
931 | (* A (possibly non-terminating) execution. *) |
---|
932 | ncoinductive execution : Type ≝ |
---|
933 | | e_stop : trace → state → execution |
---|
934 | | e_step : trace → state → execution → execution |
---|
935 | | e_wrong : execution |
---|
936 | | e_interact : io_out → (eventval → execution) → execution. |
---|
937 | |
---|
938 | nlet corec exec_inf_aux (ge:genv) (s:IO eventval io_out (trace×state)) : execution ≝ |
---|
939 | match s with |
---|
940 | [ Wrong ⇒ e_wrong |
---|
941 | | Value v ⇒ match v with [ mk_pair t s' ⇒ |
---|
942 | match is_final_state s' with |
---|
943 | [ inl _ ⇒ e_stop t s' |
---|
944 | | inr _ ⇒ e_step t s' (exec_inf_aux ge (exec_step ge s')) ] ] |
---|
945 | | Interact out k' ⇒ e_interact out (λv. exec_inf_aux ge (k' v)) |
---|
946 | ]. |
---|
947 | |
---|
948 | ndefinition exec_inf : program → execution ≝ |
---|
949 | λp. exec_inf_aux (globalenv Genv ?? p) (! s ← make_initial_state p; ret ? 〈E0,sig_eject ?? s〉). |
---|
950 | |
---|