Trocq: Proof Transfer for Free, With or Without Univalence

Libraries of formalized mathematics use a possibly broad range of different representations for a same mathematical concept. Yet light to major manual input from users remains most often required for obtaining the corresponding variants of theorems, when such obvious replacements are typically left implicit on paper. This article presents Trocq, a new proof transfer framework for dependent type theory. Trocq is based on a novel formulation of type equivalence, used to generalize the univalent parametricity translation. This framework takes care of avoiding dependency on the axiom of univalence when possible, and may be used with more relations than just equivalences. We have implemented a corresponding plugin for the Coq proof assistant, in the CoqElpi meta-language. We use this plugin on a gallery of representative examples of proof transfer issues in interactive theorem proving, and illustrate how Trocq covers the spectrum of several existing tools, used in program verification as well as in formalized mathematics in the broad sense

Trakt : Uniformiser les types pour automatiser les preuves (démonstration)

National audienceDans un assistant de preuve comme Coq, un même objet mathématique peut souvent être formalisé par différentes structures de données. Par exemple, le type Z des entiers binaires, dans la bibliothèque standard de Coq, représente les entiers relatifs tout comme le type ssrint, des entiers unaires, fourni par la bibliothèque MathComp. En pratique, cette situation familière en programmation est un frein à la preuve formelle automatique. Dans cet article, nous présentons trakt, un outil dont l'objectif est de faciliter l'accès des utilisateurs de Coq aux tactiques d'automatisation, pour la représentation des théories décidables de leur choix. Cet outil construit une formule auxiliaire à partir d'un but utilisateur, et une preuve que cette dernière implique ce but initial. La formule auxiliaire est conçue pour être adaptée aux outils de preuve automatique (lia, SMTCoq, etc). Cet outil est extensible, grâce à une API permettant à l'utilisateur de définir plusieurs natures de plongements dans un jeu de structures de données de référence. Le méta-langage Coq-Elpi, utilisé pour l'implémentation, fournit des facilités bienvenues pour la gestion des lieurs et la mise en oeuvre des parcours de termes en jeu dans ces tactiques

Modular pre-processing for automated reasoning in dependent type theory

The power of modern automated theorem provers can be put at the service of interactive theorem proving. But this requires in particular bridging the expressivity gap between the logics these provers are respectively based on. This paper presents the implementation of a modular suite of pre-processing transformations, which incrementally bring certain formulas expressed in the Calculus of Inductive Constructions closer to the first-order logic of Satifiability Modulo Theory solvers. These transformations address issues related to the axiomatization of inductive types, to polymorphic definitions or to the different implementations of a same theory signature. This suite is implemented as a plugin for the Coq proof assistant, and integrated to the SMTCoq toolchain

Trakt : Uniformiser les types pour automatiser les preuves (démonstration)

National audienceDans un assistant de preuve comme Coq, un même objet mathématique peut souvent être formalisé par différentes structures de données. Par exemple, le type Z des entiers binaires, dans la bibliothèque standard de Coq, représente les entiers relatifs tout comme le type ssrint, des entiers unaires, fourni par la bibliothèque MathComp. En pratique, cette situation familière en programmation est un frein à la preuve formelle automatique. Dans cet article, nous présentons trakt, un outil dont l'objectif est de faciliter l'accès des utilisateurs de Coq aux tactiques d'automatisation, pour la représentation des théories décidables de leur choix. Cet outil construit une formule auxiliaire à partir d'un but utilisateur, et une preuve que cette dernière implique ce but initial. La formule auxiliaire est conçue pour être adaptée aux outils de preuve automatique (lia, SMTCoq, etc). Cet outil est extensible, grâce à une API permettant à l'utilisateur de définir plusieurs natures de plongements dans un jeu de structures de données de référence. Le méta-langage Coq-Elpi, utilisé pour l'implémentation, fournit des facilités bienvenues pour la gestion des lieurs et la mise en oeuvre des parcours de termes en jeu dans ces tactiques

Trakt : Uniformiser les types pour automatiser les preuves (démonstration)

National audienceDans un assistant de preuve comme Coq, un même objet mathématique peut souvent être formalisé par différentes structures de données. Par exemple, le type Z des entiers binaires, dans la bibliothèque standard de Coq, représente les entiers relatifs tout comme le type ssrint, des entiers unaires, fourni par la bibliothèque MathComp. En pratique, cette situation familière en programmation est un frein à la preuve formelle automatique. Dans cet article, nous présentons trakt, un outil dont l'objectif est de faciliter l'accès des utilisateurs de Coq aux tactiques d'automatisation, pour la représentation des théories décidables de leur choix. Cet outil construit une formule auxiliaire à partir d'un but utilisateur, et une preuve que cette dernière implique ce but initial. La formule auxiliaire est conçue pour être adaptée aux outils de preuve automatique (lia, SMTCoq, etc). Cet outil est extensible, grâce à une API permettant à l'utilisateur de définir plusieurs natures de plongements dans un jeu de structures de données de référence. Le méta-langage Coq-Elpi, utilisé pour l'implémentation, fournit des facilités bienvenues pour la gestion des lieurs et la mise en oeuvre des parcours de termes en jeu dans ces tactiques

Compositional pre-processing for automated reasoning in dependent type theory

International audienceIn the context of interactive theorem provers based on a dependent type theory, automation tactics (dedicated decision procedures, call of automated solvers, ...) are often limited to goals which are exactly in some expected logical fragment. This very often prevents users from applying these tactics in other contexts, even similar ones. This paper discusses the design and the implementation of pre-processing operations for automating formal proofs in the Coq proof assistant. It presents the implementation of a wide variety of predictible, atomic goal transformations, which can be composed in various ways to target different backends. A gallery of examples illustrates how it helps to expand significantly the power of automation engines