Fix pre vs. post-rewrite in proofs for theory preprocessor (#6801)

This changes an annotation of a step of rewriting from "post" to "pre" in the theory preprocessor.
Fixes #6754.

int-to-bv: correct model values (#6811)

the int-to-bv preprocessing pass produced wrong models.
This PR fixes this in a similar fashion to other preprocessing passes, by adding a substitution to the preprocessing pass context. This requires moving the main translation function to be a class method, rather than a helper method in an empty namespace.

Thanks to @alex-ozdemir for raising this issue and producing a triggering benchmark (added to regressions in this PR).

Add new variants for the CAD projection (#6794)

This PR adds variants for the CAD projection operator to use Lazard's projection operator.

Fix statistics in AigBitblaster. (#6810)

Fixes #6788

FP: Refactor, rewrite and clean up word blasting. (#6802)

This rewrites the word blasting function FpConverter::convert to be
easier to follow and read. It further cleans up several things.

This additionally prepares for allowing to convert incoming facts rather
than terms registered with theory FP. That is, when word blasting more
lazily, in preNotifyFact rather than in registerTerm.

Rewrite POW to POW2 when the base is 2 (#6806)

This PR introduces a rewrite from (^ 2 t) to (pow2 t) in order to make use of the specialized pow2 solver.
One regression that expects an error when t is not a constant is changed accordingly.

Rename internal string kinds to match API (#6797)

This commit replaces (old) internal string kind names to match the API / smt2 standard names.

Further fix #6453 (#6804)

There's one spot left in issue #6453, that is the call to `std::allocator<T>::destroy` in `mkMetaKind`. And this commit fixes it.

[proof] [dot] Make dot printer stateful (#6799)

In preparation for further changes in the printer.

pow2 -- final changes (#6800)

This commit adds the remaining changes for a working and integrated `pow2` solver.

In particular, it adds a rewrite and a lemma that identify `pow2(x)` with `0` whenever `x<0`.
Regressions are added as well, including `pow2-native-0.smt2` that shows the semantics of `pow2` on negative values.

The next steps are new rewrites and and more lemma schemas.

pow2: Adding monotonicity lemma  (#6793)

We add the lemma x<=y --> pow2(x)<=pow2(y) to the pow2 solver.
Additionally, some renaming of variables is introduced for better clarity.

api: getRealValue: Fix printing of integer values. (#6795)

cmake: Add new code coverage targets. (#6796)

This commit adds the following new code coverage targets:

- coverage-reset: Resets the code coverage counters

- coverage: Generates code coverage report for all cvc5 executions since the
            last coverage-reset

- coverage-test: This was previously the coverage target that runs the
                 tests and generates the coverage report (as used for
                 nightlies).

By using `make coverage-reset` and `make coverage` it is now possible to
generate coverage reports for arbitrary executions of cvc5.

Fix linear arithmetic for duplicate lemmas in incremental (#6784)

The linear arithmetic solver was not robust to cases where a duplicate lemma is emitted. This leads to non-linear arithmetic not being called to check at full effort, leading to potential model soundness issues.

Fixes #6773.

Add CoCoA implementation (#6733)

This PR adds the actual implementation for the Lazard evaluation based on CoCoALib. It is only used if CoCoALib is available and falls back to a default libpoly-based implementation otherwise.

[hol] Disable bound fmf when HOL (#6792)

Fixes #6536

pow2: more implementations (#6756)

This PR adds implementations of functions from the pow2 solver, rewriter and type checker.

[regressions] Adding regression from #5371 (#6791)

[proofs] [dot] Adding a counter for subproofs (#6735)

[parser] [hol] Fix parser check for allowing functions when HOL is enabled (#6790)

Fixes #6526

docs: Add quickstart guide. (#6782)

FP: Remove sections guarded with undefined macro SYMFPUPROPISBOOL. (#6786)

Remove `--tear-down-incremental` (#6745)

Recent experiments have shown that `--tear-down-incremental` is actually
not really helping anymore and it has always been a bit of a workaround.
It is also broken on current master. This commit removes the option.

Avoid full normalization of lambdas in getValue (#6787)

This ensures that we don't apply lambda rewriting, which involves array value normalization, to lambda terms returned by TheoryModel::getValue.

This can significantly speed up our time to return function terms for getValue.

python api unit tests for Op (#6785)

Unit tests are translated from https://github.com/cvc5/cvc5/blob/master/test/unit/api/op_black.cpp
to python.

The only thing that is not faithfully translated is that the `cpp` tests expect the template function `[getIndices](https://github.com/cvc5/cvc5/blob/master/src/api/cpp/cvc5.h#L841)` to fail when an inappropriate type is given to it, while in the [`python` API](https://github.com/cvc5/cvc5/blob/90d19f7cdbaf41e389bdcbd099471f658a35ce98/src/api/python/cvc5.pxi#L343) this function is not a template, but just tries every supported type.

For example, the following line is not translated:
https://github.com/cvc5/cvc5/blob/90d19f7cdbaf41e389bdcbd099471f658a35ce98/test/unit/api/op_black.cpp#L206

modular bv2int: Stubs and some implementations (#6760)

This PR adds the file int_blaster.cpp. Most of the functions are not yet implemented. Two main functions are implemented.
Additionally, code that will no longer be needed is removed from the BV rewriter.

Minor simplification to equality engine notifications (#6726)

This removes the d_performNotify flag from equality engine which was supposedly used to guard a very old dependency concerning notifications during initialization. We are now robust to this and hence the flag can be removed.

Always check legal eliminations in quantified logics (#6720)

Fixes #6699.

Fix type enumeration for non first-class sorts in FMF (#6719)

Fixes #6690.

Python api unit tests for Result (#6763)

This PR translates the cpp API unit tests about results to python.
The original cpp file is: https://github.com/cvc5/cvc5/blob/master/test/unit/api/result_black.cpp

The translation made rise to one addition to the python API:
The UnknownExplanation object from the cpp API was represented by a string in the python API.
Now we have a more faithful representation, as an enum.

Fix cases of ITE within regular expressions (#6783)

Fixes #6776.

Our computation of when a regular expression was constant did not account for when ITE was embedded in an RE, leading to an unsound rewrite.

That benchmark now gives:

(error "Regular expression variables are not supported.")

Set up fine grained equality notifications (#6734)

This adds fields to equality engine setup information which will be used to hook up theories to the central equality engine.

This PR does not impact any behavior.

This is in preparation for the central equality engine.

Update to CaDiCaL 1.4.1. (#6780)

docs: Split out and merge C++ class hierarchy. (#6781)

This restructures the entry page for the C++ API documentation in
preparation for adding a quickstart and linking to examples and adding
more content.

[Attributes] Remove parameter `context_dependent` (#6772)

After commit d70a63324c95210f1d78c2efc46395d2369d2e2b, context-dependent
attributes have not been supported and, as a result, the template
parameter `context_dependent` of `Attribute` has not been used.
Context-dependent attributes also do not fit with our current design of
sharing attributes across different solvers, so it is unlikely that we
will add that feature back in the future. This commit removes the unused
template parameter.

Fix model issues with --bitblast=eager. (#6753)

For model construction we only compute model values for relevant terms. The set of relevant terms is computed in https://github.com/cvc5/cvc5/blob/master/src/theory/model_manager_distributed.cpp#L58, which skips equalities by default because equalities are usually handled by the equality engine.
When --bitblast=eager is enabled all assertions are wrapped into BITVECTOR_EAGER_ATOM nodes and passed to the BV solver, which results in equalities below BITVECTOR_EAGER_ATOM nodes not being handled by the equality engine but by the BV solver directly. These equalities, however, are skipped when computing the relevant terms and therefore the BV solver is not asked to compute model values for variables below these equalities.

If --bitblast=eager is enabled the BV solver now additionally adds the variables encountered during bit-blasting to the relevant terms via computeRelevantTerms.

Co-authored-by: Andres Noetzli <andres.noetzli@gmail.com>

Add Grammar.java to the java API (#6388)

This commit adds Grammar.java GrammarTest.java and cvc5_Grammar.cpp to the java api.

Move cnfConversionTime statistic to CnfStream. (#6769)

The statistic in `smt_solver.cpp` was not accurate.

Make CaDiCaL a required dependency. (#6761)

Since the new BV solver is enabled by default and uses CaDiCaL
(and optionally CryptoMiniSat) we make CaDiCaL a required dependency.

[proof] Fix documentation of array rule (#6770)

Adding python API test part 5 (#6743)

This commit (follow #6553) adds more functions and unit tests for python API.
Subsequent PR will include additional missing functions and unit tests.

1. Adding getNullSort() and mkEmptyBag() functions.
2. Allowing mkOp() with a list of arguments (previously allowed at most 2).
3. Allowing mkString() with additional boolean argument useEscSequences.
4. Corresponding changes to the tests.

docs: Fix config to produce unique Sphinx section labels. (#6767)

[CI] Build with all available cores (#6768)

macOS virtual machines have three available cores but we were only using two of them for our CI. This commit changes the CI to retrieve the number of available cores and then to use that to number to build and test cvc5.

docs: Remove 'View page source' link in right corner. (#6771)

We don't upload the source files to the website, so this will always be
a 404.

Make CnfStream::toCNF iterative (#6757)

This commit makes toCNF() iterative to avoid this issue.
Note that the order in which nodes are visited and thus SatLiterals are
created remains the same.

Fixes #6111

Remove obsolete libpoly patch (#6762)

The following commit made our libpoly patch for our Windows builds
obsolete:
https://github.com/SRI-CSL/libpoly/commit/ce7e620c54bd907200ce8b11812d123bf5f4ec8e
This resulted in our build getting stuck because it detected that the
patch had already been applied and was prompting the user what to do.
This commit removes that patch file and the corresponding command.

Fix CaDiCaL build on Windows (#6764)

The Windows version of CaDiCaL does not require the `sys/resource.h`
file, so this commit removes that check. It does, however, require
linking against the Process Status API (psapi), because of a call to
`GetProcessMemoryInfo()`, so this commit adds that dependency for
Windows builds.

Fix build without libpoly (#6759)

Commit f10087c3b347da6ef625a2ad92846551ad324d73 added new files that do
not compile without libpoly. This commit excludes those files when
building without libpoly. It also updates one of the regressions to
ignore a warning about approximate values in the model.

Make symfpu a required dependency. (#6749)

Archive SMT-COMP 2021 run scripts (#6748)

This commit copies the run-script-smtcomp-current* scripts to run-script-smtcomp2021* to archive them.

Properly consider aliases in option handlers (#6683)

This PR makes sure that option handlers have access to both the canonical option name and the option name that was actually used. It also updates the options README and gets rid of the base_handlers.h of which only a fraction was used.

[Optimization] Use Result in OptimizationResult (#6740)

OptimizationResult now contains:
- cvc5::Result
- optimal value for objective
- whether the objective is unbounded

This gets benefit from cvc5::Result (e.g., we could get explanation for UNKNOWN) and it's slightly easier to integrate to the current API.

Also refactors BV optimizer so that it uses switch statement (instead of if-then-else) to judge the checkSat results (I was planning to do this a long while ago)...

pow2: adding a kind, inference rules, and some implementations in the pow2 solver (#6736)

This PR is the sequel of #6676 .
It adds the `POW2` kind, inference rules that will be used in the `pow2` solver, an implementation of one function of the solver, as well as stubs for the others. The next PR will include more implementations.

Update to a more recent libpoly version. (#6730)

This PR updates to the latest version of libpoly, which has a memory leak fixed.

Add cocoalib (#6731)

This PR adds CoCoALib as an optional dependency. It will be used in the CAD-based nonlinear solver for computer algebra routines beyond the capabilities of libpoly like quotient rings and polynomial factorization.

Remove public option wrappers (#6716)

This PR gets rid of almost all remaining public option wrappers. It does so by
- making base, main and parser options public such that they can directly be used from the driver and the parser
- moving incremental and the resource limiting options to base
- moving dumping options to main

After this PR, the only option wrapper left is becoming obsolete as well after (the follow-up of) #6697.

docs: Fix reference in sep logic reference. (#6747)

CVC4 -> cvc5 in cpp API examples (#6746)

docs: Add references instead of links in theory reference pages. (#6729)

An example for a quick start guide (#6686)

Co-authored-by: Aina Niemetz <aina.niemetz@gmail.com>

Final update to SMT-COMP 2021 options (#6739)

This commit:

- Disables `--tear-down-incremental=X` for the competition since
  it currently does not work correctly on master and a fixed version did
  not show significant benefits.
- Changes the occurrences of `--nl-ext` to `--nl-ext=full` because it
  is now a mode option.
- Removes the use of `--bv-assert-input` because the option currently
  has some issues in incremental mode (#6738)
- Removes the use of `--bitblast=eager` for the model validation track
  because it produces invalid models (#6741)

Minor simplifications to LogicInfo (#6737)

Better support for HOL parsing and set up (#6697)

This commit adds a new parser option, --hol, which marks that HOL is being used. This option has the effect of prepending the problem's logic with "HO_", which teels the solver that the logic is higher order. The parser builder, base parser, and SMT2 and TPTP parsers are all updated to work with this new setting, as is the logic info class.

For now this parser option is enabling the --uf-ho option for internal use, since for now higher-order solving relies it. In a future PR this dependency will be removed (since this information is already given to the SMT solver via the logic).

Add skeleton for new Lazard evaluation (#6732)

This PR add the interface and a dummy implementation for the new Lazard evaluation. The dummy implementation is used when CoCoALib is not available and simply falls back to poly::infeasible_regions. The proper implementation that actually does that the comment says will be added with subsequent PRs.

Remove support for lazy BV extended function reductions and inferences (#6728)

solve-int-as-bv is now the preferred method for solving these benchmarks.

Adds solve-int-as-bv to a regression that became slow in my previous commit.

Ensure bv2nat and int2bv are not rewritten when using solve-bv-as-int (#6725)

This PR ensures we do not eagerly rewrite bv2nat and int2bv when using solve-bv-as-int. Instead they are rewritten during expandDefinitions (at the end of preprocessing).

It also updates regressions that relied on lazy extended function reductions in the lazy solver to use solve-bv-as-int, and adds a missing case (INT_TO_BITVECTOR) in the solve-int-as-bv preprocessing pass.

A followup PR will remove support for lazy extended function reductions for bv2nat / int2bv altogether.

smtcomp: Change some BV configs for SQ and INC track. (#6721)

docs: Migrate sets and relations theory reference. (#6698)

This migrates page https://cvc4.github.io/sets-and-relations.
It further adds the SMT2 version of examples/api/cpp/sets.cpp and adds
test/regress/regress0/rels/relations-ops.smt2 as smtlib example for
relations.

Make `--solve-int-as-bv=X` robust to rewriting (#6722)

After commit 327a24508ed1d02a3fa233e680ffd0b30aa685a9, the int-to-bv
preprocessing pass is getting rewritten terms. As a result, the terms
can contain negative constants (instead of `(- c)`, i.e., `UMINUS` of a
positive constant) and `NONLINEAR_MULT`. The commit adds support for
those cases, does some minor cleanup, and adds regressions. The
regressions should allow us to detect if/when the preprocessing pass
breaks in the future.

Update CVC4 URLs/macros (#6666)

Reorder ITE rewrites (#6723)

Fixes #6717. Commit 11c1fba added some
new rewrites for ITE. Due to the new rewrites taking precedence over
existing rewrites, it could happen that some of the previous rewrites
did not apply anymore even though they would have further simplified the
ITE. In the example from the issue, (ite c c true) was rewritten to
(or (not T) T) instead of (ite T true true) and then true. The
commit fixes the issue by moving rewrites resulting in
conjunctions/disjunctions to the end.

Make squasing more robust (#6713)

This PR makes squashing olds commits in the docs-cleanup CI job more robust: it makes sure that the squash commit has a proper commit date and that we gracefully handle if there is nothing to squash.

Integrate learned literal manager into preprocessing pass context (#6718)

Towards "learned rewrite" preprocessing pass / improvements to Int <-> BV.

Fixes related to printing tuples, define-fun commands in smt2 (#6679)

This PR fixes some initial issues with printing datatypes in smt2.

It does not yet address further issues on printing define-fun as a result of dump=raw-benchmark, which requires deeper refactoring of the implementation of the API / SmtEngine.

Push complex check inside GetInstantiationsCommand (#6715)

This PR pushes a rather complex check from the CommandExecutor inside the GetInstantiationsCommand.
The aim is to only use the instFormatMode option in the library (command.cpp) but not the main driver (command_executor.cpp).

Update options for SMT-COMP (#6704)

This commit removes obsolete options for BV and strings logics, and
updates QF_NIA to spend more time on our best configuration.

Co-authored-by: Gereon Kremer nafur42@gmail.com
Co-authored-by: Mathias Preiner mathias.preiner@gmail.com

[Optimization] support for push/pop (#6706)

Use CDList for optimization objectives so that optimization solver supports push and pop (just use SmtEngine's push/pop).
SmtEngine::resetAssertions will also clears the optimization objectives, so no need to have the reset objectives function.

Removing spurious HO checks (#6707)

Require statistics for regression (#6714)

This PR makes a new regression explicitly require statistics.

docs: Migrate separation logic theory reference. (#6702)

This migrates page https://cvc4.github.io/separation-logic.

docs: Fix `Kind` description (#6712)

This commit changes the Kind description not to include C/C++
preprocessor statements and updates the kind of bit-vector addtion.
It also marks some of the information as internal to exclude it from the
public documentation.

Fix for 2 dimensional dependent bounded quantifiers (#6710)

This updates 2-dim dependent bounded quantifiers to not map constants to terms when computing ranges, when the type of the variable is closed enumerable. This is require to fix an incorrect model (possible solution unsoundness) issue in the reduction of str.indexof_re.

Fixes the 1st, 4th and 5th benchmarks from #6653. Fixes #6635.

Add learned literal manager utility (#6709)

This is a simple class to maintain a list of literals that we have learned that may be useful during preprocessing.

This is work towards a "learned rewrite" preprocessing pass / better support for Int/BV translations during preprocessing.

Fix statistics option handler (#6703)

This PR fixes a typo in the option handler for the statistics options, which lead to options not properly propagating.

Make env hold a pointer to the original options to properly initialize subsolvers (#6705)

This PR extends the Env class to hold a pointer to the original options that are owned by the api::Solver. These original options will be used to properly initialize subsolvers as using the current options leads to subtle issues as setDefaults is not (in general) idempotent.

Remove `binary_name` option (#6693)

The binary_name is solely used as a temporary storage to pass the data from the options parser back to the runCvc5 method where it is put in a static variable. This PR gets rid of the option and the public option getter in favor of directly storing the program name in the static variable using an additional argument to parseOptions().

Change output of getRealValue to a fraction. (#6692)

Our documentation for `toPythonObj` says that real values are represented as Fractions. However, getRealValue yields a float approximation thereof.

We should probably stick to Fractions, since they allow us to precisely capture values in LRA. Also, that's more aligned with the C++ API, which returns a string representation of the (unapproximated) Rational.

Also, document some (potential) weirdness with calling mkReal on floating-point values.

Make TheoryUF compatible with central equality engine (#6695)

Work towards central equality engine.

This does some minor reorganization to TheoryUF, related to UF+cardinality constraints that makes it compatible with central equality engine. In particular, preNotifyFact is removed in favor of adding conflicts after cardinality constraints are added to the equality engine. This ensures that the central equality engine can explain conflicts that involve cardinality constraints (which will no longer be the responsibility of UF when --ee-mode=central).

Fix str.update reduction (#6696)

Fixes the 2nd benchmark from #6653.

(proof-new) Fix missing connection in trust substitution proofs (#6685)

This PR fixes a missing connection in trust substitution proofs, which was the cause of open proofs when solved equalities from ppAssert were not justified by proofs.

Also distinguishes TRUST_SUBS_EQ from TRUST_SUBS_MAP for clarity.

Remove `Options::wasSetByUser()` (#6682)

This PR removes the next heavily specialized template function Options::wasSetByUser() in favor of direct access to the *WasSetByUser flags.

(proof-new) Lazy proof chain debug names (#6680)

Support public option modules (#6691)

This PR adds the possibility to make option modules public. As shown on the example of the main driver options, this allows to get rid of the wrappers from options_public.h. We plan to make only very few option modules public (i.e. main and parser).

Remove unwanted side effects in `SPLIT_EQ_STRIP_L` (#6689)

Fixes #6681. When checking whether SPLIT_EQ_STRIP_L applies, we were
using sripSymbolicLength, which changes its inputs depending on how
many elements of the concatenation it could strip. However, one of the
arguments, pfxv0, was reused across multiple checks if the strip did
not result in a rewrite. Later invocations were wrong as a result. This
commit changes the call to stripSymbolicLength() to use a new copy of
the vector instead.

Miscellaneous changes from central ee branch (#6687)

Minor reorganization to make calls to theory engine from combination engine / shared solver more organized.

pow2: header file for pow2 solver (#6676)

This PR adds a header file for the pow2 solver. It also includes an empty test file, to trigger compilation of the header file. The next PR will include implementations and tests.

bv: Enable bitblast solver by default. (#6660)

This commit enables the new bitblast solver by default. This commit also fixes model generation for Boolean variables when --bitblast=eager is enabled.

Fixes #3958, #5396, #5736, #5743, #5947.

Add missing dereference (#6684)

Fix handling of start index in `str.indexof_re` (#6674)

Fixes #6636, fixes #6637. When the start index was non-zero, the result of
str.indexof_re was not properly restricted to be greater or equal to
the start index. This commit fixes the issue by making the eager
reduction lemma more precise. Additionally, the commit fixes an issue
with the lower bound of the length of the match in str.indexof_re.

Some cleanup in `mkoptions.py` (#6667)

This PR does some general cleanup in the mkoptions.py script: removal of obsolete code and some fixes to the comments.