1 (**************************************************************************)
4 (* ||A|| A project by Andrea Asperti *)
6 (* ||I|| Developers: *)
7 (* ||T|| The HELM team. *)
8 (* ||A|| http://helm.cs.unibo.it *)
10 (* \ / This file is distributed under the terms of the *)
11 (* v GNU General Public License Version 2 *)
13 (**************************************************************************)
15 include "Basic-2/substitution/tps.ma".
17 (* CONTEXT-FREE PARALLEL REDUCTION ON TERMS *********************************)
19 (* Basic-1: includes: pr0_delta1 *)
20 inductive tpr: relation term ≝
21 | tpr_atom : ∀I. tpr (𝕒{I}) (𝕒{I})
22 | tpr_flat : ∀I,V1,V2,T1,T2. tpr V1 V2 → tpr T1 T2 →
23 tpr (𝕗{I} V1. T1) (𝕗{I} V2. T2)
24 | tpr_beta : ∀V1,V2,W,T1,T2.
25 tpr V1 V2 → tpr T1 T2 →
26 tpr (𝕔{Appl} V1. 𝕔{Abst} W. T1) (𝕔{Abbr} V2. T2)
27 | tpr_delta: ∀I,V1,V2,T1,T2,T.
28 tpr V1 V2 → tpr T1 T2 → ⋆. 𝕓{I} V2 ⊢ T2 [0, 1] ≫ T →
29 tpr (𝕓{I} V1. T1) (𝕓{I} V2. T)
30 | tpr_theta: ∀V,V1,V2,W1,W2,T1,T2.
31 tpr V1 V2 → ↑[0,1] V2 ≡ V → tpr W1 W2 → tpr T1 T2 →
32 tpr (𝕔{Appl} V1. 𝕔{Abbr} W1. T1) (𝕔{Abbr} W2. 𝕔{Appl} V. T2)
33 | tpr_zeta : ∀V,T,T1,T2. ↑[0,1] T1 ≡ T → tpr T1 T2 →
35 | tpr_tau : ∀V,T1,T2. tpr T1 T2 → tpr (𝕔{Cast} V. T1) T2
39 "context-free parallel reduction (term)"
40 'PRed T1 T2 = (tpr T1 T2).
42 (* Basic properties *********************************************************)
44 lemma tpr_bind: ∀I,V1,V2,T1,T2. V1 ⇒ V2 → T1 ⇒ T2 →
45 𝕓{I} V1. T1 ⇒ 𝕓{I} V2. T2.
48 (* Basic-1: was by definition: pr0_refl *)
49 lemma tpr_refl: ∀T. T ⇒ T.
54 (* Basic inversion lemmas ***************************************************)
56 fact tpr_inv_atom1_aux: ∀U1,U2. U1 ⇒ U2 → ∀I. U1 = 𝕒{I} → U2 = 𝕒{I}.
59 | #I #V1 #V2 #T1 #T2 #_ #_ #k #H destruct
60 | #V1 #V2 #W #T1 #T2 #_ #_ #k #H destruct
61 | #I #V1 #V2 #T1 #T2 #T #_ #_ #_ #k #H destruct
62 | #V #V1 #V2 #W1 #W2 #T1 #T2 #_ #_ #_ #_ #k #H destruct
63 | #V #T #T1 #T2 #_ #_ #k #H destruct
64 | #V #T1 #T2 #_ #k #H destruct
68 (* Basic-1: was: pr0_gen_sort pr0_gen_lref *)
69 lemma tpr_inv_atom1: ∀I,U2. 𝕒{I} ⇒ U2 → U2 = 𝕒{I}.
72 fact tpr_inv_bind1_aux: ∀U1,U2. U1 ⇒ U2 → ∀I,V1,T1. U1 = 𝕓{I} V1. T1 →
73 (∃∃V2,T2,T. V1 ⇒ V2 & T1 ⇒ T2 &
74 ⋆. 𝕓{I} V2 ⊢ T2 [0, 1] ≫ T &
77 ∃∃T. ↑[0,1] T ≡ T1 & T ⇒ U2 & I = Abbr.
79 [ #J #I #V #T #H destruct
80 | #I1 #V1 #V2 #T1 #T2 #_ #_ #I #V #T #H destruct
81 | #V1 #V2 #W #T1 #T2 #_ #_ #I #V #T #H destruct
82 | #I1 #V1 #V2 #T1 #T2 #T #HV12 #HT12 #HT2 #I0 #V0 #T0 #H destruct -I1 V1 T1 /3 width=7/
83 | #V #V1 #V2 #W1 #W2 #T1 #T2 #_ #_ #_ #_ #I0 #V0 #T0 #H destruct
84 | #V #T #T1 #T2 #HT1 #HT12 #I0 #V0 #T0 #H destruct -V T /3/
85 | #V #T1 #T2 #_ #I0 #V0 #T0 #H destruct
89 lemma tpr_inv_bind1: ∀V1,T1,U2,I. 𝕓{I} V1. T1 ⇒ U2 →
90 (∃∃V2,T2,T. V1 ⇒ V2 & T1 ⇒ T2 &
91 ⋆. 𝕓{I} V2 ⊢ T2 [0, 1] ≫ T &
94 ∃∃T. ↑[0,1] T ≡ T1 & T ⇒ U2 & I = Abbr.
97 (* Basic-1: was pr0_gen_abbr *)
98 lemma tpr_inv_abbr1: ∀V1,T1,U2. 𝕓{Abbr} V1. T1 ⇒ U2 →
99 (∃∃V2,T2,T. V1 ⇒ V2 & T1 ⇒ T2 &
100 ⋆. 𝕓{Abbr} V2 ⊢ T2 [0, 1] ≫ T &
103 ∃∃T. ↑[0,1] T ≡ T1 & T ⇒ U2.
105 elim (tpr_inv_bind1 … H) -H * /3 width=7/
108 fact tpr_inv_flat1_aux: ∀U1,U2. U1 ⇒ U2 → ∀I,V1,U0. U1 = 𝕗{I} V1. U0 →
109 ∨∨ ∃∃V2,T2. V1 ⇒ V2 & U0 ⇒ T2 &
111 | ∃∃V2,W,T1,T2. V1 ⇒ V2 & T1 ⇒ T2 &
113 U2 = 𝕔{Abbr} V2. T2 & I = Appl
114 | ∃∃V2,V,W1,W2,T1,T2. V1 ⇒ V2 & W1 ⇒ W2 & T1 ⇒ T2 &
116 U0 = 𝕔{Abbr} W1. T1 &
117 U2 = 𝕔{Abbr} W2. 𝕔{Appl} V. T2 &
119 | (U0 ⇒ U2 ∧ I = Cast).
121 [ #I #J #V #T #H destruct
122 | #I #V1 #V2 #T1 #T2 #HV12 #HT12 #J #V #T #H destruct -I V1 T1 /3 width=5/
123 | #V1 #V2 #W #T1 #T2 #HV12 #HT12 #J #V #T #H destruct -J V1 T /3 width=8/
124 | #I #V1 #V2 #T1 #T2 #T #_ #_ #_ #J #V0 #T0 #H destruct
125 | #V #V1 #V2 #W1 #W2 #T1 #T2 #HV12 #HV2 #HW12 #HT12 #J #V0 #T0 #H
126 destruct -J V1 T0 /3 width=12/
127 | #V #T #T1 #T2 #_ #_ #J #V0 #T0 #H destruct
128 | #V #T1 #T2 #HT12 #J #V0 #T0 #H destruct -J V T1 /3/
132 lemma tpr_inv_flat1: ∀V1,U0,U2,I. 𝕗{I} V1. U0 ⇒ U2 →
133 ∨∨ ∃∃V2,T2. V1 ⇒ V2 & U0 ⇒ T2 &
135 | ∃∃V2,W,T1,T2. V1 ⇒ V2 & T1 ⇒ T2 &
137 U2 = 𝕔{Abbr} V2. T2 & I = Appl
138 | ∃∃V2,V,W1,W2,T1,T2. V1 ⇒ V2 & W1 ⇒ W2 & T1 ⇒ T2 &
140 U0 = 𝕔{Abbr} W1. T1 &
141 U2 = 𝕔{Abbr} W2. 𝕔{Appl} V. T2 &
143 | (U0 ⇒ U2 ∧ I = Cast).
146 (* Basic-1: was pr0_gen_appl *)
147 lemma tpr_inv_appl1: ∀V1,U0,U2. 𝕔{Appl} V1. U0 ⇒ U2 →
148 ∨∨ ∃∃V2,T2. V1 ⇒ V2 & U0 ⇒ T2 &
150 | ∃∃V2,W,T1,T2. V1 ⇒ V2 & T1 ⇒ T2 &
153 | ∃∃V2,V,W1,W2,T1,T2. V1 ⇒ V2 & W1 ⇒ W2 & T1 ⇒ T2 &
155 U0 = 𝕔{Abbr} W1. T1 &
156 U2 = 𝕔{Abbr} W2. 𝕔{Appl} V. T2.
158 elim (tpr_inv_flat1 … H) -H * /3 width=12/ #_ #H destruct
161 (* Basic-1: was: pr0_gen_cast *)
162 lemma tpr_inv_cast1: ∀V1,T1,U2. 𝕔{Cast} V1. T1 ⇒ U2 →
163 (∃∃V2,T2. V1 ⇒ V2 & T1 ⇒ T2 & U2 = 𝕔{Cast} V2. T2)
166 elim (tpr_inv_flat1 … H) -H * /3 width=5/
167 [ #V2 #W #W1 #W2 #_ #_ #_ #_ #H destruct
168 | #V2 #W #W1 #W2 #T2 #U1 #_ #_ #_ #_ #_ #_ #H destruct
172 fact tpr_inv_lref2_aux: ∀T1,T2. T1 ⇒ T2 → ∀i. T2 = #i →
174 | ∃∃V,T,T0. ↑[O,1] T0 ≡ T & T0 ⇒ #i &
176 | ∃∃V,T. T ⇒ #i & T1 = 𝕔{Cast} V. T.
178 [ #I #i #H destruct /2/
179 | #I #V1 #V2 #T1 #T2 #_ #_ #i #H destruct
180 | #V1 #V2 #W #T1 #T2 #_ #_ #i #H destruct
181 | #I #V1 #V2 #T1 #T2 #T #_ #_ #_ #i #H destruct
182 | #V #V1 #V2 #W1 #W2 #T1 #T2 #_ #_ #_ #_ #i #H destruct
183 | #V #T #T1 #T2 #HT1 #HT12 #i #H destruct /3 width=6/
184 | #V #T1 #T2 #HT12 #i #H destruct /3/
188 lemma tpr_inv_lref2: ∀T1,i. T1 ⇒ #i →
190 | ∃∃V,T,T0. ↑[O,1] T0 ≡ T & T0 ⇒ #i &
192 | ∃∃V,T. T ⇒ #i & T1 = 𝕔{Cast} V. T.
195 (* Basic-1: removed theorems 3:
196 pr0_subst0_back pr0_subst0_fwd pr0_subst0
197 Basic-1: removed local theorems: 1: pr0_delta_tau