]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/lib/turing/multi_universal/match.ma
arithmetics for λδ
[helm.git] / matita / matita / lib / turing / multi_universal / match.ma
index 085863ce1ffa738ab6d8ce0aef1a9adfde02bebb..9cd11f61007dce904310557b583ee95ba990e41c 100644 (file)
 (*                                                                        *)
 (**************************************************************************)
 
-include "turing/multi_universal/compare.ma".
-include "turing/multi_universal/par_test.ma".
-include "turing/multi_universal/moves_2.ma".
+include "turing/auxiliary_multi_machines.ma".
 
-definition Rtc_multi_true ≝ 
-  λalpha,test,n,i.λt1,t2:Vector ? (S n).
-   (∃c. current alpha (nth i ? t1 (niltape ?)) = Some ? c ∧ test c = true) ∧ t2 = t1.
-   
-definition Rtc_multi_false ≝ 
-  λalpha,test,n,i.λt1,t2:Vector ? (S n).
-    (∀c. current alpha (nth i ? t1 (niltape ?)) = Some ? c → test c = false) ∧ t2 = t1.
-
-lemma sem_test_char_multi :
-  ∀alpha,test,n,i.i ≤ n → 
-  inject_TM ? (test_char ? test) n i ⊨ 
-  [ tc_true : Rtc_multi_true alpha test n i, Rtc_multi_false alpha test n i ].
-#alpha #test #n #i #Hin #int
-cases (acc_sem_inject … Hin (sem_test_char alpha test) int)
-#k * #outc * * #Hloop #Htrue #Hfalse %{k} %{outc} % [ %
-[ @Hloop
-| #Hqtrue lapply (Htrue Hqtrue) * * * #c *
-  #Hcur #Htestc #Hnth_i #Hnth_j %
-  [ %{c} % //
-  | @(eq_vec … (niltape ?)) #i0 #Hi0
-    cases (decidable_eq_nat i0 i) #Hi0i
-    [ >Hi0i @Hnth_i
-    | @sym_eq @Hnth_j @sym_not_eq // ] ] ]
-| #Hqfalse lapply (Hfalse Hqfalse) * * #Htestc #Hnth_i #Hnth_j %
-  [ @Htestc
-  | @(eq_vec … (niltape ?)) #i0 #Hi0
-    cases (decidable_eq_nat i0 i) #Hi0i
-    [ >Hi0i @Hnth_i
-    | @sym_eq @Hnth_j @sym_not_eq // ] ] ]
-qed.
-
-definition Rm_test_null_true ≝ 
-  λalpha,n,i.λt1,t2:Vector ? (S n).
-   current alpha (nth i ? t1 (niltape ?)) ≠ None ? ∧ t2 = t1.
-   
-definition Rm_test_null_false ≝ 
-  λalpha,n,i.λt1,t2:Vector ? (S n).
-    current alpha (nth i ? t1 (niltape ?)) = None ? ∧ t2 = t1.
-
-lemma sem_test_null_multi : ∀alpha,n,i.i ≤ n → 
-  inject_TM ? (test_null ?) n i ⊨ 
-    [ tc_true : Rm_test_null_true alpha n i, Rm_test_null_false alpha n i ].
-#alpha #n #i #Hin #int
-cases (acc_sem_inject … Hin (sem_test_null alpha) int)
-#k * #outc * * #Hloop #Htrue #Hfalse %{k} %{outc} % [ %
-[ @Hloop
-| #Hqtrue lapply (Htrue Hqtrue) * * #Hcur #Hnth_i #Hnth_j % //
-  @(eq_vec … (niltape ?)) #i0 #Hi0 cases (decidable_eq_nat i0 i) #Hi0i
-  [ >Hi0i @sym_eq @Hnth_i | @sym_eq @Hnth_j @sym_not_eq // ] ] 
-| #Hqfalse lapply (Hfalse Hqfalse) * * #Hcur #Hnth_i #Hnth_j %
-  [ @Hcur
-  | @(eq_vec … (niltape ?)) #i0 #Hi0 cases (decidable_eq_nat i0 i) // 
-    #Hi0i @sym_eq @Hnth_j @sym_not_eq // ] ] 
-qed.
-
-definition match_test ≝ λsrc,dst.λsig:DeqSet.λn.λv:Vector ? n.
-  match (nth src (option sig) v (None ?)) with 
-  [ None ⇒  false 
-  | Some x ⇒  notb (nth dst (DeqOption sig) v (None ?) == None ?) ].
-
-definition mmove_states ≝ initN 2.
-
-definition mmove0 : mmove_states ≝ mk_Sig ?? 0 (leb_true_to_le 1 2 (refl …)).
-definition mmove1 : mmove_states ≝ mk_Sig ?? 1 (leb_true_to_le 2 2 (refl …)).
-
-definition trans_mmove ≝ 
- λi,sig,n,D.
- λp:mmove_states × (Vector (option sig) (S n)).
- let 〈q,a〉 ≝ p in match (pi1 … q) with
- [ O ⇒ 〈mmove1,change_vec ? (S n) (null_action ? n) (〈None ?,D〉) i〉
- | S _ ⇒ 〈mmove1,null_action sig n〉 ].
-
-definition mmove ≝ 
-  λi,sig,n,D.
-  mk_mTM sig n mmove_states (trans_mmove i sig n D) 
-    mmove0 (λq.q == mmove1).
-    
-definition Rm_multi ≝ 
-  λalpha,n,i,D.λt1,t2:Vector ? (S n).
-  t2 = change_vec ? (S n) t1 (tape_move alpha (nth i ? t1 (niltape ?)) D) i.
-   
-lemma sem_move_multi :
-  ∀alpha,n,i,D.i ≤ n → 
-  mmove i alpha n D ⊨ Rm_multi alpha n i D.
-#alpha #n #i #D #Hin #int %{2}
-%{(mk_mconfig ? mmove_states n mmove1 ?)} 
-[| %
- [ whd in ⊢ (??%?); @eq_f whd in ⊢ (??%?); @eq_f %
- | whd >tape_move_multi_def
-   <(change_vec_same … (ctapes …) i (niltape ?))
-   >pmap_change <tape_move_multi_def >tape_move_null_action % ] ]
- qed.
-  
+(* rewind *)
 definition rewind ≝ λsrc,dst,sig,n.
   parmove src dst sig n L · mmove src sig n R · mmove dst sig n R.
 
@@ -129,6 +35,9 @@ definition R_rewind_strong ≝ λsrc,dst,sig,n.λint,outt: Vector (tape sig) (S
            (midtape sig ls0 y0 (reverse ? target@y::rs0)) src) ∧
   (∀x,rs.nth src ? int (niltape ?) = midtape sig [] x rs → 
    ∀ls0,y,rs0.nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 y rs0 → 
+   outt = int) ∧
+  (∀x,rs.nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig [] x rs → 
+   ∀ls0,y,rs0.nth src ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 y rs0 → 
    outt = int).
 
 definition R_rewind ≝ λsrc,dst,sig,n.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
@@ -143,18 +52,6 @@ definition R_rewind ≝ λsrc,dst,sig,n.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
    ∀ls0,y,rs0.nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 y rs0 → 
    outt = int).
 
-(*
-theorem accRealize_to_Realize :
-  ∀sig,n.∀M:mTM sig n.∀Rtrue,Rfalse,acc.
-  M ⊨ [ acc: Rtrue, Rfalse ] →  M ⊨ Rtrue ∪ Rfalse.
-#sig #n #M #Rtrue #Rfalse #acc #HR #t
-cases (HR t) #k * #outc * * #Hloop
-#Htrue #Hfalse %{k} %{outc} % // 
-cases (true_or_false (cstate sig (states sig n M) n outc == acc)) #Hcase
-[ % @Htrue @(\P Hcase) | %2 @Hfalse @(\Pf Hcase) ]
-qed.
-*)
-
 lemma sem_rewind_strong : ∀src,dst,sig,n.
   src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
   rewind src dst sig n ⊨ R_rewind_strong src dst sig n.
@@ -162,7 +59,7 @@ lemma sem_rewind_strong : ∀src,dst,sig,n.
 @(sem_seq_app sig n ????? (sem_parmoveL src dst sig n Hneq Hsrc Hdst) ?)
 [| @(sem_seq_app sig n ????? (sem_move_multi … R ?) (sem_move_multi … R ?)) //
  @le_S_S_to_le // ]
-#ta #tb * #tc * * * #Htc1 #Htc2 #_ * #td * whd in ⊢ (%→%→?); #Htd #Htb % [ %
+#ta #tb * #tc * * * #Htc1 #Htc2 #_ * #td * whd in ⊢ (%→%→?); #Htd #Htb % [ % [ %
 [ #x #x0 #xs #rs #Hmidta_src #ls0 #y #y0 #target #rs0 #Hlen #Hmidta_dst
   >(Htc1 ??? Hmidta_src ls0 y (target@[y0]) rs0 ??) in Htd;
   [|>Hmidta_dst //
@@ -200,21 +97,42 @@ lemma sem_rewind_strong : ∀src,dst,sig,n.
     >nth_change_vec // >change_vec_change_vec 
     whd in match (tape_move ???);whd in match (tape_move ???); <Hmidta_src
     <Hls0 <Hmidta_dst >change_vec_same >change_vec_same //
-]]
+  ] ]
+| #x #rs #Hmidta_dst #ls0 #y #rs0 #Hmidta_src
+  lapply (Htc2 … Hmidta_dst … (refl ??) Hmidta_src) -Htc2 #Htc >Htc in Htd;
+  >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|@sym_not_eq //]
+  >nth_change_vec // lapply (refl ? ls0) cases ls0 in ⊢ (???%→%);
+  [ #Hls0 destruct (Hls0) #Htd >Htd in Htb; 
+    >nth_change_vec // >change_vec_change_vec 
+    whd in match (tape_move ???);whd in match (tape_move ???); 
+    <Hmidta_src <Hmidta_dst >change_vec_same >change_vec_same //
+  | #l1 #ls1 #Hls0 destruct (Hls0) #Htd >Htd in Htb;
+    >nth_change_vec // >change_vec_change_vec 
+    whd in match (tape_move ???); whd in match (tape_move ???); <Hmidta_src
+    <Hmidta_dst >change_vec_same >change_vec_same //
+  ]
+]
 qed.
 
 lemma sem_rewind : ∀src,dst,sig,n.
   src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
   rewind src dst sig n ⊨ R_rewind src dst sig n.
 #src #dst #sig #n #Hneq #Hsrc #Hdst @(Realize_to_Realize … (sem_rewind_strong …)) //
-#ta #tb * * #H1 #H2 #H3 % /2/
+#ta #tb * * * #H1 #H2 #H3 #H4 % /2 by /
 qed.
 
+(* match step *) 
+
+definition match_test ≝ λsrc,dst.λsig:DeqSet.λn.λv:Vector ? n.
+  match (nth src (option sig) v (None ?)) with 
+  [ None ⇒  false 
+  | Some x ⇒  notb (nth dst (DeqOption sig) v (None ?) == None ?) ].
+
 definition match_step ≝ λsrc,dst,sig,n.
   compare src dst sig n ·
      (ifTM ?? (partest sig n (match_test src dst sig ?))
       (single_finalTM ??
-        (rewind src dst sig n · (inject_TM ? (move_r ?) n dst)))
+        (rewind src dst sig n · mmove dst ?? R))
       (nop …)
       partest1).
 
@@ -275,8 +193,8 @@ lemma sem_match_step :
     (acc_sem_if ? n … (sem_partest sig n (match_test src dst sig ?))
       (sem_seq … 
         (sem_rewind ???? Hneq Hsrc Hdst) 
-        (sem_inject … dst (le_S_S_to_le … Hdst) (sem_move_r ? )))
-      (sem_nop …)))
+        (sem_move_multi … R ?))
+      (sem_nop …))) /2/
 [ #ta #tb #tc * lapply (refl ? (current ? (nth src ? ta (niltape ?))))
   cases (current ? (nth src ? ta (niltape ?))) in ⊢ (???%→%);
   [ #Hcurta_src #Hcomp #_ * #td * >Hcomp [| % %2 %]
@@ -316,15 +234,10 @@ lemma sem_match_step :
           lapply (Hte … (refl ??) … (refl ??) (refl ??)) -Hte
           >change_vec_commute // >change_vec_change_vec
           >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] >change_vec_change_vec #Hte
-          >Hte in Htb; * * #_ >nth_change_vec // #Htb1
-          lapply (Htb1 … (refl ??)) -Htb1 #Htb1 #Htb2 %
-          [ @(eq_vec … (niltape ?)) #i #Hi
-            cases (true_or_false ((dst : DeqNat) == i)) #Hdsti
-            [ <(\P Hdsti) >Htb1 >nth_change_vec // >Hmidta_dst
-              >Hrs0 >reverse_reverse cases xs [|#r1 #rs1] %
-            | <Htb2 [|@(\Pf Hdsti)] >nth_change_vec_neq [| @(\Pf Hdsti)]
-              >Hrs0 >reverse_reverse >nth_change_vec_neq in ⊢ (???%); 
-              <Hrs <Hmidta_src [|@(\Pf Hdsti)] >change_vec_same % ]
+          >Hte in Htb; whd in ⊢ (%→?); #Htb >Htb %
+          [ >change_vec_change_vec >nth_change_vec //
+            >reverse_reverse <Hrs <Hmidta_src >change_vec_same <Hrs0 <Hmidta_dst
+            %
           | >Hmidta_dst %{s'} % [%] #_
             >Hrs0 %{xs} %{ci} %{rs''} %{ls0} %{cj} %{rs0'} % // % // 
           ]
@@ -332,14 +245,10 @@ lemma sem_match_step :
       | lapply (\Pf Hss0) -Hss0 #Hss0 #Htc cut (tc = ta) 
         [@Htc % % @(not_to_not ??? Hss0) #H destruct (H) %]
         -Htc #Htc destruct (Htc) #_ * #td * whd in ⊢ (%→?); * #_ 
-        #Htd destruct (Htd) * #te * * #_ #Hte * * #_ #Htb1 #Htb2
+        #Htd destruct (Htd) * #te * * #_ #Hte whd in ⊢ (%→?); #Htb
         #s1 #rs1 >Hmidta_src #H destruct (H)
         lapply (Hte … Hmidta_src … Hmidta_dst) -Hte #Hte destruct (Hte) %
-        [ @(eq_vec … (niltape ?)) #i #Hi
-          cases (true_or_false ((dst : DeqNat) == i)) #Hdsti
-          [ <(\P Hdsti) >(Htb1 … Hmidta_dst) >nth_change_vec // >Hmidta_dst
-            cases rs0 [|#r2 #rs2] %
-          | <Htb2 [|@(\Pf Hdsti)] >nth_change_vec_neq [| @(\Pf Hdsti)] % ]
+        [ >Htb %
         | >Hs0 %{s0} % // #H destruct (H) @False_ind cases (Hss0) /2/ ]
       ]
     ]
@@ -520,12 +429,6 @@ lapply (sem_while … (sem_match_step src dst sig n Hneq Hsrc Hdst) … Hloop) /
 ]
 qed.
 
-axiom daemon : ∀P:Prop.P.
-
-(* XXX: move to turing (or mono) *)
-definition option_cons ≝ λsig.λc:option sig.λl.
-  match c with [ None ⇒ l | Some c0 ⇒ c0::l ].
-
 definition R_match_step_true_naive ≝ 
   λsrc,dst,sig,n.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
   |left ? (nth src ? outt (niltape ?))| +
@@ -533,14 +436,6 @@ definition R_match_step_true_naive ≝
   |left ? (nth src ? int (niltape ?))| +
   |option_cons ? (current ? (nth dst ? int (niltape ?))) (right ? (nth dst ? int (niltape ?)))|.
 
-axiom right_mk_tape : ∀sig,ls,c,rs.right ? (mk_tape sig ls c rs) = rs.
-axiom left_mk_tape : ∀sig,ls,c,rs.left ? (mk_tape sig ls c rs) = ls.
-axiom current_mk_tape : ∀sig,ls,c,rs.current ? (mk_tape sig ls c rs) = c.
-axiom length_tail : ∀A,l.0 < |l| → |tail A l| < |l|.
-axiom lists_length_split : 
- ∀A.∀l1,l2:list A.(∃la,lb.(|la| = |l1| ∧ l2 = la@lb) ∨ (|la| = |l2| ∧ l1 = la@lb)).
-axiom opt_cons_tail_expand : ∀A,l.l = option_cons A (option_hd ? l) (tail ? l).
-  
 lemma sem_match_step_termination :
   ∀src,dst,sig,n.src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
   match_step src dst sig n ⊨ 
@@ -552,8 +447,8 @@ lemma sem_match_step_termination :
     (acc_sem_if ? n … (sem_partest sig n (match_test src dst sig ?))
       (sem_seq … 
         (sem_rewind_strong ???? Hneq Hsrc Hdst) 
-        (sem_inject … dst (le_S_S_to_le … Hdst) (sem_move_r ? )))
-      (sem_nop …)))
+        (sem_move_multi … R ?))
+      (sem_nop …))) [/2/]
 [ #ta #tb #tc * lapply (refl ? (current ? (nth src ? ta (niltape ?))))
   cases (current ? (nth src ? ta (niltape ?))) in ⊢ (???%→%);
   [ #Hcurta_src #Hcomp #_ * #td * >Hcomp [| % %2 %]
@@ -575,7 +470,7 @@ lemma sem_match_step_termination :
           >nth_current_chars >nth_current_chars >Hcurtc_dst 
           cases (current ? (nth src …)) 
           [normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
-          | #x >nth_change_vec // cases (reverse ? rs0)
+          | #x >nth_change_vec [|@Hdst] cases (reverse ? rs0)
             [ normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
             | #r1 #rs1 normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H) ] ]
         | * #rs0' * #_ #Hcurtc_src * #td * whd in ⊢ (%→?); * whd in ⊢ (??%?→?);
@@ -586,24 +481,26 @@ lemma sem_match_step_termination :
             ]]
           normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H) ]
         | * #xs * #ci * #cj * #rs'' * #rs0' * * * #Hcicj #Hrs #Hrs0
-          #Htc * #td * * #Hmatch #Htd destruct (Htd) * #te * *
-          >Htc >change_vec_commute // >nth_change_vec //
-          >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] >nth_change_vec //
+          #Htc * #td * * #Hmatch #Htd destruct (Htd) * #te * * *
+          >Htc >change_vec_commute [|//] >nth_change_vec [|//]
+          >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] >nth_change_vec [|//]
           cases (lists_length_split ? ls ls0) #lsa * #lsb * * #Hlen #Hlsalsb
           destruct (Hlsalsb)  *
           [ #Hte #_ #_ <(reverse_reverse … ls) in Hte; <(reverse_reverse … lsa)
             cut (|reverse ? lsa| = |reverse ? ls|) [ // ] #Hlen' 
             @(list_cases2 … Hlen')
-            [ #H1 #H2 >H1 >H2 -H1 -H2 normalize in match (reverse ? [ ]); #Hte
+            [ #H1 #H2 >H1 >H2 -H1 -H2 normalize in match (reverse ? [ ]); #Hte #_
               lapply (Hte … (refl ??) … (refl ??) (refl ??)) -Hte
-              >change_vec_commute // >change_vec_change_vec
+              >change_vec_commute [|//] >change_vec_change_vec
               >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] >change_vec_change_vec #Hte
-              >Hte * * #_ >nth_change_vec // >reverse_reverse 
-              #H lapply (H … (refl ??)) -H #Htb1 #Htb2
-              cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta (midtape sig [] s0 (xs@ci::rs'')) src) (mk_tape sig (s0::lsb) (option_hd sig (xs@cj::rs0')) (tail sig (xs@cj::rs0'))) dst)
-              [@daemon] -Htb1 -Htb2 #Htb >Htb whd >nth_change_vec //
-              >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >nth_change_vec //
-              >right_mk_tape normalize in match (left ??);
+              >Hte whd in ⊢ (%→?); >change_vec_change_vec >nth_change_vec [|//] 
+              >reverse_reverse #Htb
+              cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta (midtape sig [ ] s0 (xs@ci::rs'')) src) (mk_tape sig (s0::lsb) (option_hd sig (xs@cj::rs0')) (tail sig (xs@cj::rs0'))) dst)
+              [ >Htb @eq_f3 // cases (xs@cj::rs0') // ]
+              -Htb #Htb >Htb whd >nth_change_vec [|//]
+              >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >nth_change_vec [|//]
+              >right_mk_tape [|cases xs [|#x0 #xs0] normalize in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H)]
+              normalize in match (left ??);
               >Hmidta_src >Hmidta_dst >current_mk_tape <opt_cons_tail_expand
               whd in match (option_cons ???); >Hrs0
               normalize in ⊢ (?(?%)%); //
@@ -616,13 +513,20 @@ lemma sem_match_step_termination :
                 >H1 in Hlen'; >H2 whd in ⊢ (??%%→?); #Hlen' 
                 >length_reverse >length_reverse destruct (Hlen') //
               | /2 by refl, trans_eq/ ] -Hte
-              #Hte * * #_ >Hte >nth_change_vec // #Htb1 #Htb2
+              #Hte #_  whd in ⊢ (%→?); #Htb
               cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta               
                         (mk_tape sig (hda::lsb) (option_hd ? (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tla)@cj::rs0')) (tail ? (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tla)@cj::rs0'))) dst) 
                         (midtape ? [ ] hdb (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tlb)@ci::rs'')) src)
-              [@daemon] -Htb1 -Htb2 #Htb >Htb whd 
-              >nth_change_vec // >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec //
-              >right_mk_tape >Hmidta_src >Hmidta_dst 
+              [ >Htb >Hte >nth_change_vec // >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|//]
+                >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|@sym_not_eq //]
+                >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|//]
+                @eq_f3 // cases (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tla)@cj::rs0') // ]
+              -Htb #Htb >Htb whd 
+              >nth_change_vec [|//] >nth_change_vec_neq [|//] >nth_change_vec [|//]
+              >right_mk_tape 
+              [| cases (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tla))
+                 [|#x0 #xs0] normalize in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) ]
+              >Hmidta_src >Hmidta_dst 
               whd in match (left ??); whd in match (left ??); whd in match (right ??);
               >current_mk_tape <opt_cons_tail_expand whd in match (option_cons ???);
               >Hrs0 >length_append whd in ⊢ (??(??%)); >length_append >length_reverse
@@ -635,14 +539,17 @@ lemma sem_match_step_termination :
             [ #H1 #H2 >H1 >H2 normalize in match (reverse ? [ ]); #Hte
               lapply (Hte … (refl ??) … (refl ??) (refl ??)) -Hte
               >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] 
-              >change_vec_change_vec #Hte
-              >Hte * * #_ >nth_change_vec // >reverse_reverse 
-              #H lapply (H … (refl ??)) -H #Htb1 #Htb2
+              >change_vec_change_vec #Hte #_
+              >Hte whd in ⊢ (%→?); >nth_change_vec [|//] >reverse_reverse #Htb 
               cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta (mk_tape ? [s0] (option_hd ? (xs@cj::rs0')) (tail ? (xs@cj::rs0'))) dst)
                            (midtape ? lsb s0 (xs@ci::rs'')) src)
-              [@daemon] -Htb1 -Htb2 #Htb >Htb whd >nth_change_vec //
-              >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec //
-              >right_mk_tape normalize in match (left ??);
+              [ >Htb >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|//]
+                @eq_f3 // <Hrs0 cases rs0 // ]
+              -Htb #Htb >Htb whd >nth_change_vec [|//]
+              >nth_change_vec_neq [|//] >nth_change_vec [|//]
+              >right_mk_tape 
+              [| cases xs [|#x0 #xs0] normalize in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) ] 
+              normalize in match (left ??);
               >Hmidta_src >Hmidta_dst >current_mk_tape <opt_cons_tail_expand >Hrs0
               >length_append normalize >length_append >length_append
               <(reverse_reverse ? lsa) >H1 normalize //
@@ -655,13 +562,20 @@ lemma sem_match_step_termination :
                 >H1 in Hlen'; >H2 whd in ⊢ (??%%→?); #Hlen' 
                 >length_reverse >length_reverse destruct (Hlen') //
               | /2 by refl, trans_eq/ ] -Hte
-              #Hte * * #_ >Hte >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec // #Htb1 #Htb2
+              #Hte #_ whd in ⊢ (%→?); >Hte >nth_change_vec_neq [|//] >nth_change_vec [|//] #Htb
               cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta               
                         (mk_tape sig [hdb] (option_hd ? (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tlb)@cj::rs0')) (tail ? (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tlb)@cj::rs0'))) dst) 
                         (midtape ? lsb hda (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tla)@ci::rs'')) src)
-              [@daemon] -Htb1 -Htb2 #Htb >Htb whd 
-              >nth_change_vec // >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec //
-              >right_mk_tape >Hmidta_src >Hmidta_dst 
+              [ >Htb >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|//]
+                >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|@sym_not_eq //]
+                >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|//]
+                @eq_f3 // cases (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tlb)@cj::rs0') // ]
+              -Htb #Htb >Htb whd 
+              >nth_change_vec [|//] >nth_change_vec_neq [|//] >nth_change_vec [|//]
+              >right_mk_tape
+              [| cases (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tlb))
+                 [|#x0 #xs0] normalize in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) ]
+              >Hmidta_src >Hmidta_dst 
               whd in match (left ??); whd in match (left ??); whd in match (right ??);
               >current_mk_tape <opt_cons_tail_expand
               whd in match (option_cons ???);
@@ -676,100 +590,86 @@ lemma sem_match_step_termination :
       | lapply (\Pf Hss0) -Hss0 #Hss0 #Htc cut (tc = ta) 
         [@Htc % % @(not_to_not ??? Hss0) #H destruct (H) %]
         -Htc #Htc destruct (Htc) #_ * #td * whd in ⊢ (%→?); * #_ 
-        #Htd destruct (Htd) * #te * * * >Hmidta_src >Hmidta_dst 
+        #Htd destruct (Htd) * #te * * * >Hmidta_src >Hmidta_dst 
         cases (lists_length_split ? ls ls0) #lsa * #lsb * * #Hlen #Hlsalsb
         destruct (Hlsalsb)
         [ <(reverse_reverse … ls) <(reverse_reverse … lsa)
           cut (|reverse ? lsa| = |reverse ? ls|) [ // ] #Hlen'
           @(list_cases2 … Hlen')
-          [ #H1 #H2 >H1 >H2 -H1 -H2 #_ #_ normalize in match (reverse ? [ ]); #Hte
-            lapply (Hte … (refl ??) … (refl ??)) -Hte #Hte destruct (Hte) * * #_
-            >Hmidta_dst #Htb1 lapply (Htb1 … (refl ??)) -Htb1 #Htb1 #Htb2
+          [ #H1 #H2 >H1 >H2 -H1 -H2 #_ #_ normalize in match (reverse ? [ ]); #Hte #_
+            lapply (Hte … (refl ??) … (refl ??)) -Hte #Hte destruct (Hte)
+            whd in ⊢ (%→?); >Hmidta_dst #Htb
             cut (tb = change_vec ?? ta (mk_tape ? (s0::lsa@lsb) (option_hd ? rs0) (tail ? rs0)) dst)
-            [@daemon] -Htb1 -Htb2 #Htb >Htb whd >nth_change_vec //
+            [ >Htb cases rs0 // ]
+            -Htb #Htb >Htb whd >nth_change_vec [|//]
             >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >Hmidta_src >Hmidta_dst
-            >right_mk_tape normalize in match (left ??); normalize in match (right ??);
+            >right_mk_tape 
+            [| cases rs0 [ #_ %2 % | #x0 #xs0 normalize in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H)] ]
+            normalize in match (left ??); normalize in match (right ??);
             >Hmidta_src >Hmidta_dst >current_mk_tape <opt_cons_tail_expand
             normalize //
           | #hda #hdb #tla #tlb #H1 #H2 >H1 >H2
             >reverse_cons >reverse_cons >associative_append #Hte
             lapply (Hte ???? (refl ??) ? s0 ? (reverse ? tla) ?? (refl ??))
-            [ lapply 
-                     lsb cj hda (reverse ? xs@s0::reverse ? tla) rs0' ??)
-            [ /2 by cons_injective_l, nil/
-            | >length_append >length_append @eq_f @(eq_f ?? S)
-              >H1 in Hlen'; >H2 whd in ⊢ (??%%→?); #Hlen' 
-              >length_reverse >length_reverse destruct (Hlen') //
-            | /2 by refl, trans_eq/ ] -Hte
-            #Hte * * #_ >Hte >nth_change_vec // #Htb1 #Htb2
+            [ >length_reverse >length_reverse cut (|hda::tla| = |hdb::tlb|) //
+              normalize #H destruct (H) // ] #Hte #_ #_ #_
+            whd in ⊢ (%→?); >Hte >change_vec_change_vec >nth_change_vec // #Htb
             cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta               
-                      (mk_tape sig (hda::lsb) (option_hd ? (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tla)@cj::rs0')) (tail ? (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tla)@cj::rs0'))) dst) 
-                      (midtape ? [ ] hdb (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tlb)@ci::rs'')) src)
-            [@daemon] -Htb1 -Htb2 #Htb >Htb whd 
-            >nth_change_vec // >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec //
-            >right_mk_tape >Hmidta_src >Hmidta_dst 
+                      (mk_tape sig (hda::lsb) (option_hd ? (reverse sig (reverse sig tla)@s0::rs0)) (tail ? (reverse sig (reverse sig tla)@s0::rs0))) dst) 
+                      (midtape ? [ ] hdb (reverse sig (reverse sig tlb)@s::rs)) src)
+            [ >Htb >change_vec_commute [|//] @eq_f3 // cases (reverse sig (reverse sig tla)@s0::rs0) // ]
+            -Htb #Htb >Htb whd 
+            >nth_change_vec [|//] >nth_change_vec_neq [|//] >nth_change_vec [|//]
+            >right_mk_tape 
+            [| cases (reverse sig (reverse sig tla))
+               [|#x0 #xs0] normalize in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) ]
+            >Hmidta_src >Hmidta_dst 
             whd in match (left ??); whd in match (left ??); whd in match (right ??);
-            >length_tail >Hrs0 >length_append >length_append >length_reverse
-            >length_append >commutative_plus in match (|reverse ??| + ?);
-            whd in match (|?::?|); >length_reverse >length_reverse
-            <(length_reverse ? ls) <Hlen' >H1 normalize // ]
-       | #_ #Hte #_ <(reverse_reverse … ls0) in Hte; <(reverse_reverse … lsa)
-            cut (|reverse ? lsa| = |reverse ? ls0|) [ // ] #Hlen' 
-            @(list_cases2 … Hlen')
-            [ #H1 #H2 >H1 >H2 normalize in match (reverse ? [ ]); #Hte
-              lapply (Hte … (refl ??) … (refl ??) (refl ??)) -Hte
-              >change_vec_change_vec >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] 
-              >change_vec_change_vec #Hte
-              >Hte * * #_ >nth_change_vec // >reverse_reverse 
-              #H lapply (H … (refl ??)) -H #Htb1 #Htb2
-              (* cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta (midtape sig [] s0 (xs@ci::rs'')) src) (mk_tape sig (s0::lsb) (option_hd sig (xs@cj::rs0')) (tail sig (xs@cj::rs0'))) dst) *)
-              cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta (mk_tape ? [s0] (option_hd ? (xs@cj::rs0')) (tail ? (xs@cj::rs0'))) dst)
-                           (midtape ? lsb s0 (xs@ci::rs'')) src)
-              [@daemon] -Htb1 -Htb2 #Htb >Htb whd >nth_change_vec //
-              >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec //
-              >right_mk_tape normalize in match (left ??);
-              >Hmidta_src >Hmidta_dst >length_tail >Hrs0 >length_append 
-              >commutative_plus in match (pred ?); normalize
-              >length_append >(?:|lsa| = O)
-              [ normalize <plus_n_Sm <plus_n_Sm // | <(length_reverse ? lsa) >H1 % ]
-            | #hda #hdb #tla #tlb #H1 #H2 >H1 >H2
-              >reverse_cons >reverse_cons #Hte
-              lapply (Hte cj hdb (reverse ? xs@s0::reverse ? tlb) rs0' ?
-                       lsb ci hda (reverse ? xs@s0::reverse ? tla) rs'' ??)
-              [ /2 by cons_injective_l, nil/
-              | >length_append >length_append @eq_f @(eq_f ?? S)
-                >H1 in Hlen'; >H2 whd in ⊢ (??%%→?); #Hlen' 
-                >length_reverse >length_reverse destruct (Hlen') //
-              | /2 by refl, trans_eq/ ] -Hte
-              #Hte * * #_ >Hte >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec // #Htb1 #Htb2
-              cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta               
-                        (mk_tape sig [hdb] (option_hd ? (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tlb)@cj::rs0')) (tail ? (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tlb)@cj::rs0'))) dst) 
-                        (midtape ? lsb hda (reverse sig (reverse sig xs@s0::reverse sig tla)@ci::rs'')) src)
-              [@daemon] -Htb1 -Htb2 #Htb >Htb whd 
-              >nth_change_vec // >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec //
-              >right_mk_tape >Hmidta_src >Hmidta_dst 
-              whd in match (left ??); whd in match (left ??); whd in match (right ??);
-              >length_tail >Hrs0 >length_append >length_append >length_reverse
-              >length_append >commutative_plus in match (|reverse ??| + ?);
-              whd in match (|?::?|); >length_reverse >length_reverse >Hlen
-              <(length_reverse ? ls0) >H2 whd in match (|?::?|); 
-              >length_append normalize //
-            ]
-          ]
-        
-        #Hte1 #H2 #H3 #H4 >Hmidta_src >Hmidta_dst #Hte
-        lapply (Hte … (refl ??) … (refl ??)) * * #_ #Htb1 #Htb2
-        #s1 #rs1 >Hmidta_src #H destruct (H)
-        lapply (Hte … Hmidta_src … Hmidta_dst) -Hte #Hte destruct (Hte) %
-        [ @(eq_vec … (niltape ?)) #i #Hi
-          cases (true_or_false ((dst : DeqNat) == i)) #Hdsti
-          [ <(\P Hdsti) >(Htb1 … Hmidta_dst) >nth_change_vec // >Hmidta_dst
-            cases rs0 [|#r2 #rs2] %
-          | <Htb2 [|@(\Pf Hdsti)] >nth_change_vec_neq [| @(\Pf Hdsti)] % ]
-        | >Hs0 %{s0} % // #H destruct (H) @False_ind cases (Hss0) /2/ ] *)
-      ]
-    ]
-  ]
+            >current_mk_tape <opt_cons_tail_expand >length_append
+            >length_reverse >length_reverse <(length_reverse ? ls) <Hlen'
+            >H1 normalize // ]
+       | #_ <(reverse_reverse … ls0) <(reverse_reverse … lsa)
+         cut (|reverse ? lsa| = |reverse ? ls0|) [ // ] #Hlen' 
+         @(list_cases2 … Hlen')
+         [ #H1 #H2 >H1 >H2 normalize in match (reverse ? [ ]); #_ #_ #Hte
+           lapply (Hte … (refl ??) … (refl ??)) -Hte #Hte destruct (Hte)
+           whd in ⊢ (%→?); #Htb whd >Hmidta_dst
+           cut (tb = change_vec (tape sig) (S n) ta (mk_tape ? (s0::ls0) (option_hd ? rs0) (tail ? rs0)) dst)
+           [ >Htb >Hmidta_dst cases rs0 // ]
+           -Htb #Htb >Htb whd >nth_change_vec [|//]
+           >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >Hmidta_src >Hmidta_dst
+           >current_mk_tape >right_mk_tape 
+           [| cases rs0 [ #_ %2 % | #x0 #xs0 normalize in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) ]]
+           normalize in ⊢ (??%); <opt_cons_tail_expand
+           normalize //
+         | #hda #hdb #tla #tlb #H1 #H2 >H1 >H2
+           >reverse_cons >reverse_cons #Hte #_ #_
+           lapply (Hte s0 hdb (reverse ? tlb) rs0 ?
+                    lsb s hda (reverse ? tla) rs ??)
+           [ /2 by cons_injective_l, nil/
+           | >length_reverse >length_reverse cut (|hda::tla| = |hdb::tlb|) //
+             normalize #H destruct (H) //
+           | /2 by refl, trans_eq/ ] -Hte
+           #Hte whd in ⊢ (%→?); >Hte >nth_change_vec_neq [|//] >nth_change_vec [|//] #Htb
+           cut (tb = change_vec ?? (change_vec (tape sig) (S n) ta               
+                     (mk_tape sig [hdb] (option_hd ? (reverse sig (reverse sig tlb)@s0::rs0)) (tail ? (reverse sig (reverse sig tlb)@s0::rs0))) dst) 
+                     (midtape ? lsb hda (reverse sig (reverse sig tla)@s::rs)) src)
+           [ >Htb >change_vec_commute [|//] >change_vec_change_vec
+             @eq_f3 // cases (reverse sig (reverse sig tlb)@s0::rs0) // ]
+           -Htb #Htb >Htb whd 
+           >nth_change_vec [|//] >nth_change_vec_neq [|//] >nth_change_vec [|//]
+           >right_mk_tape
+           [| cases (reverse ? (reverse ? tlb)) [|#x0 #xs0] normalize in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) ]
+           >Hmidta_src >Hmidta_dst 
+           whd in match (left ??); whd in match (left ??); whd in match (right ??);
+           >current_mk_tape <opt_cons_tail_expand >length_append
+           normalize in ⊢ (??%); >length_append >reverse_reverse
+           <(length_reverse ? lsa) >Hlen' >H2 normalize //
+         ]
+       ]
+     ]
+   ]
+ ]
 | #ta #tb #tc * #Hcomp1 #Hcomp2 * #td * * #Htest #Htd destruct (Htd)
   whd in ⊢ (%→?); #Htb destruct (Htb) #ls #x #xs #Hta_src
   lapply (refl ? (current ? (nth dst ? ta (niltape ?))))
@@ -799,50 +699,31 @@ lemma sem_match_step_termination :
         normalize #H destruct (H) ] ] ]
 qed.
 
+(* lemma WF_to_WF_f : ∀A,B,R,f,b. WF A R (f b) → WF B (λx,y.R (f x) (f y)) b. *)
+let rec WF_to_WF_f A B R f b (Hwf: WF A R (f b)) on Hwf: WF B (λx,y.R (f x) (f y)) b ≝ 
+  match Hwf return (λa0,r.f b = a0 → WF B (λx,y:B. R (f x) (f y)) b) with
+  [ wf a Hwfa ⇒ λHeq.? ] (refl ??).
+% #b1 #HRb @WF_to_WF_f @Hwfa <Heq @HRb
+qed.
+
+lemma lt_WF : ∀n.WF ? lt n.
+#n @(nat_elim1 n) -n #n #IH % @IH
+qed.
 
-definition Pre_match_m ≝ 
-  λsrc,sig,n.λt: Vector (tape sig) (S n).
-  ∃x,xs.
-  nth src (tape sig) t (niltape sig) = midtape ? [] x xs.
-  
 lemma terminate_match_m :
   ∀src,dst,sig,n,t.
   src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
-  Pre_match_m src sig n t → 
   match_m src dst sig n ↓ t.
-#src #dst #sig #n #t #Hneq #Hsrc #Hdst * #start * #xs
-#Hmid_src
-@(terminate_while … (sem_match_step src dst sig n Hneq Hsrc Hdst)) //
-<(change_vec_same … t dst (niltape ?))
-lapply (refl ? (nth dst (tape sig) t (niltape ?))) 
-cases (nth dst (tape sig) t (niltape ?)) in ⊢ (???%→?);
-[ #Htape_dst % #t1 whd in ⊢ (%→?); >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
-  >Hmid_src #HR cases (HR ?? (refl ??)) -HR
-  >nth_change_vec // >Htape_dst #_ * #s0 * normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
-| #x0 #xs0 #Htape_dst % #t1 whd in ⊢ (%→?); >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
-  >Hmid_src #HR cases (HR ?? (refl ??)) -HR
-  >nth_change_vec // >Htape_dst #_ normalize in ⊢ (%→?);
-  * #s0 * #H destruct (H)
-| #x0 #xs0 #Htape_dst % #t1 whd in ⊢ (%→?); >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
-  >Hmid_src #HR cases (HR ?? (refl ??)) -HR
-  >nth_change_vec // >Htape_dst #_ normalize in ⊢ (%→?);
-  * #s0 * #H destruct (H)
-| #ls #s #rs lapply s -s lapply ls -ls lapply Hmid_src lapply t -t elim rs
-  [#t #Hmid_src #ls #s #Hmid_dst % #t1 whd in ⊢ (%→?); >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
-   >Hmid_src >nth_change_vec // >Hmid_dst #HR cases (HR ?? (refl ??)) -HR 
-   >change_vec_change_vec #Ht1 #_ % #t2 whd in ⊢ (%→?);
-   >Ht1 >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >Hmid_src #HR
-   cases (HR ?? (refl ??)) -HR #_
-   >nth_change_vec // * #s1 * normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
-  |#r0 #rs0 #IH #t #Hmid_src #ls #s #Hmid_dst % #t1 whd in ⊢ (%→?);
-   >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >Hmid_src
-   #Htrue cases (Htrue ?? (refl ??)) -Htrue >change_vec_change_vec
-   >nth_change_vec // >Hmid_dst whd in match (tape_move_mono ???); #Ht1
-   * #s0 * whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) #_ >Ht1
-   lapply (IH t1 ? (s0::ls) r0 ?) 
-   [ >Ht1 >nth_change_vec //
-   | >Ht1 >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @Hmid_src
-   | >Ht1 >nth_change_vec // ]
- ]
-]
+#src #dst #sig #n #ta #Hneq #Hsrc #Hdst
+@(terminate_while … (sem_match_step_termination src dst sig n Hneq Hsrc Hdst)) //
+letin f ≝ (λt0:Vector (tape sig) (S n).|left ? (nth src (tape ?) t0 (niltape ?))|
+    +|option_cons ? (current ? (nth dst (tape ?) t0 (niltape ?)))
+      (right ? (nth dst (tape ?) t0 (niltape ?)))|)
+change with (λx,y.f x < f y) in ⊢ (??%?); @WF_to_WF_f @lt_WF
+qed.
+
+lemma sem_match_m : ∀src,dst,sig,n.
+src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
+  match_m src dst sig n \vDash R_match_m src dst sig n.
+#src #dst #sig #n #Hneq #Hsrc #Hdst @WRealize_to_Realize [/2/| @wsem_match_m // ]
 qed.
\ No newline at end of file